博能股份亮相2021年可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國際論壇

    從太空探索到仿真技術(shù)，數(shù)字孿生，已然成為近幾年的高頻詞匯。

    2011年3月，美國空軍研究實(shí)驗(yàn)室結(jié)構(gòu)力學(xué)部門的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel，做了一次演講，題目是“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM+SI) & the Airframe Digital Twin（基于狀態(tài)的維護(hù)+結(jié)構(gòu)完整性&戰(zhàn)斗機(jī)機(jī)體數(shù)字孿生）”，首次明確提到了數(shù)字孿生。

    2015年左右，中國也開始跟進(jìn)。當(dāng)時包括工業(yè)4.0研究院在內(nèi)的多家國內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)，紛紛啟動了數(shù)字孿生相關(guān)的研究課題。

    從那之后，數(shù)字孿生這個概念，就開始風(fēng)靡互聯(lián)網(wǎng)和產(chǎn)業(yè)界，直至今日。

    博能股份，在早年間便搭乘產(chǎn)業(yè)變革的快車，率先駛?cè)胫腔蹤C(jī)場的新世界。

    博能股份技術(shù)總監(jiān)王雪鋒在2021年可持續(xù)發(fā)展大數(shù)據(jù)國際論壇發(fā)言道：“許多新建的機(jī)場其實(shí)都在建設(shè)‘兩個機(jī)場’，一個是越來越漂亮的現(xiàn)代化土建機(jī)場，另一個就是數(shù)字孿生的智慧型機(jī)場�！�

    在機(jī)場的運(yùn)行過程中，需要人、車、航空器等多個部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)相互合作，協(xié)同工作。因此，保障機(jī)場更好更快發(fā)展，如何從頂層設(shè)計確保智慧機(jī)場的可持續(xù)發(fā)展，如何建立行業(yè)統(tǒng)一的智慧機(jī)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，以及如何搭建行業(yè)統(tǒng)一的智慧機(jī)場信息平臺，如何避免智慧機(jī)場建設(shè)和應(yīng)用過程中的信息安全風(fēng)險，這些都是構(gòu)建智慧機(jī)場需要重點(diǎn)解決的問題。

    博能股份利用數(shù)字孿生技術(shù)和機(jī)場數(shù)字孿生模型來定義一個機(jī)場仿真驗(yàn)證的平臺，將機(jī)場的運(yùn)行環(huán)境（如航空器、車、人、設(shè)備等）和運(yùn)行狀態(tài)信息（如航班流、旅客流、運(yùn)行規(guī)則、資源調(diào)度等）進(jìn)行參數(shù)模型化，建立一個與高逼真的、可用于試驗(yàn)驗(yàn)證的機(jī)場。王雪鋒在演講中提到。

    機(jī)場按照業(yè)務(wù)管轄范圍的不同可以劃分為空域、飛行區(qū)、航站區(qū)、公共區(qū)四個部分。

    空域是飛行安全事故的高發(fā)地，受多種因素的相互影響，尤其是天氣，預(yù)測難度很大。空域模型定義時，涉及的要素主要有地形、氣象、航路網(wǎng)、導(dǎo)航臺等。與空域相關(guān)的機(jī)場數(shù)字孿生模型主要有飛行程序模型、放行模型、進(jìn)港模型、障礙物限制模型、氣象模型等。建立空域模型主要是為了實(shí)現(xiàn)合理優(yōu)化航班、凈空障礙物檢測、飛行沖突檢測與解脫、氣象模擬仿真，從而保障飛行的安全運(yùn)行。

    空域模型定義

    飛行區(qū)模型在定義時，涉及的要素主要有飛機(jī)、車輛、地服人員、設(shè)施設(shè)備等，與飛行區(qū)相關(guān)的機(jī)場數(shù)字孿生模型主要有飛行區(qū)使用和運(yùn)行規(guī)則模型、滑行模型、機(jī)位分配模型、航班保障模型、資源調(diào)度模型、沖突檢測模型等。飛行區(qū)模型的定義主要是為了實(shí)現(xiàn)機(jī)坪機(jī)位合理分配、車輛和航空器行駛路線合理規(guī)劃，沖突的檢測和解脫等功能。

    飛行區(qū)模型定義

    航站區(qū)模型定義時，涉及的要素主要有是旅客、服務(wù)資源、路網(wǎng)及相關(guān)設(shè)施、規(guī)則、路網(wǎng)及相關(guān)設(shè)施等。由航班計劃驅(qū)動的，與之航站區(qū)相關(guān)的機(jī)場數(shù)字孿生航站區(qū)模型主要有旅客人流聚集和疏散模型、進(jìn)出港規(guī)則模型、資源利用率和優(yōu)化容量模型、旅客室內(nèi)路徑規(guī)劃模型等。航站區(qū)的模型的定義主要實(shí)現(xiàn)了合理化的客流安排集散、旅客滯留預(yù)警資源的優(yōu)化配置、路線導(dǎo)航等功能。

    航站樓模型定義

    公共區(qū)模型定義時，涉及的要素主要有人、車、規(guī)則、路網(wǎng)和設(shè)施等。由航班計劃驅(qū)動，與公共區(qū)相關(guān)的機(jī)場數(shù)字孿生模型主要有交通運(yùn)行規(guī)則模型、客流量模型、車流量模型、資源容量模型等。公共區(qū)模型的定義是為了實(shí)現(xiàn)平臺的車流量仿真、人流量仿真、資源的優(yōu)化配置等功能。

    公共區(qū)模型定義

    基于數(shù)字孿生模型定義的機(jī)場驗(yàn)證平臺的目標(biāo)是使用戶只需要進(jìn)行簡單的參數(shù)配置，即可獲得一個真實(shí)運(yùn)行場景復(fù)刻的機(jī)場環(huán)境，為設(shè)計者、開發(fā)者、學(xué)習(xí)者、運(yùn)維者提供設(shè)計方案以及算法、參數(shù)等的驗(yàn)證平臺，科學(xué)評估資源容量和優(yōu)化運(yùn)行效率，使數(shù)字孿生平臺更加接近于真實(shí)世界。