يواجه نظام الملاحة الجوية في إسبانيا بشكل متزايد حوادث الطقس السيئ الذي يختبر قدرة النظام للحفاظ على السلامة والالتزام بالمواعيد و عمليات شركات الطيرانفي هذا السياق، اتخذت شركة Enaire، المزود الإسباني لخدمات الملاحة الجوية، خطوة مهمة من خلال الاستثمار في حلول تعتمد على الذكاء الاصطناعي لتحسين التنبؤ بالطقس القاسي والحد من تأثيره على حركة المرور.
ضمن استراتيجيتها للابتكار، حددت الجهة مشروعًا داخليًا يقترح نموذج متطور للتنبؤ بتدهور الأداء التشغيلي في مواجهة الظواهر الحملية، بهدف تحويل البيانات المناخية إلى قرارات تكتيكية أكثر دقة بشأن إدارة تدفق الرحلات الجوية عبر الشبكة.
جائزة للذكاء الاصطناعي لإدارة الأحوال الجوية السيئة في سماء إسبانيا
المشروع الذي اعترفت به شركة Enaire، والذي يُطلق عليه بشكل عام نموذج التنبؤ بتدهور الأداء التشغيلي في مواجهة الأحوال الجوية السيئةحصلت [اسم الشركة] على جائزة في الدورة السابعة من جوائز الابتكار. تهدف هذه الجوائز إلى الاستفادة من الخبرة الداخلية للمنظمة لمواجهة تحديات مثل زيادة حركة النقل الجوي وتزايد وتيرة الظواهر الجوية المتطرفة.
وقد قاد هذه المبادرة فريق متعدد التخصصات يتألف من متخصصون من قسم العمليات وقسم الأنظمةيعكس هذا الحاجة إلى الجمع بين الخبرة التشغيلية والقدرات التكنولوجية المتقدمة. ويُعدّ هذا المشروع جزءًا من خطة الطيران، وهي الخطة الاستراتيجية لشركة إيناير التي تركز على تعزيز سلامة وكفاءة واستدامة الملاحة الجوية.
بحسب المعلومات التي قدمتها الجهة، فإن الجائزة لا تُكرّم المحتوى التقني للمقترح فحسب، بل تُكرّم أيضاً... إمكانية أن تصبح أداة حقيقية لدعم اتخاذ القرارات في مراكز التحكم، وخاصة في الأيام التي تشهد عواصف أو أمطاراً غزيرة أو ظواهر حمل حراري يصعب التعامل معها باستخدام الأدوات التقليدية، مثل عاصفة وفيضانات في إيبيزا.
تم تصميم جوائز Enaire للابتكار على النحو التالي: بنك داخلي للأفكار التحويليةتهدف هذه الجهود إلى ابتكار حلول قابلة للتطبيق في العمليات اليومية. وتشمل الفئات الشائعة مجالات مثل السلامة التشغيلية، وجودة الخدمة، والاستدامة، والتحديث التكنولوجي، والكفاءة والقدرة التنافسية.
مساعد إداري تكتيكي مدعوم بالذكاء الاصطناعي
جوهر الاقتراح هو تطوير مساعد تكتيكي لإدارة حركة المرور في الأحوال الجوية السيئةتم تصميم هذا النظام لمساعدة مديري الشبكات على توقع كيفية تأثير الطقس الحملي (العواصف، السحب المتطورة عموديًا، وما إلى ذلك) على السعة المتاحة في قطاعات مختلفة من المجال الجوي.
عملياً، يهدف المساعد إلى الإشارة مسبقاً إلى أين ومتى سيتم تخفيض السعة بسبب الظروف الجوية القاسية، ما هي التدابير التي ينبغي اتخاذها لاستيعاب هذا التأثير بأقل قدر ممكن من التعطيل للشبكة بأكملها؟ لا يقتصر الأمر على النظر إلى مطار معزول فحسب، بل يتعلق بفهم كيف يمكن لمشكلة محلية أن تُحدث تأثيرًا متسلسلًا على المسارات والقطاعات المجاورة والمطارات المتصلة.
تعتمد الأداة على تقنيات الذكاء الاصطناعي التقليدي ومراقبة السحب والتنبؤ بها لتقدير تأثير الأحوال الجوية السيئة في كل قطاع محدد من المجال الجوي. وبناءً على ذلك، يُصدر النظام توصيات بشأن التدابير التنظيمية، وتغييرات المسارات، أو تعديلات السعة، وذلك للتخفيف من تأثير الأحوال الجوية على العمليات الفعلية.
يتمثل أحد أبرز الأهداف في الانتقال من أسلوب إدارة يعتمد بشكل أساسي على رد الفعل إلى نهج أكثر استباقية، حيث ينبغي اتخاذ القرارات قبل أن تؤثر العاصفة بشكل كامل على العمليات.يشمل ذلك تقييم البدائل، ومقارنة تكوينات السعة، واختيار مجموعة الإجراءات التي تحقق التوازن الأمثل بين الأمن وتدفق حركة المرور واستخدام الموارد.
أربعة أركان تقنية: التنبؤ، والترابط، والتحسين، والمحاكاة
يتم تنظيم بنية النظام المقترح حول أربعة محاور وظيفية رئيسيةالتنبؤ، والترابط، والتحسين، ومحاكاة السيناريوهات. كل من هذه العناصر يساهم بجزء أساسي في وظائف المساعد التكتيكي.
أولاً، كتلة تنبؤ يتولى هذا النظام مسؤولية تقدير تدهور القدرة الإنتاجية في قطاعات محددة عند حدوث ظروف جوية عاصفة. وللقيام بذلك، يستخدم أساليب الذكاء الاصطناعي المدربة على بيانات تاريخية وتشغيلية، والقادرة على رصد الأنماط في العلاقة بين الظروف الجوية والقدرة الإنتاجية الفعلية المتاحة.
الركيزة الثانية هي الترابط بين قطاعات المجال الجوي. فبدلاً من دراسة كل قطاع على حدة، يُصمّم النظام المجال الجوي كشبكة من الروابط، حيث يمكن لما يحدث في منطقة ما أن ينتشر بسرعة إلى المناطق المجاورة. وهذا يسمح بقياس أفضل للتأثيرات المتتالية ويمنع أي إجراء يُتخذ في نقطة ما من التسبب في مشاكل غير متوقعة في نقاط أخرى.
المحور الثالث، التحسينيعتمد هذا النظام على خوارزميات متعددة الأهداف تحلل التوليفات الممكنة المتعددة لتدابير إدارة التدفق (اللوائح، والتحويلات، وتغييرات مستوى الطيران، وما إلى ذلك). والهدف هو إيجاد توازن بين عدة عوامل: التأثير على المسارات المخططة، والتأخيرات الناتجة، والسعة المتاحة الفعالة، والامتثال لمتطلبات السلامة والخدمة.
وأخيرا، وحدة محاكاة السيناريو يفتح ذلك الباب أمام تحليلات "ماذا لو". وهذا يسمح، على سبيل المثال، بدراسة كيفية تصرف الشبكة في ظل تكوينات تشغيل مختلفة، أو قيود على السعة، أو سيناريوهات تطور العواصف المختلفة، قبل اتخاذ قرار نهائي.
كيف يساعد الذكاء الاصطناعي في توقع التأثير المتسلسل للعواصف
يُعد ما يسمى أحد أكثر الجوانب حساسية في إدارة الحركة الجوية تأثير متسلسل أو تأثير الدومينويمكن أن تتسبب حادثة جوية محلية في حدوث تأخيرات في المطارات البعيدة، وتغييرات في أطقم الطائرات، وتحويلات في الرحلات، وإعادة جدولة يصعب إدارتها على نطاق الشبكة.
يهدف المساعد الذي اقترحته شركة Enaire إلى معالجة هذه المشكلة تحديدًا، حيث يقوم بنمذجة المجال الجوي كسلسلة من القطاعات المترابطة حيث يؤثر انخفاض الطاقة الاستيعابية في نقطة محددة على باقي النقاط.من خلال أخذ هذه الترابطات في الاعتبار، يمكن للنظام أن يقترح تدابير لا تقتصر على "إخماد الحريق" في المنطقة المتضررة فحسب، بل تقلل أيضًا من العواقب على الشبكة بأكملها.
فعلى سبيل المثال، في حالة توقع حدوث حمل حراري شديد في منطقة رئيسية، قد يوصي النظام اللوائح الوقائية أو تعديلات المسار مما يُحسّن توزيع الطلب، ويتجنب إغراق القطاعات البديلة أو خلق طوابير انتظار طويلة في المطارات المكتظة أصلاً، وهي مشكلة ستساهم في رحلات جوية أكثر اضطراباًيتم تقييم كل هذا مع الأخذ في الاعتبار الطلب المتوقع، ومسارات الرحلات الجوية، والوصلات، وسعة التحويل.
كما يتيح استخدام الخوارزميات متعددة الأهداف استكشاف خيارات مختلفة وتحديد أولويات بعضها على حساب البعض الآخر بناءً على معايير يحددها المديرون: الحد الأدنى من التأخير الإجمالي، وتحسين استخدام الوقود، وتقليل عدد الرحلات المتأثرة، أو الاهتمام بالعمليات بالغة الأهمية. وبهذه الطريقة، يعمل الذكاء الاصطناعي كدعم للحكم المهني لمراقبي ومديري الشبكات.توفير تحليلات كمية يصعب إجراؤها يدويًا في فترة زمنية قصيرة.
الفوائد المتوقعة في مجالات السلامة والكفاءة والاستدامة
من وجهة نظر تشغيلية، تشير شركة Enaire إلى أن هذا النوع من العمل سيساهم تحسينات ملموسة في إدارة الحركة الجوية عندما تسوء الأحوال الجوية. تشمل الفوائد الرئيسية إدارة أكثر كفاءة للقدرة الاستيعابية في الظروف الجوية السيئة، مما يؤدي إلى تقليل الاضطرابات وتسريع التعافي بعد الظواهر الجوية القاسية.
جانب آخر ذو صلة هو استخدام أكثر ترشيدًا للموارد المتاحةينطبق هذا على كل من المسارات والمجال الجوي والوقود. يمكن لإدارة التدفق الأكثر دقة أن تمنع التحويلات غير الضرورية، والانتظار المطول في الجو أو على الأرض، والمناورات الأقل كفاءة، مع المساهمة أيضًا في خفض الانبعاثات وتكاليف التشغيل لشركات الطيران، مما يدفع مبادرات مثل... وقود الطيران المستدام.
التحسن في القدرة على التوقع والتخطيط يُعتبر هذا الأمر بالغ الأهمية أيضاً. فوجود نافذة زمنية أوسع للتصرف في مواجهة العاصفة يسمح باتخاذ قرارات استباقية، وتحسين التنسيق مع المطارات وشركات الطيران، وتوفير تواصل أوضح مع المسافرين بشأن الاضطرابات المحتملة، مما يقلل من حالة عدم اليقين.
وأخيرا ، فإن التحسين الديناميكي يهدف النظام المقترح إلى تبسيط القرارات التشغيلية في الوقت الفعلي. فبدلاً من تطبيق تدابير ثابتة ومتحفظة، تتمثل الفكرة في تعديل القرارات باستمرار بناءً على كيفية تطور الطقس وشبكة المرور نفسها، مدعومة دائمًا بالبيانات ونماذج الذكاء الاصطناعي.
الابتكار الداخلي والتحديات التي تواجه مستقبل الملاحة الجوية
وبغض النظر عن الحالة الخاصة بهذا المشروع، فإن جوائز إناير للابتكار أصبحت هذه الآلية راسخة لتوجيه مقترحات التحسين من الموظفين أنفسهم. وتشجع المنظمة موظفيها على تقديم أفكار في مجالات مثل السلامة، وجودة الخدمة، والاستدامة، والأعمال التجارية والتوسع الدولي، والتحول الرقمي، وتحديث العمليات.
يساعد هذا النهج على ضمان أن الحلول المقترحة مرتبط مباشرة بالواقع التشغيلي من مراكز التحكم وأبراج المراقبة، وليس مجرد تجارب منفصلة عن العمليات اليومية. إن الجمع بين الخبرة الفنية، والمعرفة بالبيئة التنظيمية الأوروبية، والتقنيات الحديثة مثل الذكاء الاصطناعي، يرسم مسارًا منطقيًا لتطور الملاحة الجوية في إسبانيا وبقية أوروبا.
في الوقت نفسه، يتطلب التنفيذ الفعال لأنظمة الذكاء الاصطناعي لإدارة الأحوال الجوية السيئة التغلب على العديد من التحدياتالتكامل مع أدوات إدارة حركة المرور الحالية، والتحقق الدقيق من صحة النماذج، وقبولها من قبل الفرق التشغيلية، والتنسيق مع الأطر التنظيمية للاتحاد الأوروبي ويوروكنترول.
على الرغم من هذه التحديات، يشير الاتجاه الدولي إلى أن سيزداد تقارب علم الأرصاد الجوية الجوية وإدارة حركة المرور نحو حلول تعتمد على البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي، القادرة على تقديم رؤية أكثر دقة وديناميكية لما يحدث في المجال الجوي وفي المطارات.
تشير كل الدلائل إلى أن مشاريع مثل المشروع الذي تم تطويره في شركة إيناير ستمهد الطريق للمنطقة، باستخدام الذكاء الاصطناعي لتحويل الأحداث الجوية السيئة إلى مواقف أكثر قابلية للإدارة، مع اتخاذ قرارات أكثر استنارة، وتقليل التأخيرات، ونظام ملاحة جوية أوروبي يجمع بين السلامة والكفاءة و... مرونة في ظل تغير المناخ المتزايد.
