Wykorzystanie sztucznej inteligencji przy przydzielaniu lotów pozwala obniżyć koszty i ograniczyć opóźnienia Bezpieczna cyfrowa platforma wymiany mogłaby umożliwić liniom lotniczym wzajemne przekazywanie czasu przydzielonego na start lub lądowanie bez ujawniania poufnych informacji handlowych. Transport i mobilność © Eugene Lu/Shutterstock.com Zrównoważenie zapotrzebowania na ruch lotniczy z dużą przepustowością ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia płynnego i sprawnego przepływu lotów. W związku ze wzrostem liczby pasażerów i lotów potrzebne będą innowacyjne technologie, które pozwolą elastycznie zarządzać coraz bardziej zatłoczoną przestrzenią powietrzną. „W terminologii związanej z zarządzaniem ruchem lotniczym slot oznacza czas przydzielony na start, lądowanie lub przelot w danym sektorze przestrzeni powietrznej”, wyjaśnia koordynator projektu SlotMachine (A Privacy-Preserving Marketplace for Slot Management) i starszy główny badacz Eduard Gringinger z austriackiej firmy Frequentis. „Sloty są wydawane przez menedżera sieci EUROCONTROL w celu regulacji ruchu w zatłoczonych obszarach przestrzeni powietrznej”. Aby zmniejszyć zatłoczenie, obecnie dokonuje się prostej zamiany dwóch lotów. Takie wymiany pozwalają liniom lotniczym nadawać priorytety wybranym lotom w oparciu o strukturę kosztów połączeń, w celu minimalizacji kosztów i ograniczenia opóźnień. Oznacza to, że przydział i wymiana slotów stanowią dla linii lotniczych kwestię krytyczną pod względem kosztów. „Trudność polega na tym, że struktury kosztów, które wpływają na to, jak linie lotnicze ustalają priorytety lotów i które mogą się zmieniać z wielu powodów, stanowią wysoce poufne informacje”, tłumaczy Gringinger. „Nie są to informacje, którymi linie lotnicze chciałyby się dzielić z innymi. To z kolei nie sprzyja wymianie slotów między różnymi liniami lotniczymi”. Efektywne przydzielanie lotów dzięki technologii blockchain Finansowany przez UE i przemysł projekt SlotMachine miał na celu wykorzystanie technologii sztucznej inteligencji (SI) do stworzenia platformy do półautomatycznej wymiany slotów, opartej na priorytetach struktury kosztów różnych linii lotniczych. Projekt został sfinansowany ze środków Wspólnego Przedsięwzięcia SESAR, czyli partnerstwa publiczno-prywatnego powołanego w celu modernizacji europejskiego systemu zarządzania ruchem lotniczym. Aby zrealizować te zamierzenia, konsorcjum projektu zbadało potencjał lekkiej księgi rozproszonej, która bezpiecznie łączy zapisy ze sobą za pomocą kryptografii. Dzięki temu kilku użytkowników może wykonywać obliczenia z wykorzystaniem połączonych danych, bez ujawniania ich indywidualnego wkładu. „Sercem systemu jest kontroler”, wyjaśnia Gringinger. „Przekazuje on liniom lotniczym informacje o aktualnym wykorzystaniu przestrzeni powietrznej”. W oparciu o te technologie zbudowano platformę SI, która ma ułatwić bardziej elastyczne, szybkie i całkowicie prywatne transakcje dotyczące sekwencji slotów. Użytkownicy przestrzeni powietrznej mogą w bezpieczny sposób wprowadzić do systemu swoje preferencje dotyczące lotu wraz z danymi pomocniczymi za pomocą interfejsu graficznego. Dane te są przesyłane do heurystycznego optymalizatora, gdzie po połączeniu są przetwarzane przez algorytmy w celu znalezienia lepszych rozwiązań w zakresie nadawania priorytetów lotom. Na koniec te listy lotów są oceniane przez moduł analizy prywatności, który pomaga obliczyć uzyskaną poprawę lub wynagrodzenie należne za każdy lot w postaci punktów kredytowych. Punkty kredytowe zgromadzone przez linie lotnicze w trakcie wielu sesji wymian lotów mogą być bezpiecznie przechowywane, a dzięki technologii blockchain wszyscy interesariusze mogą mieć pełne zaufanie do transakcji. „W celu przetestowania koncepcji wykorzystaliśmy rzeczywiste dane i różne cykle walidacji”, dodaje Gringinger. „Użyliśmy również symulowanych danych do stworzenia realistycznych sytuacji, aby poddać koncepcję SlotMachine prawdziwej próbie”. Platforma do zarządzania slotami Symulacje te wykazały, że obliczenia wielostronne i technologia blockchain pozwalają na skuteczne określanie optymalnej sekwencji lotów dla linii lotniczych, a jednocześnie ukrywanie wrażliwych informacji. Sukces projektu stwarza podstawy do dalszego rozwoju systemu, który w przyszłości może stać się istotnym elementem zarządzania ruchem lotniczym. Godna zaufania i skuteczna, oparta na SI platforma wymiany slotów będzie zachęcała linie lotnicze do lepszego wykorzystania istniejących zasobów i poprawy efektywności. Efektem będzie zmniejszenie emisji i ograniczenie opóźnień. Osiągnięcia projektu SlotMachine zostaną wykorzystane w istniejącym rozwiązaniu, jakim jest proces ustalania ważności na podstawie decyzji użytkownika (ang. user-driven prioritisation process, UDPP), opracowywany obecnie przez SESAR. Ponadto w przygotowaniu jest kolejny projekt mający na celu zaktualizowanie technologii SlotMachine i zaangażowanie większej liczby linii lotniczych. „Celem jest szybsze zastosowanie wyników naszych badań w praktyce”, mówi Gringinger. Słowa kluczowe SlotMachine, linie lotnicze, SI, cyfrowe, kryptografia, przestrzeń powietrzna, SESAR
