人工智能时代：飞行员会被取代吗？

近两年，生成式人工智能（AIGC）大放异彩，人工智能（AI）生成图片和视频、代写代码、代写文章、视频剪辑等应用泛化。可以说，自2022年以来，人工智能已逐步渗透到人们的生活中，甚至在有意无意之间，我们中的大多数人已与人工智能近距离接触过。从元宇宙到数字孪生，再到“数字人”带货，似乎距离万物皆可“人工智能+”全面赋能的新时代只差临门一脚。

而在民航业，早在生成式AI大爆发之前，就已经有不少人提出疑问：在不久的将来，AI飞行员能否完全取代人类飞行员？当时，大多数人的观点是“可以，但远不是现在”。那么随着新一轮生成式AI掀起热潮，现在的人工智能是否可以取代人类飞行员呢？

人工智能在民航业的应用越来越广泛

也许有读者会说，无人机不是很早以前就入列各国部队了吗？事实上，近年来诸多实战已充分验证远程遥控模式的无人机完全适用于空对地作战，从长时间置空观察、抵近侦察到对地打击和查打一体。但容易被人忽略的事实是，无人机真的“无人”吗？

事实上，目前绝大多数无人机并非完全不需要人操作，“无人化”只是将飞行员“请”出驾驶舱，无人机的飞行仍离不开人的控制。绝大多数无人机执行任务的全过程都需要人的指挥与控制，人依然是无人机系统中的决定性因素。

那么在民航业，我们会不会像无人驾驶轨道交通那样很快迎来无人驾驶民航飞机呢？

首先需要明确的是，目前民航飞机搭载的自动驾驶仪（Autopilot）并不代表人工智能。以目前的民航飞机来说，在长距离巡航、长时间飞行状态保持等方面，整机算力比肩计算器的机载自动驾驶就可以轻松应对。事实上，飞机的自动驾驶仪已经诞生了近100年，而制造商仍在努力将更多自动化流程引入飞机驾驶舱，以提高飞行效率、增强飞机的安全性并减少飞行员的工作量。2010年前后，民航业逐步引入各类人工智能开展民航大数据的处理工作，如航班票务系统、货运物流系统、航空公司排班系统和飞行品质监控系统等。2020年前后，包括我国在内的各主要航空参与国都按照国际民航组织（ICAO）和国际航空运输协会（IATA）的提议制订了相关的路线图计划，如我国的《智慧民航建设路线图》等。

然而，在利用人工智能辅助或直接操纵航空器方面，绝大多数国家和组织提出的路线图都将现阶段的关注点放在利用人工智能技术赋能民航安全水平和运行效率提升的场景方面。2020年，欧盟航空安全局（EASA）发布的“人工智能路线图1.0”就开始考虑如何将ML/DL/LKB（技术突破和机器学习、深度学习、基于逻辑和知识自生成类、GPT类）以及组合后的混合人工智能技术持续应用到民航业尤其是飞行专业。2023年5月，EASA发布了《人工智能路线图2.0——以人为中心的人工智能航空应用》文件，明确提出人工智能在民航业的应用分为三个等级——L1（人类辅助增强）、L2（人机协同合作）、L3（高级自主自动化）。其中，L1级的人工智能适航及应用将在2025年前后落地；L2级（如大型运输航空公司采用AI辅助下的最小机组操作EMCO和单人制飞行员运行标准操作程序）将在未来10年内实现（到2035年）；如果一切顺利，有人监督下的高度自动化（L3A级人工智能）以及最终没有人类监督的自动化（L3B级人工智能）将在2035年~2050年逐渐实现。

AI取代飞行员依然面临诸多困难

理想很丰满，现实很骨感。实际情况是，EASA路线图的进度不断延迟。那么，人工智能取代飞行员的困难究竟有哪些呢？

建立公众对人工智能技术航空产品的信心至关重要。目前旅客普遍认为，飞行员的专业技能和经验无疑是确保飞行安全的关键因素。因此，让公众接受由人工智能驾驶航空器，建立对智能飞行技术安全性的信任，是一场任重道远的持久战。行业不仅要关注技术的先进性，更要注重其稳定性和可靠性。即便是在已经全面放开无人自动驾驶汽车上路的美国，也有超过一半的旅客不敢乘坐无人驾驶飞机。2023年的调查数据显示，有乘坐意愿的旅客更是从近50%下滑到17%。

人工智能航空器需要完备而繁杂的体系支撑，同样需要庞大的投资支持。目前的民航运行早已不是“一人一机”的探索时代，任何民航飞行都需要飞行、管制、机务、航务、运控、机场等多部门多体系协同运行。显而易见的是，未来人工智能航空器的运行需要更强大的体系支撑，包括算力支持、实时空地数据链传输、混合空域管制、多种类型航空器运行管理等。与此同时，还需要建立与之相适应的法律法规体系，特别是对无人驾驶航空器的安全、运行责任划分和应急处置机制。

此外，建立全新体系的投资成本和收益平衡也是一个重要问题。对航空公司来说，虽然人工智能航空器有望降低其运营成本、提高飞行效率，但在智能航空器研发和应用的初期摸索阶段，投入的资金将非常庞大，而对当前成熟数据链、空管、空域运行的优化改造成本更是企业难以承受的。可以说，在未来很长一段时间里，只有先完善“智慧”的外部环境，才能结出智能飞行的果实。

目前人工智能处于“通常可用”阶段，想要转变为“专业适配”并模仿或超越人类飞行员的直觉、经验和情感，还有很长的路要走。在航空史上，飞行员在不少紧急情况下凭借丰富的经验和准确的直觉作出了正确的决策，而人工智能要做到这一点，可能需要对大量难以取得的非常规数据进行分析。此外，在目前的管制体系中，人工智能难以与其他系统进行高效准确的沟通。

飞行员始终是飞行过程的决策主体

在可预见的较长时间里，人工智能在驾驶舱仍以辅助智能飞行为主。这一思路仍是以人（飞行员）为飞行的根本核心，即飞行员是飞行过程的决策主体。一切智能化功能仍围绕飞行员决策需求和操作需求开发。根据民航领域专家的预测，当前人工智能赋能飞行的方向包括提升现有自动驾驶能力的辅助驾驶技术和新增飞行员决策支持能力的决策辅助技术。决策辅助技术是指针对运行场景（正常/非正常），为飞行员决策提供指引以及信息融合（含空管、交通服务等）显示，具备全飞行阶段操作决策支持、机组告警系统、信息自动关联、系统故障分析与预测等能力。

作为飞行员，笔者认为当前较为可行的方向是利用人工智能借助机载算力或实时数据链的特点，融合新一代通信与网络技术（5G、北斗、通信卫星、ATG地面增强站点），实现飞机与地面的无缝信息交换、共享等，进一步提升性能预测的准确度。例如，在运行中可以整合各类机载传感器和地面传输的实时气象报文，通告、限制、恶劣天气雷达数据，在平视显示器或其他设备上直观地显示通告影响区域、限高、限速、恶劣天气影响和发展动向等，有效增强机组的情景意识。

同时，借助人工智能，可有效解决机组对于机械故障难以准确定位和诊断的问题，避免机组在遭遇特情时对外部信息查询分析时间长、准确度不高、受压力影响大等问题。也就是说，在机载设备发生故障的情况下，人工智能可以立即告知机组目前系统的什么部分无法工作，会造成什么影响，有什么补救措施，将机组从传统的翻阅手册检查单和对着电子检查单“埋头苦干”的被动过程中解救出来，提升运行安全裕度。当然，更理想的状态是，人工智能可利用自然语言理解，建立更加优化与便捷的人机交互平台，相当于在驾驶舱配备了一个能随时解答问题的“万能管家”。

回到前文的问题：人工智能能取代民航飞行员吗？很多人相信，未来总有一天人工智能将变得足够强大，足以克服上述诸多困难并独立控制飞机。但在此之前，人工智能与人类飞行员不是非此即彼的关系，而是人工智能与人类飞行员共同参与的格局。人工智能可以在特定场景下辅助或短时替补人类飞行员，提升飞行安全性和运行效率；而人类飞行员则通过与人工智能通力协作，应对各种复杂情况。可以预见的是，这种人机竞合关系将推动民航运输领域持续发展，为人类带来更加安全、高效的飞行体验，携手共创飞行新纪元。