为了深化民航智慧化建设，民航资源网启动“2019智慧民航优秀解决方案暨应用案例”征集及评选活动，寻找创新践行企业分享先进经验。目前已经收到了来自航空公司、机场、技术供应商投递的大量案例。今天展示的案例为厦门航空报送的《厦门航空航班智能恢复系统》。

　　厦门航空航班智能恢复系统

　　航班恢复是困扰民航发展的世界性难题。长期以来，航班智能恢复技术被少数欧美公司掌握，但国内外运行条件差异较大，这些国外的航班智能恢复技术在国内遭遇“水土不服”，无法有效满足国内民航发展的需要。

　　2019年，厦门航空联合阿里云、同济大学共同研发的航班智能恢复系统正式投产，经过不断优化完善算法，进行工程化应用，建成了国内首个航班智能恢复系统，并于2019年1月在厦航正式上线试运行，2019年6月正式运行。

　　航班智能恢复系统创造性地运用回旋时空网络模型、列生成等人工智能技术，从航空运行实际出发，引入旅客、机场、维修计划、运行限制等更多的复杂变量，可在30分钟内实现2000班航班的大规模恢复问题，在实际运行中取得了良好效果。

　　航班智能恢复系统的上线运行标志着国内民航业运用运筹规划和人工智能解决大面积航班调整问题从零到一的突破，打破该技术被欧美少数国家垄断的局面，实现了关键核心技术的中国自主可控，为减少航班延误、保障旅客出行贡献了中国智慧，获得了广泛的社会好评。

　　一、项目背景

　　2016年9月15日，“莫兰蒂”台风袭击厦门，厦航取消了168个航班，调整406个航班，数万名旅客行程受到影响。

　　航班延误极大地浪费航空公司的资源和旅客的时间，据统计，全国每年有约20%的航班发生延误，由此带来的损失高达数十亿元。

　　如何在航班延误后快速的恢复航班，并尽可能减少航班变化对旅客出行的影响，是一个长期困扰航空运行的难题。恢复航班需要同时考虑飞机、航线、机组、旅客等诸多因素限制，决策难度大、效率低、耗时长，如果调整决策不当或不及时，会直接给旅客的出行带来诸多不便，也影响到公司运行的安全、正常、服务与效益。

　　长期以来，恢复航班技术被少数欧美公司垄断，由于国内外运行条件差异较大，这些国外的航班智能恢复技术无法直接应用于国内民航业，且他们在对中国进行产品输出时，一般不会开放核心技术，也较难按照中国民航运行特点进行个性化定制与持续升级，因此单纯依靠引入国外产品解决问题的方案不可行。

　　厦门航空一直致力于建设一套符合中国民航自身特点、并能够根据国内运行的变化不断升级的航班恢复系统，提升中国民航运行效率，降低航班延误造成的影响。

　　二、项目介绍　　

　　1、基本概念

　　航班智能恢复系统应用运筹优化、人工智能和数据挖掘等技术，实现恶劣天气如台风、雾霾、大雪、飞机故障、机场关闭、流量控制等条件下的不正常航班快速恢复与旅客恢复。

　　航班智能恢复系统能够突破人工方案仅考虑少数因素的局限性，在综合考虑旅客、航班、飞机等多项复杂因素后做出更优决策，大大提高航班调整决策效率，并让旅客在最短的时间知晓未来航班动态、调整行程计划、减少延误等待时间，实现更多旅客成行，尽可能减少航班变化对旅客出行的影响，提升旅客服务体验。

　　2、业务流程

　　航班恢复的主要业务流程是：设置运行业务规则及目标函数，输入运行相关基础数据，选择航班恢复场景、运行政策、决策偏好，调用算法运算，输出航班恢复结果。最后，再传输到FOC签派调整系统中进行规则检查，并由签派、客运、机务进行三方协调评估，通过后生效，后续各运行保障部门按照此调整方案开展相关航班保障及旅客通知工作。

　　3、系统构架

　　系统由视图层、控制层、算法层、外部资源层组成。系统构建了前端交互式组件化UI界面展示，并结合honeycomb脚手架集成应用托管、集群管理、UI控制台、应用开发框架，实现微应用模式开发、自动路由规划，达成业务功能间解耦的同时，不增加服务的运维成本；基于redis集群的独特数据缓存设计，对100多个接口数据进行清洗融合，提升系统访问速度；采用encryptor技术对核心数据进行加密，确保数据访问安全；使用JNI、消息队列等技术对算法任务进行编排和跨平台调用。

　　4、系统功能

　　系统实现了对航班的动态监控和异常告警，满足不同业务场景、多种恢复目标的设置，支持不同方案优劣评价指标对比。

　　在场景支持上，系统针对大规模台风天气、大规模雨雪雾造成的机场关闭等大场景，2-11天航班计划、飞机维修计划恢复、正常性优化等中场景，当日航班过站时间不足优化、临时飞机故障、临时航班调减、优化指定航班的过站时间等小场景，均能快速给出合理方案，方案的业务水准显著超过经过长期专业训练的熟练业务人员的水准。

　　在方案目标设置上，可以对数百项参数进行调整，以满足航空公司实际决策中选择“少延误航班”或“运送更多的旅客”等各种灵活需要。

　　为了进一步提升方案效果，系统设计了航班价值评估、航班延误预估、航班损失回归三个数据挖掘模型。从海量历史航班的大数据分析中，找到季节、天气、航班量、流量控制等众多因素对航班正常性的影响规律，形成智能规则固化到系统中，用于预测未来可能延误的航班，及早进行人工干预，优化航班衔接与过站时间，优化机组、飞机任务连线，实现航班计划的预先管理，减少航班延误班次。

　　在方案优劣对比上，系统生成航班总收入、航班总成本、正常率、客座率、飞机利用率等几十项指标，综合评估得到一个总分，既支持单个方案调整前后的对比，又支持不同方案的对比，还提供了关键指标的图形化对比，满足不同层级管理者决策需求。

　　5、应用实战

　　2019年8月，超强台风“利奇马”与“白鹿”来袭，厦航对台风密切跟踪，分段决策，用航班智能恢复最优方案替代人工方案，台风场景的调整时间从6至8小时缩短到15分钟，延误和取消航班数可分别减少7%和2%，交出了圆满的答卷。

　　航班智能恢复系统的上线运行，意味着航班控制人员通宵达旦调整航班将成为历史，在面临恶劣天气、飞机故障、流量控制等复杂运行环境中可以更加从容和游刃有余，做到安全、运行、服务与效益的全面结合。

　　三、项目影响

　　厦门航空航班智能恢复系统的上线运行，标志着国内民航业运用运筹规划和人工智能解决大面积航班调整问题从零到一的突破，打破该技术被欧美少数国家垄断的局面，实现了关键核心技术的中国自主可控，为减少航班延误、保障旅客出行贡献了中国智慧，获得了广泛的社会好评。

　　国资委网站在1月23日发布新闻《厦航航班大面积调整实现智能恢复，延误减少7%》，民航资源网等多家行业媒体相继发布新闻报道，厦视新闻台在1月24日黄金时间档—厦视新闻栏目进行报道。5月16-17日，在北京举办的“2019中国民航发展论坛”会议上，阿里巴巴集团分享了与厦航合作的航班智能恢复系统，成为近年来人工智能与航空业深度融合的最佳实践案例之一。

　　厦航航班智能恢复系统，凝集了我国优秀高校、互联网公司以及航空企业的集体智慧。整个系统的设计、建设、运行全过程均自主完成，实现了航班恢复领域核心技术与产品的中国自主创新、自主可控。

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