Thạc sĩ làm mô hình tối ưu hóa đường bay, giảm trễ chuyến

Nghiên cứu do Ths Phương (41 tuổi), Giảng viên Khoa khai thác hàng không, Học viện Hàng không Việt Nam cùng 5 đồng nghiệp thực hiện từ năm 2022. Mục đích nghiên cứu nhằm khắc phục tắc nghẽn luồng tuyến, máy bay phải bay vòng và chờ trên không.

Chị Phương cho biết, 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 và 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.

Theo Phương, 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 đảm bảo tránh được để đảm bảo an toàn bay.

Tính toán trên mô hình ở chặng bay thực tế từ TP HCM đi 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 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.

Sắp tới nhóm dự kiến phát triển thuật toán và chương trình mô phỏng quỹ đạo bay 3D, 4D trong ứng dụng GUI để gia tăng mức độ trực quan và khả năng tính toán quỹ đạo bay tối ưu có thể sử dụng để lập kế hoạch, cũng như cung cấp dịch vụ điều hành bay.

Nghiên cứu của nhóm được Hội đồng chuyên môn gồm các nhà quản lý, chuyên gia hàng không đánh giá xuất sắc cấp Học viện Hàng không Việt Nam hôm 6/4. Đại diện Hội đồng chuyên môn đánh giá, đây là một hướng nghiên cứu có giá trị thực tiễn cao, phục vụ cho việc quản lý hoạt động bay hiệu quả hơn. Ngoài ra, sản phẩm là một tư liệu tham khảo hữu ích cho công tác giảng dạy, nghiên cứu của sinh viên, học viên hàng không.

Hà An