人工智能在中國(guó)智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)中的應(yīng)用

龐娟　樊重俊　鞠曉玲

摘 要：人工智能技術(shù)的快速發(fā)展，使其在生活中各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在這一背景下，結(jié)合目前中國(guó)的機(jī)場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)智慧機(jī)場(chǎng)的含義以及人工智能和智慧機(jī)場(chǎng)之間的聯(lián)系進(jìn)行研究，并對(duì)以人工智能技術(shù)為研發(fā)核心所創(chuàng)造的新興技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行探討。人工智能的研發(fā)以機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸?shù)母咝Щ⒂行蚧椭悄芑癁槟繕?biāo)，實(shí)現(xiàn)其在中國(guó)智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)當(dāng)中的具體應(yīng)用。在中國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技快速發(fā)展的今天，智慧機(jī)場(chǎng)行業(yè)有著廣闊的發(fā)展前景，人工智能將給智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)提供強(qiáng)有力的支撐。

關(guān)鍵詞：人工智能;智慧機(jī)場(chǎng);應(yīng)用

中圖分類(lèi)號(hào)：TP18? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? 文章編號(hào)：1673-291X（2021）03-0098-03

隨著交通的不斷發(fā)達(dá)，陸地交通已經(jīng)不足以滿足人們的日常出行需求，航空交通已然逐漸普及。日益增加的民航旅客人數(shù)和人們對(duì)智能化出行的強(qiáng)烈要求，促進(jìn)了民航運(yùn)輸?shù)目焖侔l(fā)展。而利用人工智能（Artificial Intelligence，AI）打造“智能化、人性化航空”，已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)各大機(jī)場(chǎng)關(guān)于智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)的主要目標(biāo)。

一、應(yīng)用背景

現(xiàn)如今，人工智能、數(shù)字化等智能化和自動(dòng)化技術(shù)正越來(lái)越多地在各個(gè)行業(yè)中落地應(yīng)用。人工智能的遍地開(kāi)花，不論是通過(guò)產(chǎn)業(yè)規(guī)劃進(jìn)入人工智能領(lǐng)域的阿里巴巴、騰訊、百度等互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，還是以人工智能崛起的商湯科技、曠視科技Face++等原生技術(shù)企業(yè)，都是以人工智能技術(shù)給中國(guó)發(fā)展帶來(lái)變革的先驅(qū)。

隨著人工智能的不斷發(fā)展，旅客對(duì)智能化出行的呼聲也越來(lái)越強(qiáng)烈。2019年民航行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，截至2019年，中國(guó)共有航空公司62家，總飛機(jī)量規(guī)模3 818架，航線5 521條，通航城市234個(gè)，運(yùn)營(yíng)機(jī)場(chǎng)238座，中國(guó)民航行業(yè)規(guī)模居世界第二。民航行業(yè)是一個(gè)資金、勞動(dòng)、技術(shù)密集的行業(yè)，正因如此，給中國(guó)人工智能技術(shù)的應(yīng)用提供了更大的舞臺(tái)。

二、人工智能下的智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)

（一）智慧機(jī)場(chǎng)的含義

智慧機(jī)場(chǎng)的核心在于“智慧”兩字。關(guān)于“智慧”這個(gè)詞，往往是指以人為代表的生物所具有的基于神經(jīng)器官的一種創(chuàng)造思維能力。大眾熟悉的智慧城市、智慧市場(chǎng)等內(nèi)容，都是將人工智能應(yīng)用到實(shí)際生活中的實(shí)例。而這些對(duì)于人工智能的全部應(yīng)用，其主要目標(biāo)都是讓相關(guān)項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行更加高效、智能、有序。

“智慧機(jī)場(chǎng)”主要包含了三層含義：一是智慧機(jī)場(chǎng)是智慧城市的有機(jī)組成。智慧機(jī)場(chǎng)在形成其內(nèi)部信息體系的基礎(chǔ)上，融入進(jìn)城市生態(tài)體系中，與智慧城市有機(jī)結(jié)合。二是人工智能建設(shè)是智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)的核心任務(wù)。機(jī)場(chǎng)需要超越目前的運(yùn)作方式，并且找到更好的方法來(lái)優(yōu)化數(shù)據(jù)資源，提高旅客的滿意度和安全記錄，控制成本。數(shù)據(jù)是釋放潛力的關(guān)鍵，機(jī)場(chǎng)建設(shè)必需利用人工智能。三是旅客出行與機(jī)場(chǎng)管理是目前國(guó)內(nèi)智慧機(jī)場(chǎng)的主要研究方向。面向旅客的智慧服務(wù)和便捷的管理是智慧機(jī)場(chǎng)的重要組成因素。

（二）人工智能與智慧機(jī)場(chǎng)

人工智能是先進(jìn)技術(shù)的典型代表，已被認(rèn)為是新一輪航空業(yè)改革的核心驅(qū)動(dòng)力。隨著人工智能技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)、交通、機(jī)器制造業(yè)等領(lǐng)域具體應(yīng)用的不斷擴(kuò)展和延伸，已經(jīng)衍生出多種新興技術(shù)和設(shè)備產(chǎn)品，并持續(xù)影響著人們的生活方式和產(chǎn)品的生產(chǎn)模式。民航業(yè)密切跟蹤AI技術(shù)發(fā)展，在人工智能研究成果不斷涌現(xiàn)的時(shí)期，組織大量人才并結(jié)合國(guó)家對(duì)人工智能的發(fā)展規(guī)劃，開(kāi)展機(jī)場(chǎng)人工智能新興產(chǎn)品和技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)人工智能下的智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)。

雖然機(jī)場(chǎng)的人工智能建設(shè)仍處于初期狀態(tài)，但因?yàn)槿A為、百度、阿里云等領(lǐng)先的運(yùn)營(yíng)商大力投資人工智能，使其已經(jīng)取得了良好的進(jìn)展。機(jī)場(chǎng)正在實(shí)施的某些基本工作，例如臉部識(shí)別、客戶航班查詢、行李托運(yùn)、飛機(jī)的燃料優(yōu)化和運(yùn)營(yíng)優(yōu)化，利用人工智能可以大大提高目前這些工作的效率與完成預(yù)期。人工智能能夠更好地利用機(jī)場(chǎng)數(shù)據(jù)，從而獲取更加準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)、更成熟的工具和更高的生產(chǎn)力，同時(shí)優(yōu)化空域、跑道、人員等稀缺資源利用，從而幫助解決容量和環(huán)境這兩個(gè)中國(guó)機(jī)場(chǎng)面臨的巨大挑戰(zhàn)。總而言之，人工智能可以重新定義機(jī)場(chǎng)的工作開(kāi)展。

三、人工智能在智慧機(jī)場(chǎng)的具體應(yīng)用

民航通過(guò)動(dòng)態(tài)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景可以分為旅客流、貨物流和航空器流等這些場(chǎng)景，在經(jīng)營(yíng)過(guò)程當(dāng)中均產(chǎn)生了大量的數(shù)據(jù)。機(jī)場(chǎng)通過(guò)其各自的信息系統(tǒng)建立形成足夠多的數(shù)據(jù)之后，人工智能和大數(shù)據(jù)的挖掘才能更好地使用，例如視頻數(shù)據(jù)的分析挖掘、對(duì)于人、車(chē)、物的分類(lèi)存儲(chǔ)與檢索、各系統(tǒng)的報(bào)警聯(lián)動(dòng)等，都建立在系統(tǒng)互聯(lián)及人工智能基礎(chǔ)之上。機(jī)場(chǎng)的信息系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)其進(jìn)行不斷的升級(jí)，對(duì)人工智能技術(shù)不斷的更新迭代，才能讓機(jī)場(chǎng)更加智能化。

目前，機(jī)場(chǎng)所掌握的數(shù)據(jù)種類(lèi)主要有旅客數(shù)據(jù)、協(xié)調(diào)指揮數(shù)據(jù)、運(yùn)行管理數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)采用人工智能技術(shù)，機(jī)場(chǎng)可以在典型的業(yè)務(wù)場(chǎng)景之下提供更多的創(chuàng)新型應(yīng)用和服務(wù)來(lái)建設(shè)智慧機(jī)場(chǎng)。

（一）機(jī)場(chǎng)智能機(jī)器人

機(jī)場(chǎng)作為高效出行的交通樞紐，每天都有大量的人流流動(dòng)，機(jī)場(chǎng)的工作人員每天都要頻繁地為旅客提供大量的位置信息、航班信息、公共設(shè)施位置信息等引導(dǎo)指引服務(wù)。隨著智慧機(jī)場(chǎng)在全球范圍的強(qiáng)勢(shì)發(fā)展，機(jī)場(chǎng)樞紐智能化轉(zhuǎn)型也已經(jīng)啟動(dòng)，這就需要機(jī)場(chǎng)配備相應(yīng)的具備科技智能的服務(wù)系統(tǒng)，用來(lái)提升出行服務(wù)的效率，適用于我國(guó)智慧機(jī)場(chǎng)的機(jī)場(chǎng)智能機(jī)器人孕育而生，它是“人工智能技術(shù)+智慧機(jī)場(chǎng)系統(tǒng)”在大型機(jī)場(chǎng)應(yīng)用的具體表現(xiàn)。機(jī)場(chǎng)智能機(jī)器人主要有查詢機(jī)場(chǎng)信息、自動(dòng)巡邏安保、機(jī)場(chǎng)引導(dǎo)展覽、智能人機(jī)交互、遠(yuǎn)程監(jiān)控查詢等多種功能。例如，大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)的“小興”就是起到這樣的服務(wù)作用，它會(huì)通過(guò)語(yǔ)言互動(dòng)和自身胸前的顯示屏幕來(lái)一起為旅客指引服務(wù)。AI機(jī)器人能夠根據(jù)業(yè)務(wù)及場(chǎng)景的需求，依靠其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)與咨詢者進(jìn)行智能且專(zhuān)業(yè)的交互。

（二）視覺(jué)識(shí)別技術(shù)在智慧機(jī)場(chǎng)的應(yīng)用

傳統(tǒng)的登機(jī)安檢對(duì)證件的核檢是分鐘級(jí)的甚至?xí)r間更長(zhǎng)，而現(xiàn)在機(jī)場(chǎng)使用人臉識(shí)別技術(shù)和毫米波安檢技術(shù)安檢只需要幾秒鐘。人臉識(shí)別即通過(guò)先進(jìn)的深度識(shí)別和AI技術(shù)，將用戶照片與數(shù)據(jù)庫(kù)中的照片數(shù)據(jù)進(jìn)行精確匹配，判斷身份一致性。人臉識(shí)別技術(shù)不僅很大程度上提高了安檢速度，還減少了工作失誤，通過(guò)無(wú)感的二次核檢，避免了一些安全漏洞。旅客經(jīng)過(guò)自動(dòng)閘機(jī)面對(duì)攝像頭時(shí)，無(wú)須出示任何證件即可通過(guò)人臉識(shí)別系統(tǒng)進(jìn)行快速識(shí)別匹配，完成二次核驗(yàn)。

視覺(jué)識(shí)別技術(shù)還可以在不打開(kāi)行李箱的情況下對(duì)行李進(jìn)行檢查分析和識(shí)別，通過(guò)背景熱成像攝像機(jī)可以對(duì)其進(jìn)行識(shí)別，將這項(xiàng)技術(shù)與生物識(shí)別相結(jié)合，即可標(biāo)記出隨身攜帶違禁物品的人員。

從安全性的角度考慮，機(jī)場(chǎng)安檢保障的核心在于識(shí)別潛在的可疑人員和可疑行為，機(jī)場(chǎng)可以通過(guò)動(dòng)態(tài)監(jiān)控識(shí)別技術(shù)進(jìn)行人臉比對(duì)，提取人臉特征，建立人臉模型進(jìn)行對(duì)比、矯正等技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)清晰的人臉還原，辨別出現(xiàn)場(chǎng)除工作人員和普通旅客之外的可疑人員。以此來(lái)對(duì)接海關(guān)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，智能地分析比對(duì)嫌疑人，實(shí)現(xiàn)對(duì)海關(guān)重點(diǎn)人群的布控，例如走私、逃犯等。

智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)在視覺(jué)識(shí)別技術(shù)上不僅體現(xiàn)在安檢方面，以大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)為例，大興機(jī)場(chǎng)采用“面像乘機(jī)”的智能技術(shù)，旅客全程無(wú)須打印登機(jī)牌，安檢通過(guò)“刷臉”方式實(shí)現(xiàn)自助通行，乘機(jī)階段也可通過(guò)“刷臉”自助乘機(jī)。乘機(jī)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)“無(wú)紙化出行”，以“一張臉走遍機(jī)場(chǎng)”。

（三）人工智能對(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率的提高

航空公司通過(guò)對(duì)旅客流、行李流、交通流、航班流等多元數(shù)據(jù)的匯入，通過(guò)AI學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)預(yù)測(cè)、地面保障時(shí)間從而對(duì)機(jī)場(chǎng)整體運(yùn)行態(tài)勢(shì)的感知實(shí)行現(xiàn)狀評(píng)估與未來(lái)預(yù)測(cè)。機(jī)場(chǎng)的每次航班從飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)落地到離地起飛的這段時(shí)間的匯總和匹配資源的協(xié)調(diào)效率就決定了每個(gè)機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率，所以時(shí)間管理便成為重中之重，如何高效地縮短每段關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)時(shí)間，是提升機(jī)場(chǎng)運(yùn)行效率最應(yīng)該關(guān)注的問(wèn)題。

AI學(xué)習(xí)算法通過(guò)空管數(shù)據(jù)、航班運(yùn)行計(jì)劃數(shù)據(jù)、資源數(shù)據(jù)、場(chǎng)站雷達(dá)數(shù)據(jù)、跑道的地理信息數(shù)據(jù)分析最大可能概率的滑行路徑，以及上述因素對(duì)滑行時(shí)間的影響和對(duì)地面保障時(shí)間的評(píng)估與預(yù)測(cè)，從而協(xié)調(diào)相應(yīng)資源及時(shí)有序地到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行服務(wù)。

對(duì)于機(jī)場(chǎng)整體的管理，可基于本場(chǎng)站航班的數(shù)據(jù)、資源使用的數(shù)據(jù)、歷史資源的保障效率包括歷史資源達(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)、天氣數(shù)據(jù)、航站樓旅客數(shù)據(jù)、行李數(shù)據(jù)對(duì)機(jī)場(chǎng)的資源效率進(jìn)行評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，運(yùn)營(yíng)總體水平進(jìn)行打分，從而指導(dǎo)整個(gè)機(jī)場(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，有效建設(shè)智慧機(jī)場(chǎng)。

（四）機(jī)場(chǎng)商業(yè)

機(jī)場(chǎng)商業(yè)的經(jīng)營(yíng)模式主要有三種方式：自營(yíng)、合營(yíng)以及場(chǎng)地出租。機(jī)場(chǎng)商業(yè)給機(jī)場(chǎng)同樣可以給航空公司帶來(lái)可觀的收入，航空公司可利用人工智能技術(shù)加強(qiáng)對(duì)機(jī)場(chǎng)商業(yè)的管控來(lái)達(dá)到服務(wù)體驗(yàn)的最大化和效益的最大化。機(jī)場(chǎng)商業(yè)通常使用機(jī)場(chǎng)統(tǒng)一支付接口或記賬系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行記賬，由此可以精確掌握?qǐng)鰞?nèi)所有消費(fèi)明細(xì)情況。通過(guò)視覺(jué)識(shí)別技術(shù)還可以將旅客的個(gè)人信息與消費(fèi)賬單進(jìn)行匹配，從而對(duì)旅客的消費(fèi)情況進(jìn)行分析，甚至通過(guò)消費(fèi)情況對(duì)整個(gè)商業(yè)在場(chǎng)內(nèi)的布局做規(guī)劃調(diào)整。機(jī)場(chǎng)通過(guò)AI創(chuàng)新技術(shù)，目前已研發(fā)出互動(dòng)數(shù)字購(gòu)物墻、智能廣告牌、購(gòu)物登機(jī)口交付等智能設(shè)備和系統(tǒng)，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)智慧機(jī)場(chǎng)沿途購(gòu)物的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)與建設(shè)。其中，互動(dòng)數(shù)字購(gòu)物墻通過(guò)創(chuàng)意方式吸引經(jīng)過(guò)旅客的注意，并提供身臨其境的多種感官體驗(yàn)，這種智能墻不僅節(jié)省了機(jī)場(chǎng)的空間占用，還提升了商業(yè)密度。而智能廣告牌可以根據(jù)飛行目的，精準(zhǔn)定位目標(biāo)客戶，優(yōu)化和配置廣告。

四、智慧機(jī)場(chǎng)建設(shè)的前景

機(jī)場(chǎng)智慧化發(fā)展的目標(biāo)是充分利用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能、信息安全等新技術(shù)的創(chuàng)新和應(yīng)用，使其發(fā)展趨向數(shù)據(jù)共享、信息融合和一體化旅客體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)智能化、智慧化，全面構(gòu)建數(shù)字化未來(lái)機(jī)場(chǎng)。

我國(guó)智慧機(jī)場(chǎng)剛剛從2.0時(shí)代過(guò)渡到3.0時(shí)代，人工智能也正逐漸融入智能機(jī)場(chǎng)的建設(shè)之中。智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)目前主要體現(xiàn)在便捷、個(gè)性化體驗(yàn)和安全保障上，在其他領(lǐng)域的研究涉及較少，但目前眾多航空領(lǐng)域?qū)＜遗c人工智能企業(yè)都在共同打造和升級(jí)智慧機(jī)場(chǎng)的行業(yè)解決方案，已經(jīng)研發(fā)出許多新興產(chǎn)品和智能系統(tǒng)。智能出行系統(tǒng)、智能停車(chē)系統(tǒng)、人臉識(shí)別安檢、行李追蹤系統(tǒng)、機(jī)器人服務(wù)等創(chuàng)新科技為大眾提供了平安、綠色、智慧、人文的“智慧機(jī)場(chǎng)”。隨著人工智能的不斷發(fā)展，更多新技術(shù)將被研發(fā)和應(yīng)用，智慧機(jī)場(chǎng)的建設(shè)之路也將越走越寬。

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Abstract：With the rapid development of artificial intelligence technology，it has been widely applied in every field of life. In this background，combined with the present development of Chinas airports and implications for the smart airport and airport to study the relation between artificial intelligence and wisdom，and based on the artificial intelligence technology as the core of the research and development of the airport intelligent robot，visual recognition technology，data prediction system，airport business control and other emerging technologies and products are discussed. The research and development of artificial intelligence aims at the efficient，orderly and intelligent airport transportation to realize its specific application in the construction of Chinas smart airport. With the rapid development of Chinas economy and science and technology，the smart airport industry has a broad development prospect，and artificial intelligence provides a strong support for the construction of smart airports.

Key words：artificial intelligence;smart airport;application

[責(zé)任編輯 曉 群]