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摘要： 借助华为云 ModelArts 一站式 AI 开发平台，开发出智能塔台中的航空器辨认 AI 模型，利用于跑道防侵入和机坪防抵触等运行平安守护场景。
本文分享自华为云社区《【华为云 EI】飞机的“彩色十分钟”能被人工智能毁灭吗？》，原文作者：HWCloudAI。
近年来，“AI 的利用和落地”逐步成了具化的关键词，它和很多事物很多行业联合在一起，造成了微妙的“化学反应”。例如，在日常生活中，AI 能够推送咱们喜爱的新闻或视频；能够在拍照的时候辨认场景晋升照片的美感…….
明天要说的，可能是从很多人都密切相关但大多很生疏的一个“神秘”的职业说起：机场塔台地面交通管制。地面交通管制的目标是避免航空器与航空器相撞，避免航空器与障碍物相撞，维持并减速空中交通的有秩序的流动。传统的地面交通管制是有一帮“地面交警”指挥填上的飞机。然而，这群“交警”指挥飞机容不得半点过错，时常要面临说错一句话就会引发不安全事件甚至是航行事变；他们喝酒熬夜怄气不能上岗……如果有科技可能帮忙他们，那岂不是很好？
上海麦图信息科技有限公司，借助华为云 ModelArts 一站式 AI 开发平台，开发出智能塔台中的航空器辨认 AI 模型，利用于跑道防侵入和机坪防抵触等运行平安守护场景，并将于 2021 年 4 月 24 日 -26 日在深圳举办的华为开发者大会 2021（Cloud）（简称 HDC.Cloud 2021）上与开发者们见面。
AI 给了我一双“慧眼”
在机场的每一架飞机腾飞或者着陆，从飞机推离停机位到来到机场空域，或相同的起飞过程中，背地都须要依附多名管制员之间的接力和合作。飞机起降的距离十分短暂且危险大，有着“彩色十分钟”之说。管制员也被称为是飞行员背地的“眼睛”，对于他们的要求是十分严苛的，须要超长工夫集中注意力，尤其在航班密集的时候，管制员须要在极短的工夫内对简单的状况，做出正确判断，这也让管制员们负担着极大的压力。对于一般乘客来说，这可能只是一次一般的地面之旅，但对于管制员来说，每一次飞机起停都随同着重大责任。
中国已成为寰球最大繁多航空市场，后疫情时代，中国也将会是寰球最安稳的航空市场。然而随着飞机起降架次的增多、机场扩建革新再加上顽劣天气的影响，跑道侵入或机坪抵触事件仍是民航畛域航空器高空平安运行的头等问题，机坪和跑道安全事故在民用航空事变中占有很大的比例。对于大型机场的塔台而言，单点视线物理受限，数字化水平晋升的同时，主观上造成屏幕变多、信息量变大等挑战，对管制员提出了更高的要求，同时也让管制员承当了越来越重的岗位负荷，人的主观能动性诚然很强，但长实际专一会产生疲劳，难以维持八面玲珑。
聚焦在智能航空畛域、专一于人工智能技术和利用研发的上海麦图信息科技有限公司提出了“人力有时而穷，可引 AI 而用之”的理念针对民航管制运行的特点，总结出了平安运行的四大因素，别离是：听、看、防、练，心愿在云上可弹性扩大的算力和 AI 赋能加持下，可能把管制员们从传统信息获取伎俩造成的高负荷状态中解脱进去，并在要害场景中可能间接给出超前、明确的揭示，从而缩小失误出错的概率。
为了达成上述指标，麦图公司依靠华为云 EI 的技术支持，研发了 DSASR 语音辨认引擎和 AIGIS 空间定位引擎，让机器具备了可能听的懂管制指令、看得见航空器动静、了解运行规定的本事，可能在“听看防 + 练”3+ 1 模式的智能塔台系列产品中，对多个具体场景进行赋能，从态势感知、轨迹预判、规定剖析和培训演练等多个环节，为机坪 / 塔台管制运行平安和岗位培训等业务畛域提供弱小助力。
“咱们想通过无线电语音去理解飞机的动向，通过视频去捕获飞机的动静，再联合运行规定来提前发现事变征候。具体落实到产品中就是由 DSASR 推理出指令用意并标记出预测门路后，再由 AIGIS 把飞机从视频中辨认进去之后，计算它的地位和速度，计算两个或多个飞机之间的静止轨迹是否会有时空近似交叠、是否有违反运规定或波及航行通告禁区等，再依据其余的关联数据进行认证，确保飞机之间不会产生碰撞、不会误入禁区，一旦有疑似症候，也能够提前预知并向当班管制员提出警示。”麦图我的项目总监徐擎阳对笔者说。
华为云 ModelArts 平台赋能模型开发
现实有多美妙，事实就有多骨感。家喻户晓，人工智能包含了训练和推理两个阶段，只有先训练出人工智能模型能力进行推理。麦图面临的挑战是，我的项目开发团队根本是专一在软件应用开发和数据分析层面的，对于计算机视觉技术方面的钻研并不深。2018 年，我的项目团队也开始尝试过很多场景，“过后是两个问题制约了咱们，一是视频的清晰度不够，过后高清视频摄像机还没有遍及。二是没有好的 AI 开发平台，算力和工具都不够。到了往年，4K 摄像机也开始遍及了，训练工具 ModelArts 也有了，这个事件就能够做了。”
徐擎阳说，华为云 ModelArts 提供了全流程的 AI 开发与治理平台，在很大水平上升高了麦图科技进入视频 AI 畛域的门槛，“如果没有 ModelArts，在筹备训练前，须要本人买设施，去开源社区外面找这方面的技术，学习构建和配置环境；在训练的过程中，要波及到设施保护、性能调优，以及标定工具的开发等等。这个过程是会十分漫长和繁冗的，咱们在管制语音辨认的产品 AI 外围开发过程中曾经领会过一遍，过程十分苦楚，代价十分大。”
对于麦图来说，ModelArts 带来的效率晋升的价值不言而喻：“第一版模型开发，从标定到训练，到最初给客户做演示，只花了三天工夫。如果用传统的办法做，可能连服务器的快递都寄不到。”
徐擎阳介绍说，在这个零碎中，“光电盯防子系统”是一个重要的实时外围，它须要具备较完整的“基于视频流的航空器指标辨认和跟踪”能力。通过将机场立体各个关键点采集到的实时视频流送入基于华为云 ModelArts 一站式 AI 开发与治理平台开发的“航空器辨认模型”进行解决，辨认出画面中飞行器对象的像素坐标等一次参数后，对其进行空间地位换算，以及包含速度、运行方向等在内的二次参数的计算，并在零碎运行数据中找到相匹配的航班信息对指标进行信息标记，以 AR 信息加强的模式出现在监视器上，让管制员以“低头显示”的模式在繁多屏幕中直观理解到足够全面的动静信息。同时该零碎会在后盾对所有指标的轨迹和矢量动态数据进行监控和推算，让计算机可能代替或辅助管制人员在全局范畴对每一个航班、每一个道口进行实时盯防，提前预知潜在运行危险，从而升高事变产生的概率。
此模型单帧次要指标辨认准确率能够迫近 96%，多帧辨认中次要指标辨认后果可在 99% 以上。目前，麦图正在尝试 Mask-RCNN 模型，将坐标输出精度晋升至像素级，实现更准确的航空器辨认和地位计算。
作为华为 ICT 基础设施业务面向寰球开发者的年度盛会，华为开发者大会 2021（Cloud）将于 2021 年 4 月 24 日 -26 日在深圳举办。本届大会以 #每一个开发者都了不起# 为主题，将汇聚业界大咖、华为科学家、顶级技术专家、天才少年和泛滥开发者，独特探讨和分享云、计算、人工智能等最新 ICT 技术在行业的深度翻新和利用。智能时代，每一个开发者都在发明裹足不前的奔流时代。世界有你，了不起！
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