数字孪生下的未来机场,再迎金色十年

发布时间: 2021-04-07

从商务差旅到假日出行,机场,已然成为人们的高频打卡场所。


“千万级机场从10个增加到37个,机场密度从每10万平方公里1.6个增加到2.5个,全国机场年旅客吞吐量从4.1亿人次增长到12.6亿人次,飞机起降架次从423万增长到1109万。”中国民用航空局机场司副司长张锐在2019年新闻发布会时介绍。


过去的十年,中国民航画出了一条发展的完美曲线,每个城市的机场“变身记”,形成了中国民航发展的一个个缩影。


2020年年初,中国民航局发布了《中国民航四型机场建设行动纲要(2020-2035年)推进四型机场建设行动纲要》,提出建设“平安、绿色、智慧、人文”四型机场的指导意见。


博能股份副总裁周院进表示:”许多新建的机场其实都在建设‘两个机场’,一个是越来越漂亮的现代化土建机场,另一个就是数字孪生的智慧型机场。“


平行云在数字孪生领域的行业合作伙伴——博能股份,在早年间便搭乘产业变革的快车,率先驶入智慧机场的新世界。



一、数字孪生“铁公基”


量子物理学奠基人薛定谔曾对“熵”有过这样的定义:“自然万物都趋向从有序到无序,即熵值增加。而生命需要通过不断抵消其生活中产生的正熵,使自己维持在一个稳定而低的熵水平上。生命以负熵为生。”


由此,数字孪生可以理解成虚拟和现实的驱动引擎。通过向虚拟世界注入价值让现实世界更加有序,实现虚拟与现实的价值可交换。


2019年2月Gartner公司发布的报告显示,实施物联网的组织和公司中,有13%已经在使用数字孪生,另有62%的组织正在建立数字孪生体或者正在计划这样做,并预测到2022年,实施物联网的组织和公司将有超过60%使用数字孪生。


2018年8月,民航局发布《机场新技术名录指南》,2019年11月,民航局发布《民航局关于促进机场新技术应用的指导意见》,推动包括数字孪生系统在内的新技术的大量使用;预计未来5-10年内机场建设工程的投入将以超过10%的速度持续增长。


所谓数字孪生机场,就是利用物理世界实体机场的模型,结合传感器的数据以及其他相关数据等,在虚拟数字世界映射出一个与物理现实世界完全相同的数字机场模型。


经过多年发展,此前的智慧机场应用,大抵可以分为六个板块:智慧机场安全业务板块;智慧机场运行业务板块,智慧机场管理业务板块,智慧机场服务业务板块,智慧机场商业业务板块,工程建设数字化管理系统板块。


而以上的六个单元,如果能够加之以数字孪生作为架构的基础,结合航司、机场、地服、空管、空地协同等实际场景应用,在实时反馈、机场资源整合、空域容量、空中交通流量、作业流程优化方面有革命性的提升



二、数字孪生世界“基建商”


北京博能科技股份有限公司成立于2005年,于2016年7月在新三板上市。公司自2006年深入数字孪生机场建设与应用细分领域,定位于数字世界孪生系统的专业基建商,目前已经形成了由数据标准、可视化大数据平台和行业可视化应用的完整可视化大数据应用体系。提供从数据、平台,到专业数字化管理系统,再到基于大数据、云计算和云存储架构的完整的行业可视化应用解决方案。


十余年来,博能股份已经成为数字孪生机场领域的绝对领导者,完成了北京大兴国际机场、首都国际机场、深圳宝安国际机场、西安咸阳国际机场、成都双流国际机场、杭州萧山国际机场、广州白云国际机场、长沙黄花国际机场等国内机场数字孪生业务的从0到1的建设,在国内年吞吐量超过1000万客流的机场数字孪生领域市场占有率接近80%。


“数字孪生机场的建设解决了以往系统互通性不高,数据融合度不高,可视化程度不够,人工监管模式下管理效率低下、监管存在漏洞的一贯弊病。”


以前,机场大厅的层高是多少、机场内各处的指示标牌应该放在哪里,以及上面字体的大小等,这些都是依靠设计人员的经验和他们多年的实践经验来做出决定。但是现在,因为有了数字孪生机场,用户、设计者只要戴上VR眼镜,到实地走一走,就能真实地感受到现场的情况,从而做出更加科学、准确的决策。


数字孪生机场是狭义数字机场的终点,却是智慧机场的起点。”周院进举了很多例子。


据了解,在数字孪生在机场中的应用场景主要分为四个阶段:规划设计阶段、施工管理阶段、运行管理阶段和运行维护阶段。


前期的规划设计、施工管理两个阶段中,博能股份通过数字孪生机场提供的服务帮助用户在MR中进行三维模型的协同设计与讨论,解决复杂的空间问题。并构建了涉及建设方、监理、施工单位等主体的建设运营一体化管理系统,实现交付标的物的进度、质量、造价审查的精细化管控和数字化管理。


在后期的运行管理阶段和运行维护阶段中,数字孪生机场更高效、合理、安全、经济的解决机场运行指挥调度等核心管理问题,提高机场重要设施设备的维护水平和故障排除效率,辅助机场维护部门完成设备的日常维护和决策支持。


“从空中鸟瞰宛如一只耀眼的凤凰,当抵近航站楼的中心位置,呈现在人们眼前的是一个规模宏大的六芒星构型。”


大兴国际机场以其极具未来科技感的外观、融合中国传统和时代特色的内部装饰、以及便捷的枢纽设施功能,在2020年“十一”期间,刷爆了全球机场行业的朋友圈,摘得“新世界七大奇迹”之首。


“五纵两横”的地面交通网、“四进四出”的空中航班波……这座国内目前规格最高、最先进的机场象征了我国机场建设与运营的最高水平。博能股份则是大兴国际机场的数字孪生智慧机场供应商。


“博能股份为北京大兴国际机场打造了一整套兼容多种客户端的数字孪生系统。”据周院进介绍,其参与建设的内容主要包括机场地理信息系统、高精度综合定位系统、空侧运行管理系统、机坪车辆管理系统、设施设备维护维修管理系统、工程建设及运营筹备系统等。


“结合传感器数据、历史数据,在虚拟世界中映射出一个与物理现实世界完全相同的数字机场模型,去反映真实实体机场的物理存在。”


周院进表示,一方面,从物理世界映射到虚拟世界中,形成机场的数据资产,另一方面,通过GIS、实景、VR等方式将管理者的想法通过虚拟世界的操作,映射到物理世界中,从而实现对机场管理者在建设、运营、管理、维护、安全等方面的技术赋能。



三、智慧机场,腾云起航


《2021年 AEC 行业数字化转型趋势报告》认为后疫情时代三大使能技术将充分重塑工程建设产业:XR(扩展现实,包括AR和VR等)、数字孪生、实时设计。


“传统的机场、铁路、港口、电力等基础设施是一个超级复杂系统,今天IoT+5G+云+AI+数字孪生所构筑的数字基础设施体系更复杂。”博能股份副总裁韩静霆表示,基础设施功能的发挥更大程度上取决于多种技术的集成,技术迭代的频率更快、相互依赖性更强、整体功能演进的速度更快。


车造好了再修路。与平行云的合作是一个‘雪中送炭’的过程。”韩静霆表示,通过平行云所提供的数字孪生可视化交互载体,大幅降低了系统应用的门槛,打破了规模化应用的瓶颈。


“通过双方的协同合作,将实现数字孪生交互与数字孪生可视化的完美集成。”韩静霆表示,平行云的助力带来了多终端数字孪生可视化显示,多屏联动可视化,多终端指令通道“三力”的打通。


“随着5G的普及和XR性能的提高,配置云访问功能的移动设备将复杂的3D系统带到专业工作室之外,打破使用场景的局限性,轻量式的体验将与用户间的距离无限化缩减。”平行云创始人兼CEO李岩指出,对数字基建设施的建设和运营而言,各种技术和功能同等重要,而多种技术的协同与协作才是最重要的。


“1月,我们成立了数字孪生技术与应用工作委员会,吸纳了几十家数字孪生技术相关优秀企业。”韩静霆表示,2021年将和更多机场应用企业、系统集成企业、机场设备企业、机场工程建设企业等建立深度合作及机场外数字孪生业务的拓展,探索下沉市场的渠道空间,而平行云将成为这其中不可或缺的一环。


“机场的未来在于互联、高智能和高效率的运营,以及为旅客提供无痛、无感的旅行和丰富的个性化体验。”李岩表示,技术的不断发展迭代将支持数字孪生应用的普及,平行云的赋能使得更多企业及用户深度理解和接触数字孪生,在全新的视角下延展出更多的想象空间


安检被整合到一个无接触的旅程中,硬检查点被传感器通道所取代,物理接触检查被淘汰;旅客可以采用数字自主身份和永久旅行令牌,AI利用旅客的数字身份不断风险评估;旅行步骤被分散化,机场越来越“准时”;空中出租车等创新作为更高效的往返机场的交通工具出现......


过去10年,随着生物识别安全技术、手机值机和行李追踪技术的引入,机场体验发生了巨大变化;未来10年,机场变化的步伐将随数字驱动呈指数级加速,它将成为一座座巨大的飞行乐园,在每个人的日常生活中占据举足轻重的一席。


能看到多远的过去,就能看到多远的未来。


眼下,整个商业系统的基础设施正在进行解构与重组,物理世界与数字世界的交互将实现从静态、动态向实时不断演进,基于“物理实体+数字孪生”的资源优化配置将成为数字经济的终极版图。


2021年开年,产业数字化完全不可逆地来临了,而智慧机场,正迎来下一个金色十年。