人工智能[1434]为什么人工智能不能取代空中交通管制员

人工智能[1434]

为什么人工智能不能取代空中交通管制员

经过数小时的例行操作后，空中交通管制员接到一架小型飞机的无线电呼叫，该飞机的驾驶舱指示器无法确认飞机的起落架已伸出以准备着陆。控制器安排飞行员在塔台附近低空飞行，以便控制器可以目视检查飞机的起落架。一切看起来都很好。“看起来你的装备坏了，”管制员告诉飞行员。

管制员要求机场消防车做好准备以防万一，飞机盘旋返回安全着陆。像这样的场景经常上演。在空中交通管制系统中，一切都必须满足最高级别的安全要求，但并非一切都按计划进行。

与此形成鲜明对比的是，未来人工智能“飞行员”驾驶自主飞机的科幻愿景，配有自主空中交通管制系统，可以像路由器在互联网上穿梭数据包一样轻松处理飞机。

我是一名航空航天工程师，曾领导了国会下令进行的一项关于空中交通管制员人员配备的国家科学院研究。研究人员一直在研究使空中交通管制系统元素自动化的新技术，但技术只能执行设计过程中计划的功能，因此无法修改标准程序。如上所述，在未来很长一段时间内，人类很可能仍然是空中交通管制的必要核心组成部分。

空中交通管制员是做什么的？

美国联邦航空管理局（Federal Aviation Administration）关于空中交通管制员责任的基本指南指出：“空中交通管制系统的主要目的是防止涉及飞机的碰撞。空中交通管制员还负责提供“安全、有序和快速的空中交通流量”和其他支持安全的服务，例如帮助飞行员尽可能避开山区和其他危险地形和危险天气。

空中交通管制员的工作各不相同。塔台控制器提供本地控制，允许飞机起飞和降落，确保它们安全地间隔开来。它们还提供地面控制，指挥飞机滑行，并在飞行前一天通知飞行员飞行计划和潜在的安全问题。塔台管制员由一些显示器辅助，但大多数情况下从塔台向外看，并通过无线电与飞行员交谈。在由美国联邦航空局管制员配备的大型机场，地面监视显示器向管制员显示飞机和机场地面上的其他车辆。

另一方面，进近和途中管制员坐在黑暗和安静的房间中的大型显示器前。他们通过无线电与飞行员交流。它们的显示屏在地图视图上显示飞机位置，以及空域边界和航线的关键特征。

美国的 21 个航路控制中心管理机场之间和上方的交通，因此通常以更高的速度和高度飞行。

进近控制设施的管制员在起飞后将离港飞机从当地控制过渡到途中空域。他们同样从途中空域接收到达的飞机，将它们与着陆进近对齐，然后将它们交给塔台管制员。

每个显示器上的控制器管理扇区内的所有流量。扇区的大小各不相同，从几立方英里（专注于对飞机降落在繁忙机场的飞机进行排序）到跨越超过 30,000 立方英里（125,045 立方公里）的途中扇区，在飞机很少飞行的地方和时间。如果一个扇区繁忙，第二个甚至第三个控制器可能会提供帮助，或者该扇区可能一分为二，由另一个显示器和控制器团队管理第二个。

技术如何提供帮助

空中交通管制员的工作压力很大，容易疲劳和信息过载。公众对越来越多的近距离呼叫的担忧使人们关注老化的技术和人员短缺，这导致空中交通管制员强制加班。新技术可以帮助缓解这些问题。

空中交通管制系统正在以多种方式整合新技术。美国联邦航空局（FAA）的“下一代航空运输系统”（NextGen Air Transportation System）计划正在为管制员提供更多、更准确的信息。

管制员的显示屏最初只显示雷达跟踪。他们现在可以利用航路自动化现代化系统中每个航班的所有已知数据。该系统集成了雷达、通过自动相关监视广播从飞机上自动报告、天气报告、飞行计划和飞行历史。

系统有助于提醒管制员注意飞机之间或过于靠近高地或建筑物的飞机之间的潜在冲突，并向管制员提供建议，以将飞机安排到平稳的交通流中。2023 年 11 月 9 日，美国联邦航空局首席运营官蒂莫西·阿雷尔 （Timothy Arel） 在美国参议院就机场安全问题作证时表示，政府正在开发或改进几个空中交通管制系统.

研究人员正在使用机器学习来分析和预测空中交通和空中交通管制的各个方面，包括城市之间的空中交通流量和空中交通管制员的行为.

技术如何使事情复杂化

新技术还可以以新型飞机的形式对空中交通管制产生深刻的变化。例如，现行法规大多限制无人驾驶飞机在离地面400英尺（122米）以下飞行并远离机场。这些是急救人员、新闻机构、测量员、送货服务和业余爱好者使用的无人机。

然而，一些新兴的无人驾驶飞机公司提议在受控空域飞行。一些人计划让他们的飞机定期飞行，并通过语音无线电与空中交通管制员正常互动。其中包括 Reliable Robotics 和 Xwing，它们分别致力于实现小型货机 Cessna Caravan 的自动化。

其他人则瞄准了新的商业模式，例如先进的空中交通，小型、高度自动化的电动飞机的概念——例如电动空中出租车。这将需要截然不同的路线和程序来处理空中交通。

2024 年 2 月 4 日，一架载有堪萨斯城酋长队联合航空公司的美国联合航空公司航班抵达拉斯维加斯的哈里·里德国际机场，在 2 月 11 日的超级碗 LVIII 之前。 伊桑·米勒/盖蒂图片社

期待意想不到的事情

空中交通管制员的日常工作可能会被需要特殊处理的飞机打#发文集龍卡瓜分百万现金#乱。这可能包括从紧急情况到优先处理医疗航班或空军一号。管制员有责任和灵活性来调整他们管理空域的方式。

空中交通管制前线的要求与人工智能的能力不匹配。人们预计空中交通将继续成为有史以来最安全、最复杂的高科技系统。它通过在实际情况下遵守程序来实现这一标准，这是人工智能可以做到的，并且在发生计划外的事情或实施新操作时进行调整和行使良好的判断力——这是当今人工智能的一个显着弱点.

事实上，正是在情况最糟糕的时候——当管制员弄清楚如何处理有严重问题、机场危机或由于安全问题或基础设施故障而大面积关闭空域的飞机时——管制员对安全的贡献最大。

此外，管制员不会驾驶飞机。他们与他人交流和互动以引导飞机，因此他们的责任从根本上是作为团队的一部分——人工智能的另一个显着弱点.

作为一名工程师和设计师，我最兴奋的是人工智能在分析过去空中交通运营的大数据记录方面的潜力，例如追求更高效的飞行路线。然而，作为一名飞行员，我很高兴在无线电中听到管制员平静的声音，如果我遇到问题，可以帮助我快速安全地着陆。

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