ThS Nguyễn Thị Linh Phương và cộng sự, Học viện Hàng không Việt Nam vừa nghiên cứu hoàn thiện mô hình tối ưu hóa đường bay, giảm trễ chuyến bay sử dụng mô hình tính toán của trí tuệ nhân tạo.

Tiết kiệm nhiên liệu, khai thác được nhiều chuyến bay hơn

Đề tài “Nghiên cứu và xây dựng thuật toán nhằm tối ưu hóa mạng lưới đường bay nội địa tại Việt Nam” do ThS Nguyễn Thị Linh Phương, giảng viên Khoa Khai thác hàng không, Học viện Hàng không Việt Nam cùng 5 đồng nghiệp thực hiện từ năm 2022.

Đề tài nghiên cứu xây dựng thuật toán thiết kế quỹ đạo tối ưu cho mạng đường bay nội địa tại Việt Nam – làm cơ sở cho việc nghiên cứu, ứng dụng trong lĩnh vực quản lý hoạt động bay.

Nghiên cứu nhằm tối ưu hóa năng lực khai thác vùng trời, quản lý luồng không lưu, xây dựng và quản lý kế hoạch bay, giảm thiểu tắc nghẽn luồng không lưu, tiết kiệm chi phí vận hành cho các đơn vị khai thác vận tải hàng không; bảo đảm an toàn trong vận chuyển hàng không nội địa và công tác điều hành tàu bay tại Việt Nam.

Theo ThS Nguyễn Thị Linh Phương, hiện các tổ chức hàng không thế giới đã ban hành chiến lược kêu gọi các nước nên xem xét lại mạng đường bay. Thực tế việc tối ưu hóa mạng lưới đường bay đã được nghiên cứu, thử nghiệm bay thật tại Nhật Bản và một số nước châu Âu, được coi là xu hướng của các nước trên thế giới. Vì thế, nhóm nghiên cứu phát triển thuật toán ứng dụng trí tuệ nhân tạo tối ưu hóa mạng đường bay tại Việt Nam.

Nhóm đánh giá mạng đường bay trong nước và đưa ra thuật toán để thiết kế đường bay tối ưu dựa trên các nguyên lý và tiêu chuẩn của Tổ chức hàng không dân dụng quốc tế (ICAO). Việc tính toán dựa theo tiêu chí hiệu quả, an toàn trong quá trình vận hành.

Nguyên tắc bầu trời tự do với đường đi ngắn nhất, bay thẳng nhưng vẫn tuân theo quy định của hãng bay và ngành hàng không, tức có hành lang bay, đi theo điểm dẫn đường và máy bay nằm trong vùng phủ sóng để đảm bảo an toàn trong thông tin liên lạc.

Công cụ để nhóm xây dựng đường bay ngắn nhất sử dụng thuật toán A * (tìm đường đi ngắn nhất) và chương trình mô phỏng 2D dạng GUI trên ngôn ngữ Mathlab. Với mô hình này, trường hợp phát sinh vùng thời tiết xấu, khu vực quân sự, địa hình nguy hiểm… bị cấm bay, công cụ vẫn tránh được để đảm bảo an toàn bay.

Tính toán giảm tình trạng trễ chuyến, hủy chuyến

ThS Nguyễn Thị Linh Phương.

Nhóm nghiên cứu đã tính toán trên mô hình ở chặng bay thực tế từ sân bay Tân Sơn Nhất (TPHCM) đi sân bay Đà Nẵng khoảng 753 km, theo trang flightaware.com. Khi sử dụng thuật toán tối ưu hóa theo chế độ định tuyến tự do, quãng đường có thể giảm xuống còn 667 km, tức tiết kiệm 86 km.

Điều này giúp hãng bay tiết kiệm nhiên liệu, giảm tắc nghẽn luồng tuyến, khai thác được nhiều chuyến hơn và giảm phát thải khí CO2 ra môi trường. Tình trạng trễ, hủy chuyến giảm bớt, hành khách cũng bớt mệt mỏi khi chờ đợi.

Theo ThS Phương, tính hiệu quả của thuật toán còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại máy bay, vận tốc bay, yếu tố môi trường như tốc độ gió, độ cao… Nhóm mong muốn phối hợp với đơn vị quản lý bay và các hãng hàng không nhằm xây dựng cơ sở dữ liệu dùng chung, sớm đưa mô hình vào ứng dụng.

Công cụ sẽ được đưa vào đào tạo nhân sự quản lý hoạt động bay trong trường, giúp sinh viên có kiến thức và chủ động phát triển các mô hình, thuật toán tương tự thay vì phải sử dụng các sản phẩm nước ngoài với chi phí mua khá cao.

Các nhà khoa học ở Học viện Hàng không đánh giá, đề tài sẽ được ứng dụng thực tiễn cũng như sử dụng làm công cụ, tư liệu tham khảo cho công tác giảng dạy, nghiên cứu.

Thuật toán được đề xuất trong nghiên cứu này xem xét toàn diện các yêu cầu về đường bay tối ưu từ góc độ người khai thác/sử dụng bầu trời và góc độ của người quản lý/điều hành hoạt động bay.

Do đó đường bay tối ưu được thiết kế phù hợp để sử dụng trong quá trình khai thác/điều hành bay dựa trên quỹ đạo sẽ là phương pháp khai thác/điều hành bay quan trọng được sử dụng trong các hệ thống ATM hiện đại trong tương lai gần theo lộ trình mà ICAO đã ban hành.