數(shù)字孿生智慧機(jī)場：透視數(shù)字化時(shí)代下的航空運(yùn)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(jī)場是實(shí)現(xiàn)智慧民航的四個(gè)核心抓手之一。這一戰(zhàn)略性舉措旨在推進(jìn)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(jìn)一步提升我國民航發(fā)展的水平和國際競爭力。

智慧機(jī)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(jī)場 3D 可視化解決方案，以青島膠東國際機(jī)場為背景，聚焦機(jī)場的全局和航站樓兩個(gè)主要區(qū)域，通過多元的可視化手段呈現(xiàn)機(jī)坪、廊橋、跑道、飛機(jī)、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(jìn)數(shù)字化管理模式，以機(jī)場服務(wù)能力、運(yùn)維水平、建設(shè)能力、全域協(xié)同運(yùn)營等維度為基礎(chǔ)，推動(dòng)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(yùn)。

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(jī)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(yàn)。

以機(jī)坪為核心的機(jī)場運(yùn)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(jī)務(wù)維修。全篇應(yīng)用 Hightopo 自研 HT 圖形引擎，數(shù)字孿生機(jī)坪內(nèi)飛機(jī)、廊橋、停機(jī)位、聯(lián)絡(luò)道、滑行道和車輛等關(guān)鍵對象。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測和多維度綜合分析，實(shí)現(xiàn)對機(jī)位分布、飛機(jī)停靠、廊橋狀態(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(jī)當(dāng)前或歷史的運(yùn)營狀態(tài)（工作中/已計(jì)劃/空閑中/待登機(jī)/安檢中）。

這個(gè)方案支持動(dòng)態(tài)告警監(jiān)測機(jī)制，可以監(jiān)測飛機(jī)容量、機(jī)位沖突、機(jī)位機(jī)型不匹配等情況，并與機(jī)位容量、進(jìn)出港航班數(shù)量、機(jī)位調(diào)配進(jìn)行聯(lián)動(dòng)分析。

通過多方位監(jiān)測機(jī)場機(jī)位的實(shí)況信息，可以在 7*24 小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)異于常態(tài)事件的實(shí)時(shí)預(yù)警告警，實(shí)現(xiàn)機(jī)場機(jī)位的平衡管理、動(dòng)態(tài)預(yù)警和聯(lián)動(dòng)控制，為機(jī)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(jī)位容量、進(jìn)出港航班量、機(jī)位調(diào)配等參數(shù)，對機(jī)場機(jī)位實(shí)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(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)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(jī)基本信息、檢修狀態(tài)、計(jì)劃完成時(shí)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(shí)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(yùn)用自研 HT 渲染引擎，數(shù)字孿生多類型機(jī)型。以 360° 旋轉(zhuǎn)展示，滿足指揮中心直觀查看設(shè)施機(jī)型的整體結(jié)構(gòu)，以及與執(zhí)飛飛機(jī)之間信息的實(shí)時(shí)共享。通過把飛行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入可視化大屏，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控當(dāng)前客機(jī)載客量、機(jī)型、機(jī)齡等基本信息及狀態(tài)。

可視化設(shè)計(jì)可以實(shí)現(xiàn)對地面服務(wù)作業(yè)態(tài)勢的實(shí)時(shí)追蹤和歷史流程的高效溯源比對。同時(shí)，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(jī)座艙結(jié)構(gòu)，以及行李拖車和牽引車與飛機(jī)的運(yùn)作工況。這些功能和特點(diǎn)提高了機(jī)場地面服務(wù)作業(yè)的可視化程度，使得機(jī)場管理者能夠更加全面地了解機(jī)場的運(yùn)營狀況，從而更加精準(zhǔn)地進(jìn)行資源調(diào)配和指揮，提高機(jī)場的運(yùn)行效率和安全性。

制作流暢得動(dòng)畫交互效果，真實(shí)復(fù)現(xiàn)引導(dǎo)車引領(lǐng)飛機(jī)進(jìn)港?？?各類保障車輛靠近檢修-貨運(yùn)車輛輸送貨物-牽引車牽引飛機(jī)出港全流程。通過實(shí)時(shí)追蹤和安全預(yù)警機(jī)制，可以有效地提高機(jī)坪作業(yè)車輛的管理和安全性?？梢暬⒒?dòng)和透明的方式展示機(jī)坪車輛的位置和狀態(tài)，以及對潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警。機(jī)場管理部門更好地掌握機(jī)坪作業(yè)車輛的運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題，確保機(jī)場的正常運(yùn)行。

通過傳感裝置監(jiān)測跑道、滑行道、機(jī)坪、聯(lián)絡(luò)道等的飛機(jī)基本信息、飛行狀態(tài)、位置等參數(shù)，實(shí)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(shí)，這也避免了因錯(cuò)誤的評判跑道狀態(tài)而導(dǎo)致飛機(jī)落地后沖出跑道的事故再次發(fā)生。

機(jī)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(jī)駕駛員正確地判斷飛機(jī)到跑道入口的距離和方向，并保證飛機(jī)安全進(jìn)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(shí)時(shí)狀態(tài)監(jiān)測和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行精準(zhǔn)查詢，從而實(shí)現(xiàn)對燈光系統(tǒng)的實(shí)時(shí)巡檢。同時(shí)，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(jìn)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(shí)間和其他參數(shù)進(jìn)行查詢，并在一個(gè)大屏上顯示所有設(shè)備的當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)。該平臺為超過預(yù)定義閾值的設(shè)備提供報(bào)警功能，工作人員可以根據(jù)報(bào)警信息制定合理的維護(hù)計(jì)劃。這有助于降低機(jī)場導(dǎo)航燈的維護(hù)成本，同時(shí)提高檢查和維護(hù)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(jìn)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(jī)滑行路徑進(jìn)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(shí)時(shí)上傳飛機(jī)位置坐標(biāo)信息，并依據(jù)分配結(jié)果規(guī)劃路徑，確?；新窂娇梢酝絼?dòng)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(dòng)畫效果可以實(shí)現(xiàn)孿生飛機(jī)在進(jìn)港降落、滑行、歸至停機(jī)位的全過程逼真展示，讓工作人員能夠直觀生動(dòng)地了解整個(gè)過程的動(dòng)態(tài)情況。

審核編輯黃宇