HDC.Cloud 2021|飛機的“黑色十分鐘”能被人工智慧消滅嗎？

近年來，“AI的應用和落地”逐漸成了具化的關鍵詞，它和很多事物很多行業結合在一起，形成了奇妙的“化學反應”。例如，在日常生活中，AI可以推送我們喜歡的新聞或影片，可以在拍照的時候識別場景提升照片的美感…….

今天要說的，可能是從很多人都密切相關但大多很陌生的一個“神秘”的職業說起：機場塔臺空中交通管制。上海麥圖資訊科技有限公司，藉助華為雲ModelArts一站式AI開發平臺，開發出智慧塔臺中的航空器識別AI模型，應用於跑道防侵入和機坪防衝突等執行安全守護場景，並將於2021年4月24日-26日在深圳舉辦的華為開發者大會2021(Cloud)(簡稱HDC.Cloud 2021)上與開發者們見面。

AI 給了我一雙“慧眼”

在機場的每一架飛機起飛或者著陸，從飛機推離停機位到離開機場空域，或相反的降落過程中，背後都需要依靠多名管制員之間的接力和協作。飛機起降的間隔非常短暫且風險大，有著“黑色十分鐘”之說。管制員也被稱為是飛行員背後的“眼睛”，對於他們的要求是非常嚴苛的，需要超長時間集中注意力，尤其在航班密集的時候，管制員需要在極短的時間內對複雜的情況，做出正確判斷，這也讓管制員們擔負著極大的壓力。對於普通乘客來說，這可能只是一次普通的空中之旅，但對於管制員來說，每一次飛機起停都伴隨著重大責任。

中國已成為全球最大單一航空市場，後疫情時代，中國也將會是全球最安穩的航空市場。然而隨著飛機起降架次的增多、機場擴建改造再加上惡劣天氣的影響，跑道侵入或機坪衝突事件仍是民航領域航空器地面安全執行的頭等問題，機坪和跑道安全事故在民用航空事故中佔有很大的比例。對於大型機場的塔臺而言，單點視野物理受限，數字化程度提升的同時，客觀上造成螢幕變多、資訊量變大等挑戰，對管制員提出了更高的要求，同時也讓管制員承擔了越來越重的崗位負荷，人的主觀能動性固然很強，但長實踐專注會產生疲勞，難以維持面面俱到。

聚焦在智慧航空領域、專注於人工智慧技術和應用研發的上海麥圖資訊科技有限公司提出了“人力有時而窮，可引AI而用之”的理念針對民航管制執行的特點，總結出了安全執行的四大要素，分別是：聽、看、防、練，希望在雲上可彈性擴充套件的算力和AI賦能加持下，能夠把管制員們從傳統資訊獲取手段造成的高負荷狀態中解脫出來，並在關鍵場景中能夠直接給出超前、明確的提醒，從而減少失誤出錯的機率。

為了達成上述目標，麥圖公司依託華為雲EI的技術支援，研發了DSASR語音識別引擎和AIGIS空間定位引擎，讓機器具備了能夠聽的懂管制指令、看得見航空器動態、理解執行規則的本領，能夠在“聽看防+練”3+1模式的智慧塔臺系列產品中，對多個具體場景進行賦能，從態勢感知、軌跡預判、規則分析和培訓演練等多個環節，為機坪/塔臺管制執行安全和崗位培訓等業務領域提供強大助力。

“我們想透過無線電語音去了解飛機的動向，透過影片去捕捉飛機的動態，再結合執行規則來提前發現事故徵候。具體落實到產品中就是由DSASR推理出指令意圖並標記出預測路徑後，再由AIGIS把飛機從影片中識別出來之後，計算它的位置和速度，計算兩個或多個飛機之間的運動軌跡是否會有時空近似交疊、是否有違反運規則或涉及航行通告禁區等，再根據其他的關聯資料進行認證，確保飛機之間不會發生碰撞、不會誤入禁區，一旦有疑似症候，也可以提前預知並向當班管制員提出警示。”麥圖專案總監徐擎陽對筆者說。

華為雲ModelArts平臺賦能模型開發

理想有多美好，現實就有多骨感。眾所周知，人工智慧包括了訓練和推理兩個階段，只有先訓練出人工智慧模型才能進行推理。麥圖面臨的挑戰是，專案開發團隊基本是專注在軟體應用開發和資料分析層面的，對於計算機視覺技術方面的研究並不深。2018年，專案團隊也開始嘗試過很多場景，“當時是兩個問題制約了我們，一是影片的清晰度不夠，當時高畫質影片攝像機還沒有普及。二是沒有好的AI開發平臺，算力和工具都不夠。到了今年，4K攝像機也開始普及了，訓練工具ModelArts也有了，這個事情就可以做了。”

此模型單幀主要目標識別準確率可以逼近96%，多幀識別中主要目標識別結果可在99%以上。目前，麥圖正在嘗試Mask-RCNN模型，將座標輸出精度提升至畫素級，實現更精確的航空器識別和位置計算。

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作為華為ICT基礎設施業務面向全球開發者的年度盛會，華為開發者大會2021(Cloud)將於2021年4月24日-26日在深圳舉行。本屆大會以#每一個開發者都了不起#為主題，將匯聚業界大咖、華為科學家、頂級技術專家、天才少年和眾多開發者，共同探討和分享雲、計算、人工智慧等最新ICT技術在行業的深度創新和應用。智慧時代，每一個開發者都在創造一往無前的奔騰時代。世界有你，了不起!