汉莎航空运用深度学习预测瑞士白斯风提高航班准点率

汉莎航空之后前与Google合作,通过优化航班调度减少燃油使用,进一步降低成本支出和碳排之后,双方又公开新一波合作成果,通过预测机场跑道的风速,来提高航班准点率,不只降低运营业亏损失,也能提升乘客服务。

风的大小和风向对机场运行有重大的影响,在瑞士有一种名为白斯风(BISE)的自然现象,这是一种又冷又干的风,会从瑞士东北穿过瑞士高原吹向西南。白斯风会严重影响航班时刻表,迫使飞机改变跑道,而导致航班延误甚至取消等连锁反应。

这种状况在苏黎世机场特别严重,白斯风甚至可能降低机场30%的运量,不只对汉莎航空造成数百万美元的收入损失,同时也会造成乘客不满。因此汉莎航空希望可以通过提前预测白斯风,让网络运营控制团队,能够以更佳的方式运用跑道和时间段来调度班机运营,最大程度减少对航班计划的干扰。

汉莎航空想要知道通过深度学习预测白斯风,所进一步调整的航班,结果是否能够超过内部原本的启发式解决方案,并且衡量深度学习的易用性,以及在生产环境中的实用性。

要预测白斯风并不是一件容易的事,深度学习模型需要用到大型资料集,因此汉莎航空和Google使用了Meteoswiss模拟资料,该资料集由过去5年瑞杂货店个气象站气象传感器的测量值组成,通过该资料集,汉莎航空便能以每10分钟的分辨率,获得风向、速度、压力、温度和湿度等天气资料,以及气象站位置相关的海拔高度等资讯。

由于白斯风并非一个直接可用的变量,因此他们设计跑道周围的顺风速度作为代理目标变量,当此数值高于特定阈值,则代表跑道出现白斯风,这项项目创建在Google全托管机器学习平台Vertex AI之上。实验结果显示新系统给出的预测,优于汉莎航空内部的启发式算法,而且随着预测的时间加长,出现了明显的性能差异,新系统能够获得更高的召回率(Recall)和精确度。

在预测未来2小时的白斯风,新的预测模型相较于汉莎航空内部的启发式算法,高了40%精确度,在6小时的预测性能差距更进一步扩大,也由于提前数小时的预测,能使汉莎航空更有余地防止航班延误,因而提高该解决方案的实用性。

汉莎航空计划将这个预测白斯风实验性项目,集成到运营决策支持组件中并用于生产环境,供苏黎世克洛滕机场的运营控制中心使用。