ChatGPT 在空管行業的應用探討

畢麗波

（黑龍江空管分局，黑龍江 哈爾濱 150079）

1 ChatGPT 簡介

ChatGPT 的核心技術是自然語言處理（NLP），它使用深度學習算法來理解和生成自然語言。ChatGPT 使用了一種稱為“Transformer”的神經網絡結構，這種結構可以處理長文本序列，并且在各種自然語言處理任務中表現出色。ChatGPT 使用了大量的數據進行訓練，以提高其對自然語言的理解能力[1]。

ChatGPT 的優點在于它可以進行個性化的交互，根據用戶的需求和偏好提供相應的服務和信息。ChatGPT還可以學習用戶的喜好和習慣，以提供更加準確和有用的意見和建議。此外，ChatGPT 還可以進行多語言交互，支持多種語言，包括英語、中文、日語、法語、德語等[2]。

空中交通管制（ATC）是航空安全最關鍵的方面之一，其主要職責是確保飛機在空域內安全高效地飛行。空中交通管制過程涉及了飛行員和空中交通管制員之間的通信，后者向前者提供天氣狀況、跑道分配和飛行計劃變更等基本信息。隨著多年來空中交通量的增加，空中交通管制變得更加具有挑戰性，需要在復雜和動態的情況下快速準確地做出決策。因此，將ChatGPT 納入ATC 流程可以幫助提高效率、減少人為錯誤和提高安全性。

人工智能在航空空管行業的應用已逐漸成為一種趨勢，而ChatGPT 則是其中的一個重要組成部分。ChatGPT 是一種基于自然語言處理技術和人工智能算法構建的對話系統，通過與用戶進行交互，從而實現各種功能。在航空空管行業中，ChatGPT 可以幫助航空公司、機場及航空管理部門等提高服務效率、降低人力成本、減少誤差等方面發揮著重要的作用。

2 ChatGPT 在空管行業的應用

2.1 信息查詢服務

在空中交通管制領域，快速獲取準確的信息對現場決策至關重要。ChatGPT 可以作為信息查詢的智能助手，為管制員提供實時的航班信息、氣象數據、機場資源等。當管制員需要查詢特定航班的飛行狀態時，可以通過與ChatGPT 的對話，輸入航班號或其他關鍵信息，獲取該航班的起飛、到達時間，飛行高度，速度等數據。ChatGPT 可以通過分析航班計劃和實時數據，快速回復管制員的查詢，幫助他們做出決策。此外，ChatGPT 還可以提供氣象信息查詢服務。當管制員需要了解某個區域的天氣狀況時，可以向ChatGPT 詢問當前的天氣預報、降雨情況、能見度等信息。ChatGPT 可以從氣象數據中提取關鍵信息，向管制員提供準確的氣象報告，幫助他們作出飛行安排[3]。

2.2 設備維護保障

空中交通管制設備的正常運行對航空安全至關重要。ChatGPT 可以在設備維護保障方面發揮作用，幫助管制和技術部門更高效地維護和管理設備，同時，還可以幫助管制和技保部門提高應急響應效率。當某個設備出現故障時，技保人員可以與ChatGPT 交流，描述故障現象和具體情況。ChatGPT 可以根據故障描述，提供初步的故障排查建議，幫助技保人員迅速定位問題所在，使人員快速獲取了相應的應急手段和排故手段，并進行優化選擇。例如，當雷達設備出現故障時，ChatGPT 可以根據問題描述，指導技保人員檢查天線、接收器等部件，縮短排障時間。此外，ChatGPT 還可以為管制部門提供氣象信息、流量信息、空域限制信息，協助其做出更加準確的決策，保障飛行安全。此外，ChatGPT 還可以協助制定設備維護計劃。它可以分析設備的歷史維護記錄、運行狀態，為技保部門提供優化的維護計劃。例如，對于頻繁出現故障的設備，ChatGPT可以建議增加維護次數或更換部件，以提高設備的穩定性和可靠性，甚至可以延長老舊設備的安全運行周期。

2.3 空中交通管制

ChatGPT 在空中交通管制中的應用前景廣泛。它可以成為管制員的智能助手，提供決策支持、優化交通流程等服務。首先，ChatGPT 可以幫助管制員進行飛行計劃和調度。在繁忙的航班交叉口，管制員需要制定合理的飛行高度和速度安排，以避免沖突和延誤。ChatGPT 可以分析航班計劃、流量數據，為管制員提供最佳的飛行高度和速度組合，幫助他們做出決策。其次，ChatGPT 可以提供突發情況下的應急支持。當出現飛行緊急情況或氣象突變時，管制員需要迅速做出決策，確保飛行安全。ChatGPT 可以根據當前情況，提供相應的應急處理建議，幫助管制員采取正確的措施。此外，ChatGPT還可以進行交通流量預測。通過分析歷史交通數據和趨勢，ChatGPT 可以預測未來一段時間內的交通流量，幫助管制員合理規劃交通流程，減少擁堵情況的發生。

2.4 多語言翻譯

在國際航空領域，多語言服務成為一個必備功能，多語言翻譯是一個重要的需求。不同國家和地區的飛行員、管制員可能使用不同的語言進行通訊，因此多語言翻譯變得至關重要。ChatGPT 可以充當多語言翻譯工具，幫助實現無縫的語言交流。當一個飛行員使用其母語與管制員交流時，ChatGPT 可以實時將其語音轉化為文字，并進行語言翻譯。例如，當一名法國飛行員使用法語與中國管制員交流時，ChatGPT 可以將法語翻譯為中文，使雙方能夠理解對方的指令和請求；也就是說，只有本國籍的飛行員才會用自己國家的語言，就好像國內的漢語言等級一樣。國際民航組織把英語規定為世界民航的工作語言，各國的國際航線都使用英語進行通話。此外，ChatGPT 還可以生成多語言通用短語。在常見的交流場景中，管制員可能需要向飛行員傳達一些固定的指令或信息，如起飛許可、降落指示等。ChatGPT 可以預先編寫好這些短語的多語言版本，當管制員需要時，可以快速生成并發送給飛行員，提高交流效率，并能夠最大限度地降低人工識別話音的出錯概率。

3 ChatGPT 在提高空中交通效率中的潛力

ChatGPT 在提高空中交通效率方面有著廣泛的應用潛力，從實時數據分析到智能決策支持，都可以幫助管制員更快速地做出準確決策，從而優化整體的交通流程。

3.1 實時數據分析與預測

ChatGPT 可以分析大量的實時數據，包括航班計劃、飛行軌跡、氣象數據等，從中提取有用的信息，幫助管制員了解當前的交通狀況。例如，當管制員需要了解某個空域的交通流量和飛行情況時，ChatGPT 可以通過數據分析，展示該空域內的航班密度、平均飛行速度等信息。這可以幫助管制員更準確地判斷擁堵狀況，做出合理的調度安排。此外，ChatGPT 可以通過學習歷史數據，預測未來的交通流量。當管制員需要預先規劃交通流程時，ChatGPT 可以根據過去的交通趨勢，提供未來某段時間內的交通預測，幫助管制員做出更科學的決策[4]。

3.2 智能決策支持

ChatGPT 可以成為管制員的智能助手，為他們提供決策支持和建議。在復雜的交通情況下，管制員需要綜合考慮多種因素，做出迅速而準確的決策。ChatGPT可以根據當前的交通數據和歷史經驗，提供決策的參考意見。例如，當出現突發情況導致某個航班需要緊急改變航路時，管制員可以向ChatGPT 咨詢最佳航路的選擇。ChatGPT 可以基于飛行距離、氣象情況、空域限制等因素，提供合理的航路建議，幫助管制員做出決策。此外，ChatGPT 還可以根據歷史數據和飛行經驗，為管制員提供飛行指令的優化方案。例如，在繁忙的航班交叉口，管制員可以與ChatGPT 交互，獲取最佳的飛行高度和速度組合，以減少飛行時間和燃料消耗[5]。

4 ChatGPT 的優勢和不足

ChatGPT 作為一種基于自然語言處理的技術，在空中交通管制領域有著顯著的優勢，但同時也存在一些不足之處，需要認真考慮和處理。

4.1 優勢

（1）高效的信息交流與處理能力：ChatGPT 可以實現與人類類似的自然語言交流，這使得管制員可以更直接、更高效地與系統進行交互。與傳統的輸入命令、等待響應的方式相比，ChatGPT 可以實時響應、理解并解釋管制員的查詢、指令和問題，從而節省一定的時間，提高信息處理速度。它還能夠縮短響應時間，ChatGPT使用自然語言處理來準確理解和解釋用戶請求，從而減少提供響應所需的時間；在時間緊迫的緊急情況下，ChatGPT 可以快速響應查詢并即時提供必要的信息。（2）實時數據分析和智能決策支持：日常工作中，管制員負責同時監控多個航班，通過使用ChatGPT，管制員可以更快地處理數據，并在潛在沖突或侵入出現前識別這些問題。ChatGPT 還可以學習4D 軌跡模型，分析飛行趨勢，計算航班流量，使管制員更及時、準確地掌握飛行動態。ChatGPT 可以分析大量實時數據，幫助管制員快速獲取關鍵信息。它可以根據飛行計劃、氣象數據、航班軌跡等數據，提供準確的預測、趨勢分析和決策建議。這對于管制員在高壓環境下做出迅速而準確的決策非常有益。（3）多語言支持：空中交通管制涉及來自世界各地的飛行員和管制員，語言差異可能成為交流的障礙。ChatGPT 可以實現多語言的交互，將不同語言翻譯成管制員熟悉的語言，促進信息傳遞和溝通。（4）降低人為錯誤：人為錯誤是空中交通管制中的一個重要風險因素。由于疲勞、誤解或其他因素，人類操作可能出現錯誤。ChatGPT 可以減少人為錯誤的可能性，通過準確的語言理解和生成，確保信息的正確傳遞和處理。（5）持續學習和適應能力：ChatGPT具有持續學習和適應新情況的能力。它可以通過不斷的訓練和更新，逐步適應空中交通管制領域的特定需求和變化，提供更加準確和有針對性的服務。（6）提高信息準確性：管制員與飛行員雙向話音通信時，通信差錯率高，存在錯忘漏的問題，可能會導致嚴重后果。ChatGPT 通過實時提供準確簡潔的信息來消除這種風險，幫助管制員處理復雜的語言交互，減少錯誤的可能性。（7）降低相關運營成本：ChatGPT 的使用可以降低非繁忙時段對人員和設備的需求。這可以為航空公司和機場節省大量成本，同時保持高水平的服務。（8）可擴展性強：ChatGPT 可以通過不斷的訓練和調整來適應不同的環境和任務，如管制工作中特定的問題或場景。這意味著它可以在不同的ATC 環境中使用，并實現個性化服務。

4.2 不足

（1）復雜情況處理有限：雖然ChatGPT 在數據分析和智能決策支持方面有優勢，但在處理復雜、突發情況時可能受限。其預訓練模型可能無法涵蓋所有可能的情況，導致在某些特定情境下無法提供準確的建議。（2）數據依賴性較強：ChatGPT 的性能受制于其訓練數據的質量和多樣性。如果訓練數據缺乏某些特定情況或領域的信息，ChatGPT 可能無法提供準確的解決方案。（3）對人類判斷的替代有限：ChatGPT 雖然可以提供數據分析和建議，但在某些情況下，管制員的人類判斷仍然是必要的。特別是在涉及生命安全等重要決策時，管制員的專業知識和經驗不可替代。（4）人機交互界面設計挑戰：有效利用ChatGPT 的優勢需要設計出直觀友好的人機交互界面。這涉及如何使管制員能夠輕松地與ChatGPT 交互，如何在界面上展示復雜的數據分析結果等問題[6]。

ChatGPT 在空中交通管制領域具有顯著的優勢，可以提高信息交流效率、數據分析準確性和決策的快速性。然而，要充分發揮其優勢，需要認識到其不足之處，并在實際應用中進行合理的權衡和處理。ChatGPT 作為一種工具，可以成為空中交通管制的有力輔助，但不能完全替代人類的專業判斷和決策能力。因此，在將ChatGPT 引入空中交通管制領域時，需要結合人機合作的方式，最大限度地發揮其優勢，確保空中交通的安全和效率。

5 結語

ChatGPT 不僅能夠提供即時準確的航班信息，還能夠根據歷史數據和趨勢，預測可能的航班變化，幫助管制員提前做好準備。設備維護方面，ChatGPT 可以為技術保障部門提供即時的故障診斷和處理建議，縮短維護響應時間，確保設備的高效運行。在空中交通管制方面，ChatGPT 不僅可以處理常規的飛行計劃，還能夠應對突發狀況。當出現飛行延誤、氣象惡化等情況時，ChatGPT 可以分析大量數據，提供最佳的交通調度建議，協助管制員做出明智的決策。多語言翻譯方面，ChatGPT 的多語言支持為國際航班的順利進行提供了有力保障，飛行員和管制員之間的交流變得更加無縫。然而，我們必須意識到，雖然ChatGPT 在很多方面具有卓越表現，但其并非萬能之物。在復雜的情況下，特別是涉及緊急決策和飛行安全的問題上，管制員的經驗和判斷仍然不可或缺。ChatGPT 在處理不可預見的、新穎的情況時可能會受到限制，需要不斷地學習和調整以適應新的挑戰。

綜上所述，ChatGPT 的應用為空中交通管制領域注入了新的活力和創新。通過充分利用其優勢，同時認識到其局限性，我們可以更好地提升空中交通的效率、準確性和安全性。在不斷的探索和實踐中，ChatGPT 將與人類管制員共同助力，推動空管行業不斷邁向智能化、自動化的未來。