ChatGPT 在空管行业的应用探讨

毕丽波

（黑龙江空管分局，黑龙江 哈尔滨 150079）

1 ChatGPT 简介

ChatGPT 的核心技术是自然语言处理（NLP），它使用深度学习算法来理解和生成自然语言。ChatGPT 使用了一种称为“Transformer”的神经网络结构，这种结构可以处理长文本序列，并且在各种自然语言处理任务中表现出色。ChatGPT 使用了大量的数据进行训练，以提高其对自然语言的理解能力[1]。

ChatGPT 的优点在于它可以进行个性化的交互，根据用户的需求和偏好提供相应的服务和信息。ChatGPT还可以学习用户的喜好和习惯，以提供更加准确和有用的意见和建议。此外，ChatGPT 还可以进行多语言交互，支持多种语言，包括英语、中文、日语、法语、德语等[2]。

空中交通管制（ATC）是航空安全最关键的方面之一，其主要职责是确保飞机在空域内安全高效地飞行。空中交通管制过程涉及了飞行员和空中交通管制员之间的通信，后者向前者提供天气状况、跑道分配和飞行计划变更等基本信息。随着多年来空中交通量的增加，空中交通管制变得更加具有挑战性，需要在复杂和动态的情况下快速准确地做出决策。因此，将ChatGPT 纳入ATC 流程可以帮助提高效率、减少人为错误和提高安全性。

人工智能在航空空管行业的应用已逐渐成为一种趋势，而ChatGPT 则是其中的一个重要组成部分。ChatGPT 是一种基于自然语言处理技术和人工智能算法构建的对话系统，通过与用户进行交互，从而实现各种功能。在航空空管行业中，ChatGPT 可以帮助航空公司、机场及航空管理部门等提高服务效率、降低人力成本、减少误差等方面发挥着重要的作用。

2 ChatGPT 在空管行业的应用

2.1 信息查询服务

在空中交通管制领域，快速获取准确的信息对现场决策至关重要。ChatGPT 可以作为信息查询的智能助手，为管制员提供实时的航班信息、气象数据、机场资源等。当管制员需要查询特定航班的飞行状态时，可以通过与ChatGPT 的对话，输入航班号或其他关键信息，获取该航班的起飞、到达时间，飞行高度，速度等数据。ChatGPT 可以通过分析航班计划和实时数据，快速回复管制员的查询，帮助他们做出决策。此外，ChatGPT 还可以提供气象信息查询服务。当管制员需要了解某个区域的天气状况时，可以向ChatGPT 询问当前的天气预报、降雨情况、能见度等信息。ChatGPT 可以从气象数据中提取关键信息，向管制员提供准确的气象报告，帮助他们作出飞行安排[3]。

2.2 设备维护保障

空中交通管制设备的正常运行对航空安全至关重要。ChatGPT 可以在设备维护保障方面发挥作用，帮助管制和技术部门更高效地维护和管理设备，同时，还可以帮助管制和技保部门提高应急响应效率。当某个设备出现故障时，技保人员可以与ChatGPT 交流，描述故障现象和具体情况。ChatGPT 可以根据故障描述，提供初步的故障排查建议，帮助技保人员迅速定位问题所在，使人员快速获取了相应的应急手段和排故手段，并进行优化选择。例如，当雷达设备出现故障时，ChatGPT 可以根据问题描述，指导技保人员检查天线、接收器等部件，缩短排障时间。此外，ChatGPT 还可以为管制部门提供气象信息、流量信息、空域限制信息，协助其做出更加准确的决策，保障飞行安全。此外，ChatGPT 还可以协助制定设备维护计划。它可以分析设备的历史维护记录、运行状态，为技保部门提供优化的维护计划。例如，对于频繁出现故障的设备，ChatGPT可以建议增加维护次数或更换部件，以提高设备的稳定性和可靠性，甚至可以延长老旧设备的安全运行周期。

2.3 空中交通管制

ChatGPT 在空中交通管制中的应用前景广泛。它可以成为管制员的智能助手，提供决策支持、优化交通流程等服务。首先，ChatGPT 可以帮助管制员进行飞行计划和调度。在繁忙的航班交叉口，管制员需要制定合理的飞行高度和速度安排，以避免冲突和延误。ChatGPT 可以分析航班计划、流量数据，为管制员提供最佳的飞行高度和速度组合，帮助他们做出决策。其次，ChatGPT 可以提供突发情况下的应急支持。当出现飞行紧急情况或气象突变时，管制员需要迅速做出决策，确保飞行安全。ChatGPT 可以根据当前情况，提供相应的应急处理建议，帮助管制员采取正确的措施。此外，ChatGPT还可以进行交通流量预测。通过分析历史交通数据和趋势，ChatGPT 可以预测未来一段时间内的交通流量，帮助管制员合理规划交通流程，减少拥堵情况的发生。

2.4 多语言翻译

在国际航空领域，多语言服务成为一个必备功能，多语言翻译是一个重要的需求。不同国家和地区的飞行员、管制员可能使用不同的语言进行通讯，因此多语言翻译变得至关重要。ChatGPT 可以充当多语言翻译工具，帮助实现无缝的语言交流。当一个飞行员使用其母语与管制员交流时，ChatGPT 可以实时将其语音转化为文字，并进行语言翻译。例如，当一名法国飞行员使用法语与中国管制员交流时，ChatGPT 可以将法语翻译为中文，使双方能够理解对方的指令和请求；也就是说，只有本国籍的飞行员才会用自己国家的语言，就好像国内的汉语言等级一样。国际民航组织把英语规定为世界民航的工作语言，各国的国际航线都使用英语进行通话。此外，ChatGPT 还可以生成多语言通用短语。在常见的交流场景中，管制员可能需要向飞行员传达一些固定的指令或信息，如起飞许可、降落指示等。ChatGPT 可以预先编写好这些短语的多语言版本，当管制员需要时，可以快速生成并发送给飞行员，提高交流效率，并能够最大限度地降低人工识别话音的出错概率。

3 ChatGPT 在提高空中交通效率中的潜力

ChatGPT 在提高空中交通效率方面有着广泛的应用潜力，从实时数据分析到智能决策支持，都可以帮助管制员更快速地做出准确决策，从而优化整体的交通流程。

3.1 实时数据分析与预测

ChatGPT 可以分析大量的实时数据，包括航班计划、飞行轨迹、气象数据等，从中提取有用的信息，帮助管制员了解当前的交通状况。例如，当管制员需要了解某个空域的交通流量和飞行情况时，ChatGPT 可以通过数据分析，展示该空域内的航班密度、平均飞行速度等信息。这可以帮助管制员更准确地判断拥堵状况，做出合理的调度安排。此外，ChatGPT 可以通过学习历史数据，预测未来的交通流量。当管制员需要预先规划交通流程时，ChatGPT 可以根据过去的交通趋势，提供未来某段时间内的交通预测，帮助管制员做出更科学的决策[4]。

3.2 智能决策支持

ChatGPT 可以成为管制员的智能助手，为他们提供决策支持和建议。在复杂的交通情况下，管制员需要综合考虑多种因素，做出迅速而准确的决策。ChatGPT可以根据当前的交通数据和历史经验，提供决策的参考意见。例如，当出现突发情况导致某个航班需要紧急改变航路时，管制员可以向ChatGPT 咨询最佳航路的选择。ChatGPT 可以基于飞行距离、气象情况、空域限制等因素，提供合理的航路建议，帮助管制员做出决策。此外，ChatGPT 还可以根据历史数据和飞行经验，为管制员提供飞行指令的优化方案。例如，在繁忙的航班交叉口，管制员可以与ChatGPT 交互，获取最佳的飞行高度和速度组合，以减少飞行时间和燃料消耗[5]。

4 ChatGPT 的优势和不足

ChatGPT 作为一种基于自然语言处理的技术，在空中交通管制领域有着显著的优势，但同时也存在一些不足之处，需要认真考虑和处理。

4.1 优势

（1）高效的信息交流与处理能力：ChatGPT 可以实现与人类类似的自然语言交流，这使得管制员可以更直接、更高效地与系统进行交互。与传统的输入命令、等待响应的方式相比，ChatGPT 可以实时响应、理解并解释管制员的查询、指令和问题，从而节省一定的时间，提高信息处理速度。它还能够缩短响应时间，ChatGPT使用自然语言处理来准确理解和解释用户请求，从而减少提供响应所需的时间；在时间紧迫的紧急情况下，ChatGPT 可以快速响应查询并即时提供必要的信息。（2）实时数据分析和智能决策支持：日常工作中，管制员负责同时监控多个航班，通过使用ChatGPT，管制员可以更快地处理数据，并在潜在冲突或侵入出现前识别这些问题。ChatGPT 还可以学习4D 轨迹模型，分析飞行趋势，计算航班流量，使管制员更及时、准确地掌握飞行动态。ChatGPT 可以分析大量实时数据，帮助管制员快速获取关键信息。它可以根据飞行计划、气象数据、航班轨迹等数据，提供准确的预测、趋势分析和决策建议。这对于管制员在高压环境下做出迅速而准确的决策非常有益。（3）多语言支持：空中交通管制涉及来自世界各地的飞行员和管制员，语言差异可能成为交流的障碍。ChatGPT 可以实现多语言的交互，将不同语言翻译成管制员熟悉的语言，促进信息传递和沟通。（4）降低人为错误：人为错误是空中交通管制中的一个重要风险因素。由于疲劳、误解或其他因素，人类操作可能出现错误。ChatGPT 可以减少人为错误的可能性，通过准确的语言理解和生成，确保信息的正确传递和处理。（5）持续学习和适应能力：ChatGPT具有持续学习和适应新情况的能力。它可以通过不断的训练和更新，逐步适应空中交通管制领域的特定需求和变化，提供更加准确和有针对性的服务。（6）提高信息准确性：管制员与飞行员双向话音通信时，通信差错率高，存在错忘漏的问题，可能会导致严重后果。ChatGPT 通过实时提供准确简洁的信息来消除这种风险，帮助管制员处理复杂的语言交互，减少错误的可能性。（7）降低相关运营成本：ChatGPT 的使用可以降低非繁忙时段对人员和设备的需求。这可以为航空公司和机场节省大量成本，同时保持高水平的服务。（8）可扩展性强：ChatGPT 可以通过不断的训练和调整来适应不同的环境和任务，如管制工作中特定的问题或场景。这意味着它可以在不同的ATC 环境中使用，并实现个性化服务。

4.2 不足

（1）复杂情况处理有限：虽然ChatGPT 在数据分析和智能决策支持方面有优势，但在处理复杂、突发情况时可能受限。其预训练模型可能无法涵盖所有可能的情况，导致在某些特定情境下无法提供准确的建议。（2）数据依赖性较强：ChatGPT 的性能受制于其训练数据的质量和多样性。如果训练数据缺乏某些特定情况或领域的信息，ChatGPT 可能无法提供准确的解决方案。（3）对人类判断的替代有限：ChatGPT 虽然可以提供数据分析和建议，但在某些情况下，管制员的人类判断仍然是必要的。特别是在涉及生命安全等重要决策时，管制员的专业知识和经验不可替代。（4）人机交互界面设计挑战：有效利用ChatGPT 的优势需要设计出直观友好的人机交互界面。这涉及如何使管制员能够轻松地与ChatGPT 交互，如何在界面上展示复杂的数据分析结果等问题[6]。

ChatGPT 在空中交通管制领域具有显著的优势，可以提高信息交流效率、数据分析准确性和决策的快速性。然而，要充分发挥其优势，需要认识到其不足之处，并在实际应用中进行合理的权衡和处理。ChatGPT 作为一种工具，可以成为空中交通管制的有力辅助，但不能完全替代人类的专业判断和决策能力。因此，在将ChatGPT 引入空中交通管制领域时，需要结合人机合作的方式，最大限度地发挥其优势，确保空中交通的安全和效率。

5 结语

ChatGPT 不仅能够提供即时准确的航班信息，还能够根据历史数据和趋势，预测可能的航班变化，帮助管制员提前做好准备。设备维护方面，ChatGPT 可以为技术保障部门提供即时的故障诊断和处理建议，缩短维护响应时间，确保设备的高效运行。在空中交通管制方面，ChatGPT 不仅可以处理常规的飞行计划，还能够应对突发状况。当出现飞行延误、气象恶化等情况时，ChatGPT 可以分析大量数据，提供最佳的交通调度建议，协助管制员做出明智的决策。多语言翻译方面，ChatGPT 的多语言支持为国际航班的顺利进行提供了有力保障，飞行员和管制员之间的交流变得更加无缝。然而，我们必须意识到，虽然ChatGPT 在很多方面具有卓越表现，但其并非万能之物。在复杂的情况下，特别是涉及紧急决策和飞行安全的问题上，管制员的经验和判断仍然不可或缺。ChatGPT 在处理不可预见的、新颖的情况时可能会受到限制，需要不断地学习和调整以适应新的挑战。

综上所述，ChatGPT 的应用为空中交通管制领域注入了新的活力和创新。通过充分利用其优势，同时认识到其局限性，我们可以更好地提升空中交通的效率、准确性和安全性。在不断的探索和实践中，ChatGPT 将与人类管制员共同助力，推动空管行业不断迈向智能化、自动化的未来。