人工智能在中国智慧机场建设中的应用

庞娟　樊重俊　鞠晓玲

摘 要：人工智能技术的快速发展，使其在生活中各个领域得到了广泛的应用。在这一背景下，结合目前中国的机场发展现状，对智慧机场的含义以及人工智能和智慧机场之间的联系进行研究，并对以人工智能技术为研发核心所创造的新兴技术和产品进行探讨。人工智能的研发以机场运输的高效化、有序化和智能化为目标，实现其在中国智慧机场建设当中的具体应用。在中国经济、科技快速发展的今天，智慧机场行业有着广阔的发展前景，人工智能将给智慧机场的建设提供强有力的支撑。

关键词：人工智能;智慧机场;应用

中图分类号：TP18        文献标志码：A      文章编号：1673-291X（2021）03-0098-03

随着交通的不断发达，陆地交通已经不足以满足人们的日常出行需求，航空交通已然逐渐普及。日益增加的民航旅客人数和人们对智能化出行的强烈要求，促进了民航运输的快速发展。而利用人工智能（Artificial Intelligence，AI）打造“智能化、人性化航空”，已经成为国内各大机场关于智慧机场建设的主要目标。

一、应用背景

现如今，人工智能、数字化等智能化和自动化技术正越来越多地在各个行业中落地应用。人工智能的遍地开花，不论是通过产业规划进入人工智能领域的阿里巴巴、腾讯、百度等互联网企业，还是以人工智能崛起的商汤科技、旷视科技Face++等原生技术企业，都是以人工智能技术给中国发展带来变革的先驱。

随着人工智能的不断发展，旅客对智能化出行的呼声也越来越强烈。2019年民航行业发展统计公报的统计数据显示，截至2019年，中国共有航空公司62家，总飞机量规模3 818架，航线5 521条，通航城市234个，运营机场238座，中国民航行业规模居世界第二。民航行业是一个资金、劳动、技术密集的行业，正因如此，给中国人工智能技术的应用提供了更大的舞台。

二、人工智能下的智慧机场建设

（一）智慧机场的含义

智慧机场的核心在于“智慧”两字。关于“智慧”这个词，往往是指以人为代表的生物所具有的基于神经器官的一种创造思维能力。大众熟悉的智慧城市、智慧市场等内容，都是将人工智能应用到实际生活中的实例。而这些对于人工智能的全部应用，其主要目标都是让相关项目的建设和运行更加高效、智能、有序。

“智慧机场”主要包含了三层含义：一是智慧机场是智慧城市的有机组成。智慧机场在形成其内部信息体系的基础上，融入进城市生态体系中，与智慧城市有机结合。二是人工智能建设是智慧机场建设的核心任务。机场需要超越目前的运作方式，并且找到更好的方法来优化数据资源，提高旅客的满意度和安全记录，控制成本。数据是释放潜力的关键，机场建设必需利用人工智能。三是旅客出行与机场管理是目前国内智慧机场的主要研究方向。面向旅客的智慧服务和便捷的管理是智慧机场的重要组成因素。

（二）人工智能与智慧机场

人工智能是先进技术的典型代表，已被认为是新一轮航空业改革的核心驱动力。随着人工智能技术在互联网、交通、机器制造业等领域具体应用的不断扩展和延伸，已经衍生出多种新兴技术和设备产品，并持续影响着人们的生活方式和产品的生产模式。民航业密切跟踪AI技术发展，在人工智能研究成果不断涌现的时期，组织大量人才并结合国家对人工智能的发展规划，开展机场人工智能新兴产品和技术研发，推动人工智能下的智慧机场的建设。

虽然机场的人工智能建设仍处于初期状态，但因为华为、百度、阿里云等领先的运营商大力投资人工智能，使其已经取得了良好的进展。机场正在实施的某些基本工作，例如脸部识别、客户航班查询、行李托运、飞机的燃料优化和运营优化，利用人工智能可以大大提高目前这些工作的效率与完成预期。人工智能能够更好地利用机场数据，从而获取更加准确的预测、更成熟的工具和更高的生产力，同时优化空域、跑道、人员等稀缺资源利用，从而帮助解决容量和环境这两个中国机场面临的巨大挑战。总而言之，人工智能可以重新定义机场的工作开展。

三、人工智能在智慧机场的具体应用

民航通过动态的业务场景可以分为旅客流、货物流和航空器流等这些场景，在经营过程当中均产生了大量的数据。机场通过其各自的信息系统建立形成足够多的数据之后，人工智能和大数据的挖掘才能更好地使用，例如视频数据的分析挖掘、对于人、车、物的分类存储与检索、各系统的报警联动等，都建立在系统互联及人工智能基础之上。机场的信息系统在运行过程中，需要对其进行不断的升级，对人工智能技术不断的更新迭代，才能让机场更加智能化。

目前，机场所掌握的数据种类主要有旅客数据、协调指挥数据、运行管理数据，利用这些数据采用人工智能技术，机场可以在典型的业务场景之下提供更多的创新型应用和服务来建设智慧机场。

（一）机场智能机器人

机场作为高效出行的交通枢纽，每天都有大量的人流流动，机场的工作人员每天都要频繁地为旅客提供大量的位置信息、航班信息、公共设施位置信息等引导指引服务。随着智慧机场在全球范围的强势发展，机场枢纽智能化转型也已经启动，这就需要机场配备相应的具备科技智能的服务系统，用来提升出行服务的效率，适用于我国智慧机场的机场智能机器人孕育而生，它是“人工智能技术+智慧机场系统”在大型机场应用的具体表现。机场智能机器人主要有查询机场信息、自动巡逻安保、机场引导展览、智能人机交互、远程监控查询等多种功能。例如，大兴国际机场的“小兴”就是起到这样的服务作用，它会通过语言互动和自身胸前的显示屏幕来一起为旅客指引服务。AI机器人能够根据业务及场景的需求，依靠其强大的数据库与咨询者进行智能且专业的交互。

（二）视觉识别技术在智慧机场的应用

传统的登机安检对证件的核检是分钟级的甚至时间更长，而现在机场使用人脸识别技术和毫米波安检技术安检只需要几秒钟。人脸识别即通过先进的深度识别和AI技术，将用户照片与数据库中的照片數据进行精确匹配，判断身份一致性。人脸识别技术不仅很大程度上提高了安检速度，还减少了工作失误，通过无感的二次核检，避免了一些安全漏洞。旅客经过自动闸机面对摄像头时，无须出示任何证件即可通过人脸识别系统进行快速识别匹配，完成二次核验。

视觉识别技术还可以在不打开行李箱的情况下对行李进行检查分析和识别，通过背景热成像摄像机可以对其进行识别，将这项技术与生物识别相结合，即可标记出随身携带违禁物品的人员。

从安全性的角度考虑，机场安检保障的核心在于识别潜在的可疑人员和可疑行为，机场可以通过动态监控识别技术进行人脸比对，提取人脸特征，建立人脸模型进行对比、矫正等技术，从而实现清晰的人脸还原，辨别出现场除工作人员和普通旅客之外的可疑人员。以此来对接海关的业务系统，智能地分析比对嫌疑人，实现对海关重点人群的布控，例如走私、逃犯等。

智慧机场的建设在视觉识别技术上不仅体现在安检方面，以大兴国际机场为例，大兴机场采用“面像乘机”的智能技术，旅客全程无须打印登机牌，安检通过“刷脸”方式实现自助通行，乘机阶段也可通过“刷脸”自助乘机。乘机全过程实现“无纸化出行”，以“一张脸走遍机场”。

（三）人工智能对机场运行效率的提高

航空公司通过对旅客流、行李流、交通流、航班流等多元数据的汇入，通过AI学习算法实现精准预测、地面保障时间从而对机场整体运行态势的感知实行现状评估与未来预测。机场的每次航班从飞机在机场落地到离地起飞的这段时间的汇总和匹配资源的协调效率就决定了每个机场运行效率，所以时间管理便成为重中之重，如何高效地缩短每段关键节点时间，是提升机场运行效率最应该关注的问题。

AI学习算法通过空管数据、航班运行计划数据、资源数据、场站雷达数据、跑道的地理信息数据分析最大可能概率的滑行路径，以及上述因素对滑行时间的影响和对地面保障时间的评估与预测，从而协调相应资源及时有序地到现场进行服务。

对于机场整体的管理，可基于本场站航班的数据、资源使用的数据、历史资源的保障效率包括历史资源达标数据、天气数据、航站楼旅客数据、行李数据对机场的资源效率进行评价和预测，运营总体水平进行打分，从而指导整个机场的生产运营，有效建设智慧机场。

（四）机场商业

机场商业的经营模式主要有三种方式：自营、合营以及场地出租。机场商业给机场同样可以给航空公司带来可观的收入，航空公司可利用人工智能技术加强对机场商业的管控来达到服务体验的最大化和效益的最大化。机场商业通常使用机场统一支付接口或记账系统来进行记账，由此可以精確掌握场内所有消费明细情况。通过视觉识别技术还可以将旅客的个人信息与消费账单进行匹配，从而对旅客的消费情况进行分析，甚至通过消费情况对整个商业在场内的布局做规划调整。机场通过AI创新技术，目前已研发出互动数字购物墙、智能广告牌、购物登机口交付等智能设备和系统，以此来实现智慧机场沿途购物的商业化运营与建设。其中，互动数字购物墙通过创意方式吸引经过旅客的注意，并提供身临其境的多种感官体验，这种智能墙不仅节省了机场的空间占用，还提升了商业密度。而智能广告牌可以根据飞行目的，精准定位目标客户，优化和配置广告。

四、智慧机场建设的前景

机场智慧化发展的目标是充分利用大数据、物联网、云计算、人工智能、信息安全等新技术的创新和应用，使其发展趋向数据共享、信息融合和一体化旅客体验，实现机场智能化、智慧化，全面构建数字化未来机场。

我国智慧机场刚刚从2.0时代过渡到3.0时代，人工智能也正逐渐融入智能机场的建设之中。智慧机场的建设目前主要体现在便捷、个性化体验和安全保障上，在其他领域的研究涉及较少，但目前众多航空领域专家与人工智能企业都在共同打造和升级智慧机场的行业解决方案，已经研发出许多新兴产品和智能系统。智能出行系统、智能停车系统、人脸识别安检、行李追踪系统、机器人服务等创新科技为大众提供了平安、绿色、智慧、人文的“智慧机场”。随着人工智能的不断发展，更多新技术将被研发和应用，智慧机场的建设之路也将越走越宽。

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[7]  樊重俊，等.机场可持续发展分析评估指标体系与方法[M].上海：立信会计出版社，2015.

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

[责任编辑 晓 群]