【烽巢網(wǎng)】
夜幕下，燈火輝煌的數(shù)字孿生機場現(xiàn)代大氣，一架架飛機有序起降，一臺臺地面車輛接駁引導(dǎo)。每條航線上，飛機的機翼狀態(tài)、起落架開合與否，航速、海拔、經(jīng)緯度實時同步，整片空域的繁忙度與健康度直觀呈現(xiàn)。
這聽起來很像航空模擬經(jīng)營游戲，卻真真切切地在51WORLD和中國民航科學(xué)技術(shù)研究院共同研發(fā)的“云鏡系統(tǒng)”中，得到了實現(xiàn)。與游戲不同的是，數(shù)字孿生機場接入了真實、即時的航空、航站和地勤數(shù)據(jù)，可以達到“所見即所得”，極大地助力機場方面提升運行效率，降低管理成本。
01 疫情助推機場智慧化
突然其來的新冠疫情，使全球民航業(yè)遭遇數(shù)十年未有的寒冬。國際機場理事會發(fā)布報告稱，疫情將使2020年全球客運量減少五分之二，同時機場收入減少約50%，損失總額將超過760億美元。而全球航空運營商今年客運收益也將預(yù)計同比下降44%。在這種嚴峻的形勢下，綜合運用數(shù)字孿生、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等科技手段，提升機場作為航運樞紐的運行管理效率，是當務(wù)之急。同時，機場作為傳統(tǒng)基建的核心組成部分，承擔著保障社會民生和經(jīng)濟發(fā)展的重大責任，也是復(fù)工復(fù)產(chǎn)的關(guān)鍵一環(huán)。
▲飛機實時起降
今年1月，民航局印發(fā)《中國民航四型機場建設(shè)行動綱要(2020-2035年)》，提出了“平安、綠色、智慧、人文”四型機場的建設(shè)要求，同時指出要“利用智慧化的措施和手段來實現(xiàn)”。2020年正是“四型機場”建設(shè)的開局之年。
目前，民航局已經(jīng)確定了“首都機場智慧機場建設(shè)項目”“北京大興機場智慧機場建設(shè)項目”、“廣州白云機場智慧機場建設(shè)項目”、“深圳機場未來機場建設(shè)項目”等23個標桿示范項目。
盡管民航管理部門與機場方面意愿強烈，但為機場進行數(shù)字孿生升級并不簡單。
首先，機場作為航空轉(zhuǎn)運樞紐，需要對飛機狀態(tài)、遠近空域、地上地下、公交客流等情況了如指掌，涉及到的系統(tǒng)紛繁復(fù)雜：如場面監(jiān)視雷達、機坪全景監(jiān)控系統(tǒng)、機場系統(tǒng)決策系統(tǒng)(A-CDM)、航延信息發(fā)布系統(tǒng)、空管協(xié)同系統(tǒng)、氣象觀測系統(tǒng)、航站樓樓宇管理系統(tǒng)(IBMS)等，系統(tǒng)集成難度非常大。
其次，從場景側(cè)看機場業(yè)務(wù)，可以大致分為航空側(cè)、航站側(cè)、地勤側(cè)，而實際管理中則涉及機場運營指揮中心(AOC)、航站樓運營指揮中心(TOC)、機場地面交通中心(GTC)、當?shù)厥姓块T(如軌道交通、衛(wèi)生防疫部門)、公安系統(tǒng)等多部門協(xié)同。但這些部門間的數(shù)據(jù)往往是缺乏互通，造成了機場管理中的一個個數(shù)據(jù)孤島。
最后，傳統(tǒng)機場管理系統(tǒng)本身，也存在數(shù)據(jù)空間屬性欠缺、場景割裂、交互界面不直觀等挑戰(zhàn)。
這些問題都需要在新型機場指揮系統(tǒng)中得到解決。
02 三個“統(tǒng)一”，搭建數(shù)字孿生機場
針對上述難題，51WORLD與中國民航科學(xué)技術(shù)研究院共同打造了一套為機場量身定制的數(shù)字孿生系統(tǒng)——“云鏡系統(tǒng)”。
目前，該系統(tǒng)已在北方某機場落地部署。
較傳統(tǒng)的平面數(shù)據(jù)中心，“云鏡”能夠映射與反饋飛機在空間坐標上的起降狀態(tài)、巡航態(tài)勢、停機坪安全監(jiān)測，賦予車輛和航行器真實地理空間坐標，打通機場數(shù)據(jù)，提升信息化管理的應(yīng)用效果和業(yè)務(wù)效率。
支撐這套系統(tǒng)的建設(shè)標準，被凝煉為“三個統(tǒng)一”——即統(tǒng)一標尺、統(tǒng)一口徑、統(tǒng)一界面：
統(tǒng)一標尺是為機場的管理對象、管理數(shù)據(jù)、信息流程賦予統(tǒng)一、相同的坐標系，使系統(tǒng)可以明確飛機、地勤車輛、IOT終端、乘客與工作人員等對象的位置與狀態(tài)。
51WORLD與航科院團隊在整合機場的BIM、3DMAX、CAD、GIS等空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，利用51Urbandata引擎，快速生成L2-L3精度數(shù)百平方公里的空域和城市底板，以及L3精度的航站樓、機坪道路劃線，映射綁定真實地理信息坐標系，構(gòu)建了機場數(shù)字孿生底板，為綜合管理打下基礎(chǔ)。
統(tǒng)一口徑是將面監(jiān)視雷達、機坪全景監(jiān)控系統(tǒng)、機場系統(tǒng)決策系統(tǒng)(A-CDM)、航延信息發(fā)布系統(tǒng)、空管協(xié)同系統(tǒng)、氣象觀測系統(tǒng)、航站樓樓宇管理系統(tǒng)(IBMS)、IOT系統(tǒng)、視頻監(jiān)控、周界安防系統(tǒng)等多格式、多形式、多內(nèi)涵的數(shù)據(jù)統(tǒng)一接入系統(tǒng)，滿足機場管理聯(lián)防聯(lián)控的要求。
▲航空器管理界面
雙方團隊還預(yù)設(shè)了可以被真實運行數(shù)據(jù)驅(qū)動的管理對象，如飛機、地面車輛等。它們都擁有獨立語義，可以單獨或聯(lián)動管理，構(gòu)成動態(tài)數(shù)字孿生的對象。
比如，驅(qū)鳥車、擺渡車、牽引車、掃雪車、除草車等地面作業(yè)車輛的數(shù)字孿生體，就是通過位置、車速、轉(zhuǎn)彎角度等數(shù)據(jù)驅(qū)動，可以實時了解車輛目前和過去的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生事件事故，可立即回查。
▲地面車輛管理
統(tǒng)一界面是通過信息集成、解決方案集成(SOA)和單點登錄(SSO)等方式，實現(xiàn)“一屏管機場”。同時，依據(jù)管理條例，為人員、崗位、用戶設(shè)置不同的操作與數(shù)據(jù)權(quán)限，保障機場管理的嚴謹性，也照顧到人員協(xié)同的靈活性。
在地坪、航站樓的場景精度足夠高時，還可以引入人流熱力、車輛動力學(xué)、V2X仿真、無人駕駛訓(xùn)練、交通流仿真等業(yè)務(wù)，在數(shù)字孿生機場界面中預(yù)演應(yīng)急管理和機場建設(shè)方案，為管理者提供直觀的決策依據(jù)。
值得一提的是，工作人員可以使用輕便的移動端，通過51WORLD云渲染技術(shù)，達到和大型主機一樣的操作體驗和視覺效果，并對機場設(shè)備進行反向控制，確保系統(tǒng)的高利用率。
03 數(shù)字孿生機場：解決當下，面向未來
機場一旦擁有了數(shù)字孿生的能力，就可以提升數(shù)據(jù)分析、業(yè)務(wù)管理的效率，為機場管理中的各類難題，提供直觀、可視化的解決路徑，使機場管理方享受數(shù)字孿生帶來的技術(shù)紅利。
在航空側(cè)，系統(tǒng)著重管理空域雷達、航班排班、航班實時監(jiān)控和回查、跑道起降占用、空域安全、不明飛行物闖入、天氣、能見度、管制信息等功能。
▲飛行器空中姿態(tài)
以空域及航線繁忙度為例，通過對每條航線的時間占用比分析，可以分析出航線單線的繁忙熱力圖。最后對所有航線進行疊加，通過體元柵格的方式便可以獲得直觀的繁忙度監(jiān)測。
這個結(jié)果背后的復(fù)雜數(shù)據(jù)，在傳統(tǒng)大屏模式下，往往需要多個界面進行承載，以三視圖的方式分別呈現(xiàn)，并經(jīng)過專業(yè)人員的解讀和識別，才能轉(zhuǎn)化為可讀性信息。在云鏡系統(tǒng)里，管理人員可以在一個界面內(nèi)，輕松地進行航班、航線管理，優(yōu)化起降安排。
在地勤側(cè)，通過51WORLD視頻融合技術(shù)，監(jiān)控視頻被融合進數(shù)字孿生體，結(jié)合部署在機場周界的各類傳感器，便可實現(xiàn)停機坪的安全管理功能，對違規(guī)闖入、違規(guī)作業(yè)、超速超時作業(yè)等行為第一時間做出告警，確保作業(yè)安全。
▲地面車輛管理界面
隨著今后數(shù)字孿生機場精度的提高，還可以計算出監(jiān)控盲區(qū)和可視域，分析安全度分布，幫助機場管理方設(shè)計安防策略，做到未雨綢繆。
在航站側(cè)，可以進行公共交通、樓宇管理、游客服務(wù)等功能的加載，與數(shù)字孿生泛園區(qū)解決方案進行銜接。
同時，為了配合國家新基建和“四型機場”的建設(shè)要求，云鏡系統(tǒng)平臺上還加入了V2X通訊、激光/毫米波/視覺、車輛動力學(xué)、無人駕駛訓(xùn)練集、高級流程仿真(APS)對接等能力。后續(xù)，無人擺渡車、無人物流車可以在同一平臺上實現(xiàn)數(shù)字孿生，方便機場擴展有關(guān)業(yè)務(wù)。
04 結(jié)語
機場作為一座城市的交通樞紐，是城市展示其智慧建設(shè)成果的門戶與窗口，其“智慧、綠色、安全、人文”的形象，將會為一座城市增光添彩。
▲降落模擬
參與項目的51WORLD 售前方案及生態(tài)伙伴部部門經(jīng)理張焜棋認為，“四型機場”的建設(shè)，需要統(tǒng)合新型智能城市基礎(chǔ)設(shè)施與傳統(tǒng)城市基礎(chǔ)設(shè)施雙重建設(shè)，而數(shù)字孿生技術(shù)則是新老基建的重要的耦合點和支撐能力。
此次項目的成功落地，離不開中國民航科學(xué)技術(shù)研究院在民航安全、運行和發(fā)展各領(lǐng)域的專業(yè)建議與深厚積累。51WORLD則提供了領(lǐng)先的數(shù)字孿生產(chǎn)品和服務(wù)。雙方對各自的業(yè)務(wù)能力和技術(shù)實力都給予了高度評價。
未來，51WORLD 與中國民航科學(xué)技術(shù)研究院將繼續(xù)圍繞新基建和十四五規(guī)劃，在智慧機場、數(shù)字孿生機場、“四型機場”建設(shè)等方面攜手合作，助力我國民航業(yè)的長遠健康發(fā)展。
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建設(shè)新型基礎(chǔ)設(shè)施，是我國立足當前、著眼未來的重大戰(zhàn)略部署。4月1日，數(shù)字孿生全要素場景行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者51WORLD，聯(lián)合各行業(yè)生態(tài)伙伴發(fā)布十大行業(yè)應(yīng)用，涵蓋智慧政務(wù)、智慧園區(qū)、智慧交通、5G車聯(lián)網(wǎng)、智慧水務(wù)、智慧工廠、智慧樓宇、智慧機場、智慧文旅、智慧能源等十大領(lǐng)域，以數(shù)字孿生技術(shù)助力新基建。
51WORLD行業(yè)應(yīng)用發(fā)布系列海報
新基建為數(shù)字孿生帶來機會
目前，新冠疫情對中國經(jīng)濟供給側(cè)和需求側(cè)形成了雙重壓力，出口和消費動能恢復(fù)尚需時日，世界范圍內(nèi)的經(jīng)濟動蕩將拉長這一過程。此時，基建投資就顯得尤為重要。
新基建圍繞七大領(lǐng)域展開，由此帶來的機遇，卻并非局限于特定行業(yè)和部分企業(yè)，而是一個廣泛集聚經(jīng)濟未來提升新動能的過程。對大部分行業(yè)而言，在尋求直接參與新基建機會的同時，更需要基于自身技術(shù)產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，挖掘可協(xié)同要素，并思考如何利用新型基礎(chǔ)設(shè)施，賦能企業(yè)發(fā)展。
不同于傳統(tǒng)基建，新基建作為當前經(jīng)濟社會數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵助力，其最大的特征就是數(shù)字化：通過大數(shù)據(jù)、云計算、5G、人工智能等方式推進城市治理現(xiàn)代化，加速萬物互聯(lián)、全感知全連接新型智慧城市的到來。
各地新型智慧城市的建設(shè)熱情，讓數(shù)字孿生在全行業(yè)迎來新一輪爆發(fā)。無論是全域規(guī)劃一張圖，還是城市治理一盤棋，數(shù)字孿生都作為新型智慧城市的基礎(chǔ)設(shè)施，以數(shù)字化的虛擬映射來模擬城市全要素和時空全過程，從而打通智慧產(chǎn)業(yè)集群之間的信息互聯(lián)互通，推動新基建大潮下各領(lǐng)域的數(shù)字升級。
現(xiàn)階段，很多地方政府通過建設(shè)各類園區(qū)，尋求地區(qū)產(chǎn)業(yè)集聚與優(yōu)勢集中，牽頭區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。產(chǎn)城融合發(fā)展之路能否走通，很大程度上取決于園區(qū)的功能發(fā)揮和拉動引領(lǐng)。
園區(qū)通用典型案例打造
51WORLD從全要素場景平臺出發(fā)，提出了標準化的智慧園區(qū)解決方案，并針對不同園區(qū)類型實現(xiàn)功能模塊的靈活配置。
以企業(yè)園區(qū)為例，51WORLD往往扮演城市底板搭建、園區(qū)精細化數(shù)字孿生建設(shè)的角色。其產(chǎn)品線覆蓋了新區(qū)規(guī)劃，建設(shè)和管理的完整周期，為園區(qū)提供企業(yè)綜合運營、安防、人員與資產(chǎn)設(shè)備管理、招商引資等定制化功能模塊。
疫情期間，智慧園區(qū)系統(tǒng)還可以對病例數(shù)據(jù)、疫情分布、定點醫(yī)院等關(guān)鍵指標進行實時可視化展現(xiàn)，最大程度滿足公眾知情權(quán)，方便管理人員整體把控疫情，輔助做出決策。
在51WORLD與華為共同打造新一代智能園區(qū)智能運營中心的合作過程中，華為深圳坂田園區(qū)提供了包括圖紙、地理信息在內(nèi)的原始數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，51WORLD制作出1：1的數(shù)字孿生底層。有了這一底層，華為可以更自如地進行物聯(lián)網(wǎng)的部署，傳感器數(shù)據(jù)的匯集，乃至在虛擬平臺對現(xiàn)實設(shè)備進行開關(guān)啟停的反向操控。
51WORLD產(chǎn)品與解決方案中心總監(jiān)劉曉倫表示：“我們通過數(shù)字孿生智慧園區(qū)IOC解決方案，將園區(qū)分散的各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)、感知終端統(tǒng)一集成，并結(jié)合實際業(yè)務(wù)場景協(xié)同聯(lián)動，協(xié)助華為總部園區(qū)提升運營管理效率和綜合指揮調(diào)度能力?！?/p>
數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展與新基建的完備，讓這種數(shù)字化集成升級變得普遍，也更為深刻。除了園區(qū)場景，51WORLD展示的政務(wù)、機場、交通等落地應(yīng)用中，都活躍著頭部合作方的身影。
同時，作為一家數(shù)字孿生企業(yè)，51WORLD也正在成為新基建的受益者。5G推廣使實時云渲染更加強悍流暢，突破終端限制，成為首要行業(yè)應(yīng)用之一；人工智能的迅猛發(fā)展，讓機器視覺識別及視頻融合技術(shù)快速迭代；新能源汽車、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為數(shù)字孿生提供了廣闊的應(yīng)用場景和想象力……
51WORLD對自身的定位同樣是基礎(chǔ)設(shè)施——“數(shù)字孿生基礎(chǔ)設(shè)施”的建設(shè)者：從作為核心的全要素場景產(chǎn)品，到云平臺和SuperAPI的兩翼齊飛，到開發(fā)者生態(tài)的營造。企業(yè)希望讓數(shù)字孿生產(chǎn)品可負擔，好使用，在更多行業(yè)為客戶增效降本。
51WORLD十大行業(yè)應(yīng)用的提出，正是基于其數(shù)字孿生的核心能力，既從新基建中獲得賦能，也通過數(shù)字孿生與行業(yè)合作方一起，從數(shù)字經(jīng)濟中挖掘機會。
數(shù)字孿生凸顯行業(yè)應(yīng)用價值
企業(yè)創(chuàng)始人兼CEO李熠表示，數(shù)字孿生的意義就是“讓真實世界很高成本、很難實現(xiàn)的事情，可以在虛擬世界里低成本、快速地去實施”。全球疫情持續(xù)，虛實結(jié)合的仿真模擬能力就顯得更為必要與急迫。
港口是經(jīng)濟發(fā)展的晴雨表。我國90%以上的外貿(mào)貨物通過港口進出，港口在有序推進復(fù)工復(fù)產(chǎn)和維護全球產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈穩(wěn)定等方面扮演著極其重要的角色。近日，國家領(lǐng)導(dǎo)人對寧波舟山港進行了考察調(diào)研，體現(xiàn)出港口在經(jīng)濟建設(shè)中的分量。
據(jù)介紹，51WORLD智慧港口業(yè)務(wù)目前已初步完成標桿案例的打造。企業(yè)對港口作業(yè)流程進行了數(shù)字孿生升級，模擬推演各流程環(huán)節(jié)，并通過大數(shù)據(jù)分析可視化平臺，實現(xiàn)了業(yè)務(wù)的實時監(jiān)控和調(diào)度。港口裝卸運載效率得到提升，港區(qū)對本地經(jīng)濟的引擎作用會進一步凸顯。
作為疫情影響的重災(zāi)區(qū)，民航業(yè)能否在今年剩余時間內(nèi)回暖，關(guān)系著工業(yè)制造、交通、旅游等多個行業(yè)的生存環(huán)境。其中，作為航運樞紐的機場起著至關(guān)重要的作用。
數(shù)字孿生機場運營管理平臺
今年1月，民航局發(fā)布《中國民航四型機場建設(shè)行動綱要(2020-2035年)》，提出了建設(shè)“平安、綠色、智慧、人文”四型機場的目標，要求“實現(xiàn)保障能力、管理水平、運行效率、綠色發(fā)展能力等大幅提升”。
對此，51WORLD結(jié)合綱要與實際業(yè)務(wù)，與中國民航科學(xué)研究院等單位共同協(xié)作，加強航空側(cè)、航站側(cè)、地勤側(cè)的信息化建設(shè)。通過自主研發(fā)的云鏡系統(tǒng)，實現(xiàn)了飛機航行狀態(tài)實時追蹤、歷史航班及車輛查詢、航班態(tài)勢監(jiān)測、停機坪報警監(jiān)控等管理功能。
較傳統(tǒng)的平面數(shù)據(jù)中心，云鏡系統(tǒng)能夠映射與反饋飛機在XYZ坐標上的起降狀態(tài)、巡航態(tài)勢、停機坪安全監(jiān)測，賦予車輛和航行器真實地空間坐標，打通機場數(shù)據(jù)，提升信息化管理的應(yīng)用效果和業(yè)務(wù)效率。
“四型機場是基建和新基建的要沖聚焦行業(yè)，也是智慧城市的典型場景。未來，我們還計劃在機場場景中引入公司無人駕駛與智慧交通的能力?！?1WORLD售前方案及生態(tài)伙伴部部門經(jīng)理張焜棋透露。
除此之外，51WORLD此次發(fā)布的應(yīng)用行業(yè)，還涉及了智慧景區(qū)、智慧工廠等疫情高風(fēng)險場景。在“本土疫情傳播已基本阻斷”的情況下，數(shù)字孿生系統(tǒng)結(jié)合5G和物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)，可以實現(xiàn)遠程可視化管理、預(yù)警和應(yīng)急聯(lián)動，保障復(fù)工復(fù)產(chǎn)復(fù)學(xué)的安全有序推進。
財政壓力增大、去杠桿以及全球疫情持續(xù)的整體環(huán)境，新基建不會走“大水漫灌”，“來去匆匆”的老路。從多地公布的2020年重點項目投資規(guī)模來看，還是以計劃內(nèi)動作為主，并沒有一窩蜂地上馬新項目。
數(shù)字孿生電力設(shè)備運維系統(tǒng)
李熠認為，各地新基建項目并非指向短期拉動效應(yīng)，而是“四兩撥千斤”，著眼于經(jīng)濟社會數(shù)字化的長遠轉(zhuǎn)型。
“對于51WORLD來說，新基建是將數(shù)字孿生與各行各業(yè)聯(lián)結(jié)的紐帶，更是數(shù)字孿生的廣闊舞臺。我們也將與合作伙伴一起，探索更多的行業(yè)應(yīng)用場景?！?/b>
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