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真情为核 科技赋能 创造美好出行新方案

——超大型复杂机场旅客服务智能化研究及应用

纵观中国民航70年发展,始终面临着人民日益增长的美好出行需要和民航发展不平衡不充分之间的矛盾。习近平总书记强调:要把满足人民对美好生活的向往作为科技创新的落脚点。大兴机场作为国家发展新的动力源,直面市场增量、旅客需求对服务的新要求和行业服务现状的差距,在寻求内涵式扩容和智能化提质的道路上持续探索,以旅客流程、行李动态、服务信息、运营管理四方面主要问题和发展趋势为突破口,以人文为根本目标,以智慧为创新方案,围绕旅客流、行李流、信息流和决策流四大智慧应用场景目标,进行业务集成与技术突破。

1、旅客流——无感通关更省心

国际航空运输协会(IATA)提出“便捷旅行”的概念,《中国民航四型机场建设行动纲要2020-2035年》以及民航“九项便民服务措施”也对促进“无纸化”服务提质升级提出明确要求。国内部分机场多采用“证件或电子登机牌”查验的乘机形式,大兴机场革新思维,彻底摈弃“扫描电子登机牌”、“复核远机位登机纸质凭证”等传统乘机操作,打造了100%支持旅客全流程“一证通关+面像登机”,无需出示任何形式的登机牌,“刷脸乘机”的“无纸化出行”服务产品。在国内首次实现覆盖中转、倒流、购物、离境退税等17个流程场景的全链条无纸化,首次实现100%支持全航班无纸化、首次覆盖100%全用户人群,为旅客提供了全新无感通关体验。

推行全流程、全航班、全用户的无纸化出行,除了要推动解决政策支持、服务链条共识、等问题外,技术上还需要攻克身份认证、数据互联共享等多方面难题。

1.1 身份认证 又快又准

在机场应用面相识别技术,必须平衡大人流快速通关的高效率和航空安保身份认证的高精度要求。理论上,人脸模型参数越多,识别精度越高,但效率难以满足运行需要,因此,在合理阈值范围内,精简人脸模型参数,减少计算量,获得了轻量级人脸识别模型并通过大规模无标签人脸识别训练,控制误差值;再通过知识蒸馏方法,对轻量化人脸模型进行训练,将复杂模型的能力传递给轻量化模型,使其识别又快又准,该技术已获得授权专利。

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图1.1 轻量级人脸识别模型

1.2 复杂场景 秒级查询

生物识别技术在大型机场这一复杂场景的应用,还必须解决机场变光照、大人群、多业务衔接等实际问题。通过创立基于人体和人脸从整体到局部的两阶段自动曝光调优算法,在各种不同光线条件下保证人脸图像质量,大幅提高面相动态识别的准确率。再通过分片查询技术实现了亿级人脸库的秒级查询能力。

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图1.2 分片查询技术

1.3 规范数据无感通关

机场通关业务流程涉及单位多,要实现面相等数据在各单位业务系统间的传输共享,必须统一业务规则、数据规范。大兴机场通过研发全流程无感通关系统,梳理了全流程通关节点运行规则,制定了接口数据传输规范实现业内首个覆盖17个节点无纸化出行的机场,获得了3项发明专利及3项软件著作权。 

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图1.3 无纸化通关产品节点

为促进无感通关更为彻底,大兴机场已经测试调通旅客场外面相采集、身份验证功能,计划推出“One ID”服务,旅客仅“刷脸”即可完成值机、安检、登机等国内全流程乘机手续办理,全程无需出示证件等任何形式的凭证,彻底解放旅客双手,尤其在疫情期间,避免旅客和工作人员的人物交互,为中国民航疫情期行业重启带来新机遇。

2、行李流——实时追踪更安心

在全球范围内,行李错运、漏运、丢失、破损一直是民航旅客投诉的焦点。大兴机场积极响应IATA753号决议要求,通过应用RFID(无线射频识别技术),着力提高行李跟踪的准确率,降低错分率,统一数据传输,实现100%进出港航班行李全流程追踪并推出旅客端查询产品。

2.1 动态行李精准识别

因行李箱材质多样、识别区域不固定等场景特点,行李动态传输过程中精准识别难度大。为提升识别精度,大兴机场选用RFID行李标签识别技术,较传统光学扫描识别率高。同时根据行李传输各节点的现场环境,建立电磁场分布模型,使用吸波材料,设计高指向性定向天线,建立可靠约束与控制的电磁区间,使行李识别间距严格控制在35CM,满足行李在安检、分拣等环节小间距识别要求,实际识别率高达99.5%。

2.2 规范传输数据交互

RFID技术只是全流程行李跟踪的工具,实现跨业务场景的连续跟踪有赖于多系统协作。行李数据涉及机场、航司、地服代理等各环节,数据采集手段、存储系统各不相同。需要建立统一传输标准和规范的数据交互平台。大兴机场梳理统一的数据格式,编制了全节点行李数据编码规范和跨系统接口数据传输规范,串联起离港系统、安检系统、行李系统、行李再确认系统与机场数据平台的连接,在业内率先实现行李追踪信息在航司、机场、民航局等多系统无缝衔接,数据链条完整,覆盖全流程节点,有效提升机场和航空公司行李运输信息采集率及行李追踪准确性和完整性,实现了行李信息的实时共享与精准定位。

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图2.1 行李识别流程

2.3 实时追踪有迹可循

行李追踪的最终目的是为了便利旅客和航空公司等运营相关方,让行李“有迹可循”。为发挥全流程行李数据价值,大兴机场研发了全节点行李实时追踪系统,在全球机场中率先实现全覆盖、多途径、多方式、多节点的进出港、中转行李100%全程实时追踪,旅客和工作人员可通过APP、小程序、PC端应用等像查快递一样查行李。

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图2.2 出港行李追踪逻辑示例

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图2.3 客户端行李追踪页面展示

目前,北京大兴国际机场RFID标签读取率基本稳定在99.5%以上,因行李系统原因导致的行李破损率为0.002%、迟运率为0.0002%、行李错分0件,行李差错率水平保持在千分之0.1以下,因机场责任原因导致的行李丢失为0件,旅客在行李服务方面的投诉为0起,行李服务品质远高于行业平均水平。

3、信息流——智能查询更随心

随着智能终端的普及,旅客对机场信息的内容及获取方式产生了新的需求。反观机场,在服务信息提供方面始终存在需求散、信息源头多、触点多等情况。大兴机场通过科技创新对机场各类稀缺独有信息资源进行整合,将服务信息与旅客个体进行智能关联,为旅客提供多渠道、一站式服务信息,有效缓解了服务信息不对称问题。

3.1 通用后台灵活拓展

机场服务信息触点多、设备种类多,信息随需组合难度大。为建设可持续拓展的服务信息集成系统,大兴机场构建了前后端分离的旅客服务智能化技术体系,采用通用的服务网关接入模式,对所有硬件设备提供标准化查询接口,无需为新增硬件建设独立后台,随着旅客需求和科技进步增加的前台服务终端,可灵活快速接入。后台基于微服务架构,实现弹性扩展,按需提供面向旅客的全功能信息。

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图3.1 前后端分离的旅客服务智能化技术体系

3.2 AI引擎个性交互

旅客背景各异,需求不同,快速准确响应难度大。为提升信息交互的体验感,大兴机场应用了满足准确率和个性化交互需求的AI引擎技术,首次建立机场行业的一体化知识库,基于细分场景和旅客对象整合多元化服务信息,通过统一后台调用,确保所有服务终端提供准确、详实的答案。当旅客问询时,通过自然语言语义分析、深度推理等多模型AI引擎,让智能客服、服务机器人等终端响应更人性化,在大兴机场5G全覆盖的加持下,实现旅客交互零延迟。

3.3 智能查询一站到底

大兴机场秉承“线下服务全部同步线上”的思路,研发应用了以全触点自助服务系统为主体的旅客服务智能支撑平台,打造了国内首个集成航班查询、交通购票、地图导航、服务预约等60余项功能的一站式旅客服务应用,多触点部署了自助服务设施,多渠道为旅客提供高效智能的问询服务,满足了旅客对信息的需求,尤其是疫情状态下对乘机政策等信息获取和无接触服务的需求,为旅客自主掌控行程提供了极大支撑。应用设计过程中还充分考虑老年旅客、特殊旅客等需求,创新推出长者关爱版本应用等,依托智慧化应用,让人文关爱融入点滴细节。上线一年时间,大兴机场APP累计下载量、小程序累计访问用户超100万人次。

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图3.2 旅客服务智能支撑平台

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图3.3 大兴机场APP页面展示

为持续推进科技赋能,深化旅客对“智慧机场”的感知,实现“信息多跑路,旅客更便捷”,大兴机场始终保持信息前后台功能灵活度,不断迭代优化,让线上平台不仅是信息的汇集站,更成为优质服务产品孵化器,提升旅客出行效率和掌控感。

4、决策流——敏捷运营更贴心

机场服务与运行最理想状态是最及时响应需求,最大化资源价值、最小化成本投入,这一切的实现需要将程式化运营进化为敏捷型运营,通过科技支撑实现机场服务治理能力和治理体系的现代化、数字化。如何准确获知航站楼运行态势、最快速协同各单位调整资源、优化运营,是敏捷运营面临的主要难题。

4.1 模拟仿真 关口前移

建立机场特色的多智能体系统,搭建了旅客流程全覆盖、服务资源多要素的航站楼运行仿真模型,通过模型预测结果和真实运行数据的对比,不断修正模型,使计算结果更趋近真实,为各单位资源分配等运行准备和跨单位运行协调前移关口。

4.2 数字孪生 数据说话

树立前瞻性、系统性思维,从“业务数据化”开始,以数据为要素,以数字孪生技术为基础,凭借各类传感设备及业务系统,实时监测航站楼内各业务场景和关键资源的旅客人数、客流密度、排队时长等数据,建立数据关联,对旅客移动规律进行特征分析,预测客流迁移、资源缺口,为运行资源与流量实时匹配、应急协调提供支持。

4.3 态势监测 可视运行

利用海量数据基础上的数字孪生,大兴机场打造了一套集成航班运行态势、进出港客流监测、资源使用状态监控为一体的可视化航站楼运行协同系统,为及时干预旅客服务薄弱环节、高效调配各类资源和跨组织运行协调提供了新的解决方案,有效提升值机、安检、行李提取等关键环节效率。监测数据显示,大兴机场人工值机平均排队等候1分35秒,对应大兴机场排队等候时间不超过5分钟的服务标准,达标率100%;安检平均排队等候时间26秒,基本实现零排队;首件行李等待时间2分1秒,末件行李等待时间6分3秒,超过50%航班行李早于旅客到达转盘,远高于行业水平,敏捷运营实现了变值机安检排队、行李提取等候等行业痛点为服务亮点。

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图4.1 航站楼运行态势监测系统

结束语

在科技加持下,大兴机场通行效率优于行业优秀水准30%,行李差错率为0.002%,远高于0.05%的行业标准,APP/小程序获百万人下载使用,根据2020年CAPSE测评报告,大兴机场服务与设施及机场设施技术智能化、延误服务、延误信息提醒准确可靠性等满意度指标全国排名第一。大兴机场联合中国民航信息网络股份有限公司、厦门瑞为信息技术有限公司共同申报的超大型复杂机场旅客服务智能化研究及应用项目获中国航空运输协会民航科学技术奖一等奖。旅客高度认可大兴机场便捷智慧体验,在各大社交平台点赞:“大兴机场便利程度简直让人感动哭,从值机到安检,完全无需排队”,“托运安检全自助,科技感十足,民族自豪感爆棚”, “不只是无纸化,连电子登机牌都省了”。行李追踪、APP等其他产品的应用,也大幅增强了旅客掌控出行的自豪感和体验感,缓解了过去航空出行的焦虑。

科技赋能,可以让出行变得更简单。大兴机场将继续沿着“赋智能、行至简”的思路,创造真情为核、科技加持的美好出行解决方案,打造全球最受欢迎的世界航空枢纽和“四型机场”标杆。

文章来源:首都机场集团公司北京大兴国际机场

来源:四型机场

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