數(shù)字孿生智慧機場：透視數(shù)字化時代下的航空運營

在《智慧民航建設(shè)路線圖》文件中，民航局明確指出，智慧機場是實現(xiàn)智慧民航的四個核心抓手之一。這一戰(zhàn)略性舉措旨在推進數(shù)字化技術(shù)與航空產(chǎn)業(yè)的深度融合，為旅客提供更加智能化、便捷化、安全化的出行服務(wù)，進一步提升我國民航發(fā)展的水平和國際競爭力。

智慧機場數(shù)字孿生解決方案是創(chuàng)建一種輕量、可交互的基于 Web 的智慧機場 3D 可視化解決方案，以青島膠東國際機場為背景，聚焦機場的全局和航站樓兩個主要區(qū)域，通過多元的可視化手段呈現(xiàn)機坪、廊橋、跑道、飛機、邊檢海關(guān)出入境區(qū)、旅客安檢區(qū)和行李提取區(qū)等。解決方案將推進數(shù)字化管理模式，以機場服務(wù)能力、運維水平、建設(shè)能力、全域協(xié)同運營等維度為基礎(chǔ)，推動航站樓服務(wù)的智能化，飛行區(qū)的少人化，以及旅客和貨物的聯(lián)程聯(lián)運。

通過第一人稱視角身臨其境地瀏覽客艙布局、座位間距和機載設(shè)施等信息，管理者可以享受全新的視覺效果，獲得更直觀的巡檢體驗。

以機坪為核心的機場運輸作業(yè)區(qū)域，提供各種地面服務(wù)，如旅客、貨物裝卸、停放和機務(wù)維修。全篇應(yīng)用 Hightopo 自研 HT 圖形引擎，數(shù)字孿生機坪內(nèi)飛機、廊橋、停機位、聯(lián)絡(luò)道、滑行道和車輛等關(guān)鍵對象。通過實時監(jiān)測和多維度綜合分析，實現(xiàn)對機位分布、飛機?？俊⒗葮驙顟B(tài)、航班狀態(tài)、出港離港狀態(tài)、跑道開閉狀態(tài)和車輛狀態(tài)的管理。

面板中航班信息集中呈現(xiàn)全部廊橋與飛機當(dāng)前或歷史的運營狀態(tài)（工作中/已計劃/空閑中/待登機/安檢中）。

這個方案支持動態(tài)告警監(jiān)測機制，可以監(jiān)測飛機容量、機位沖突、機位機型不匹配等情況，并與機位容量、進出港航班數(shù)量、機位調(diào)配進行聯(lián)動分析。

通過多方位監(jiān)測機場機位的實況信息，可以在 7*24 小時內(nèi)實現(xiàn)異于常態(tài)事件的實時預(yù)警告警，實現(xiàn)機場機位的平衡管理、動態(tài)預(yù)警和聯(lián)動控制，為機場資源管理和調(diào)度提供數(shù)據(jù)支持。工作人員可依據(jù)監(jiān)測到的機位容量、進出港航班量、機位調(diào)配等參數(shù)，對機場機位實況展開可行性并行分析。

圖撲可通過對接 API 數(shù)據(jù)接口，以三維建模技術(shù)對飛機結(jié)構(gòu)進行立體呈現(xiàn)，并以數(shù)據(jù)面板形式浮現(xiàn)維修中心內(nèi)各飛機基本信息、檢修狀態(tài)、計劃完成時間等關(guān)鍵內(nèi)容。以建立文件記錄的形式有效追蹤歷史作業(yè)流程規(guī)范，實現(xiàn)維修記錄數(shù)字化、維修方案可視化、溝通協(xié)作網(wǎng)絡(luò)化的全流程管理。

運用自研 HT 渲染引擎，數(shù)字孿生多類型機型。以 360° 旋轉(zhuǎn)展示，滿足指揮中心直觀查看設(shè)施機型的整體結(jié)構(gòu)，以及與執(zhí)飛飛機之間信息的實時共享。通過把飛行的實時數(shù)據(jù)接入可視化大屏，實現(xiàn)實時監(jiān)控當(dāng)前客機載客量、機型、機齡等基本信息及狀態(tài)。

可視化設(shè)計可以實現(xiàn)對地面服務(wù)作業(yè)態(tài)勢的實時追蹤和歷史流程的高效溯源比對。同時，通過高亮和透視等效果，能夠清晰展示廊橋內(nèi)人員行走路徑、飛機座艙結(jié)構(gòu)，以及行李拖車和牽引車與飛機的運作工況。這些功能和特點提高了機場地面服務(wù)作業(yè)的可視化程度，使得機場管理者能夠更加全面地了解機場的運營狀況，從而更加精準(zhǔn)地進行資源調(diào)配和指揮，提高機場的運行效率和安全性。

制作流暢得動畫交互效果，真實復(fù)現(xiàn)引導(dǎo)車引領(lǐng)飛機進港停靠-各類保障車輛靠近檢修-貨運車輛輸送貨物-牽引車牽引飛機出港全流程。通過實時追蹤和安全預(yù)警機制，可以有效地提高機坪作業(yè)車輛的管理和安全性?？梢暬?、互動和透明的方式展示機坪車輛的位置和狀態(tài)，以及對潛在的安全風(fēng)險進行實時監(jiān)測和預(yù)警。機場管理部門更好地掌握機坪作業(yè)車輛的運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保機場的正常運行。

通過傳感裝置監(jiān)測跑道、滑行道、機坪、聯(lián)絡(luò)道等的飛機基本信息、飛行狀態(tài)、位置等參數(shù)，實現(xiàn)了道面沉降精準(zhǔn)監(jiān)測、道面安全情況感知等多元跑道智能化服務(wù)。同時，這也避免了因錯誤的評判跑道狀態(tài)而導(dǎo)致飛機落地后沖出跑道的事故再次發(fā)生。

機場跑道內(nèi)的助航燈光是為了在夜間或能見度較低的白天，輔助飛機駕駛員正確地判斷飛機到跑道入口的距離和方向，并保證飛機安全進近和著陸。通過搭載智能感知元件，對跑道內(nèi)助航燈設(shè)備得實時狀態(tài)監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)進行精準(zhǔn)查詢，從而實現(xiàn)對燈光系統(tǒng)的實時巡檢。同時，該軟件還可以通過三維可視化監(jiān)管，對助航燈設(shè)備的空間位置分布進行監(jiān)測。

允許通過單擊目標(biāo)照明設(shè)備的名稱、類型、數(shù)量、狀態(tài)、工作時間和其他參數(shù)進行查詢，并在一個大屏上顯示所有設(shè)備的當(dāng)前運行狀態(tài)。該平臺為超過預(yù)定義閾值的設(shè)備提供報警功能，工作人員可以根據(jù)報警信息制定合理的維護計劃。這有助于降低機場導(dǎo)航燈的維護成本，同時提高檢查和維護工作的效率。

通過圖撲軟件的天氣雷達(dá)或氣象管理可視化業(yè)務(wù)系統(tǒng)，工作人員可以模擬和復(fù)現(xiàn)場景內(nèi)的多種氣象變化，監(jiān)測關(guān)鍵指標(biāo)如風(fēng)力、積水、降雪等，并進行綜合性評判分析。

為了優(yōu)化地面管制指揮席的航班滑行規(guī)劃及減少地面滑行沖突事件的發(fā)生，圖撲軟件利用高亮流光效果對各飛機滑行路徑進行清晰展示，以便地面工作人員能夠統(tǒng)一、共享、集中規(guī)劃航班滑出順序及滑行路徑。此外，軟件通過與后臺數(shù)據(jù)接口對接，實時上傳飛機位置坐標(biāo)信息，并依據(jù)分配結(jié)果規(guī)劃路徑，確保滑行路徑可以同步動態(tài)刷新。通過這種方式，固化滑行路線，形成閉環(huán)滑行交通流，減輕地面工作負(fù)荷。

圖撲軟件的動畫效果可以實現(xiàn)孿生飛機在進港降落、滑行、歸至停機位的全過程逼真展示，讓工作人員能夠直觀生動地了解整個過程的動態(tài)情況。

審核編輯黃宇