亚利桑那大學(xué)的教师设计出一种新(xīn)型系统，以优化空中(zhōng)旅行的安(ān)全和效率。

任何飞机飞行的首要任務(wù)都是安(ān)全。在飞机飞行过程中(zhōng)，起飞和降落是风险最高的两个环节。

空中(zhōng)交通管制员一直依靠于國(guó)家空域系统（NAS）的数据系统来跟踪无数移动的变量，同时还要考虑到天气、时间安(ān)排以及偶尔不可(kě)避免的延误等状况。

交通管理(lǐ)系统的设计需要复杂的处理(lǐ)能(néng)力，因為(wèi)要考虑到全國(guó)范围内基于航空仪器、环境、内在变化因素和人為(wèi)因素等信息。

随着人工(gōng)智能(néng)的融入和无人驾驶飞行器的兴起，空中(zhōng)交通管制系统背后的结构预计将在未来几年发生重大演变。随着新(xīn)软件的开发，研究人员正在探索如何优化安(ān)全飞行系统，以最大限度地降低风险和延误。

亚利桑那州立大學(xué)Ira A.富尔顿工(gōng)程學(xué)院物(wù)质(zhì)、运输与能(néng)源工(gōng)程學(xué)院机械与航空航天工(gōng)程教授兼复杂系统安(ān)全中(zhōng)心主任刘永铭（Yongming Liu）获得了美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）大學(xué)领导力计划的资助，用(yòng)于创建一个新(xīn)型的空中(zhōng)交通管理(lǐ)软件平台，该平台将在未来十年内被美國(guó)國(guó)内航空旅行所采用(yòng)。

数据驱动型航班

在开发新(xīn)软件PARAATM（空中(zhōng)交通管理(lǐ)预测分(fēn)析和可(kě)靠性评估）时，刘永铭和由多(duō)个机构组成的合作(zuò)团队正在对國(guó)家不断发展的空域系统采取积极主动的管理(lǐ)方法。该软件集成了人工(gōng)智能(néng)以及雷达和 GPS 信号。

刘永铭说：“我们是首批能(néng)够访问美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）共享的这一大型数据库的少数几个小(xiǎo)组之一。我们通过利用(yòng)这一大型数据库进行飞行预测和行动规划来降低飞行过程中(zhōng)的风险，结果证明这一措施是非常成功的。”

这个软件平台的基石，是管理(lǐ)加剧风险人為(wèi)因素导致的错误，特别是空中(zhōng)交通管制员的错误。

富尔顿工(gōng)程學(xué)院下属的理(lǐ)工(gōng)學(xué)院的人类系统工(gōng)程教授南希-库克（Nancy Cooke）说，在航空行业经历这些重大转变的过程中(zhōng)，关注人类行為(wèi)的影响对于降低风险至关重要。

库克说：“从乘客到飞行员、空中(zhōng)交通管制员和空乘人员，整个飞行过程都有(yǒu)人类的参与。研究人类的能(néng)力和局限性应该成為(wèi)我们设计的核心考虑因素。”

利用(yòng)美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）提供的数据，刘永铭和他(tā)的团队开发了一个收集和分(fēn)析数据的平台，以优化飞行。一旦飞机距离目的地还有(yǒu)200英里，他(tā)们的软件就可(kě)以开始规划着陆时间，以便航班更安(ān)全、更快速地抵达目的地。

该软件还能(néng)提前一分(fēn)钟以上对可(kě)能(néng)存在的潜在问题进行预测，从而最大限度地缩短故障排除的响应时间。

飞行的未来

刘永铭和他(tā)的团队深知，航空安(ān)全的未来依赖于培训大量合格的學(xué)生和不断进步的技(jì )术。

刘永铭说：“我们正在通过用(yòng)教育来影响未来的飞机运行，了解当前的航空安(ān)全教育，有(yǒu)助于我们塑造下一代飞行安(ān)全教育。”

机械工(gōng)程研究生徐启航（Qihang Xu）说，关注数据源以改善空中(zhōng)交通管理(lǐ)让他(tā)对航空和机器學(xué)习的基础知识有(yǒu)了深入了解。

他(tā)说：“我从这个项目中(zhōng)获得的实践经验，尤其是将书本知识应用(yòng)于实际场景中(zhōng)的经验，塑造了我的研究方法，让我能(néng)够将理(lǐ)论知识应用(yòng)于现实。”

新(xīn)技(jì )术的出现和数据源的可(kě)用(yòng)性有(yǒu)望减少空中(zhōng)和机场的航空堵塞，减少与天气有(yǒu)关的延误情况，并首次使得空中(zhōng)交通管制员和飞行员能(néng)够看到相同的空中(zhōng)交通实时显示。

此外，國(guó)家复杂航空交通网络的现代化还有(yǒu)助于确保航空公(gōng)司高效使用(yòng)燃料、减少飞机排放和增加通用(yòng)航空界使用(yòng)机场的机会。

该团队已向研究界发布了该软件，以扩展他(tā)们的工(gōng)具(jù)包并处理(lǐ)更复杂的大规模数据分(fēn)析场景。预计在未来十年，PARAATM 将使全國(guó)乃至全球的航空界受益。

库克说：“整个空中(zhōng)交通管制系统的工(gōng)作(zuò)方式在下一代应该会发生变化，但安(ān)全始终是最重要的事情。”