新时期数字孪生技术应用于智慧机场建设中的作用

新时期数字孪生技术应用于智慧机场建设中的作用

熊江

中国民用航空西藏自治区管理局  西藏拉萨  850000

摘要:新时期数字孪生技术应用于智慧机场建设，有利于优化智慧机场功能，增强智慧机场服务体验。本文针对新时期数字孪生技术应用于智慧机场建设进行研究，文章中结合自身智慧机场建设参与经验，提出数字孪生技术在智慧机场建设中的具体应用及价值，并对智慧机场建设发展前景进行展望，旨在为智慧机场建设总结经验。

关键词：新时期；数字孪生技术；智慧机场建设

在我国社会发展的新时期背景下，智能化、数字化技术在社会发展中的应用呈现“井喷”态势。以机场建设为例，现代化机场开始朝智能化方向转型，机场建设中开始融合应用数字孪生技术以及智能化技术，综合应用技术特点，构建全新的服务模式，从而提升智慧机场的服务体验，打造全新的智慧机场，切实提升航空服务，为经济发展建设新的“航空线”。

一、数字孪生技术及其特点研究

（一）数字孪生技术

数字孪生技术是当前设计发展中应用的一种新型技术，该技术应用的过程中通过创建物理模型，加载传感器、能够对物理量、物理尺度以及动作频率进行仿真，通过仿真确认虚拟空间映射，反映物理设备的生命周期过程。

数字孪生技术能够实现真实物理量的模拟映射，并且还原度非常高。目前数字孪生技术已经在产品设计、生产制作以及医疗研究以及工程建设等多个领域中应用，其中包括将该技术应用于智能制造与建设领域，使其与智能化相互融合，更是切实提升了技术应用效果，促使社会朝最为先进的方向转型。

（二）数字孪生技术特点

数字孪生技术是以物理实体创建的数字化模型，该模型之下能够创建多元异构数据，继而精确反映物理实体情况。通过对数字孪生技术进行深度研究发现，目前该技术具有以下几方面特点。

1.实现虚实隐射。数字孪生技术的应用能够对物理对象进行处理，并完成物理对象和数字空间的双向映射，实现虚拟和现实交互，从而使其应用更加现实，扩大其现实价值。

2.实时同步技术。数字孪生技术在应用过程中能够获取多源数据，在其映射过程中能够获取全面、准确的动态物理状态变化，了解外观、性能以及位置的差异性，最后根据判断完成数字孪生技术的管理。

3.共生进化。数字孪生技术在应用过程中，能够映射和同步状态覆盖物，通过设计、生产以及运营获取生命周期内相关信息。数字孪生技术在应用之时，能够持续控制物理对象的优化改进支持[1]。

二、以某智慧机场为例探讨数字孪生技术在智慧机场建设中的应用价值

数字孪生技术特点明显，在现代社会中应用广泛。尤其是在现代化机场建设中，已经有部分机场建设工程开始应用数字孪生技术建设智慧型机场，优化智慧型机场的服务，促进智慧型机场发展。通过对本人所负责的某智慧机场建设工程进行研究，总结数字孪生技术在智慧机场中的具体应用。该机场为国际航空枢纽，不仅运输承载量极大，各类安检设备、自助设备等现场设备的体量庞大，各类室内外的物联传感设备更是达数十万规模，呈现出更为复杂的综合性业态。因此，该机场面临的数字化转型难题尤为棘手，该机场的智能实践路径和成果，对行业而言，也将具有更高的参考价值。以下是对该机场项目中数字孪生技术的应用进行全面分析。

（一）数字孪生支撑运营全流程

项目建设中结合数字孪生技术的特点，将其应用于机场支撑运营以及安全调度环节。数字孪生技术是集成化技术，该技术在应用过程中融入物联网、大数据、云计算、三维重建、图形渲染等多项技术，在复合技术的融合应用下，数字孪生技术发挥重要价值。在技术应用的过程中，数字孪生技术应用可以实现机场设备、空间位置的孪生虚拟化管理，构建数字化服务体系，从而为机场建设与服务提供全面的支持。数字孪生技术应用后，能够利用物联网获取数据，利用数字孪生构建位置、信息户数模型，并将其应用于业务模型进行机场建设和服务的全面管理。研究发现，该机场数字孪生建设后能够实现楼宇管理、航空态势分析、历史运行研究、能源供给分析、设备运行管理等多项功能，将各种系统集中于一个孪生平台，实现一体化平台支撑与管理，继而为智慧机场运营、安全、调度以及服务提供技术支撑[2]。

（二）安全保障体系

智慧机场项目在建设过程中，利用数字孪生技术完成运行保障、安全保障、调度支撑以及服务支撑，确保智慧机场建设之后，能够为系统建设应用奠定基础，优化机场功能。通过对本智慧机场进行研究发现，联合腾讯打造了全国最大的绕机作业保障节点视频分析项目，覆盖机场 290 个机位的 19 个保障节点，助力航班地面安全保障，实现智慧机场一体化协同的高效运营。通过视频AI技术，采集机场现有290个机位的飞机入离位、靠撤廊桥、开关客货舱门等19个保障节点数据，大幅提升现有保障节点的数据质量，从而有效支持航班辅助决策、资源调配、预测预警、优化控制等机场运行功能要求，实现集团智慧机场规划中“一体化协同，高效运营”的目标[3]。

（三）用户服务和安全保障

智慧机场中应用数字孪生技术，完全可以实现服务升级。智慧机场应用数字孪生技术可实现超智能化服务。当前社会发展背景下，航空出行人数不断增加，通过时对机场服务提出更高要求。但是，由于机场服务人数多，服务项目多，导致许多服务很难兼顾，影响到服务效率。为此，在现代化智慧机场建设的过程中，十分注重服务建设完善，满足多达数十万人的餐饮、购物以及休息服务。例如，本智慧机场项目中，将数字孪生技术与智能化技术形成融合，从而建设数字化一体化服务，服务内容主要包括旅客定位、机场导航、机场线上商城、停车、航班查询等多种服务，不同的服务在应用过程中享有不同的权利，对于机场建设应用有非常重要的意义。另外，利用数字孪生技术建设多个数字化营销窗口，促使机场创建良好的商业资源，为旅客提供智慧化服务。另外，数字孪生技术是机场安全调度系统与服务系统联系，但不够实现机场车辆运行的实时可知可控。针对高频次的航班起降、物流分拣和人员调度。利用数字孪生技术与生产业务深度融合，在异常天气航班运行推演、机场资源调度、机场进出港效率仿真、陆侧交通仿真、应急仿真等场景中，并通过各类算法的不断调优，持续完善和提升仿真预测的精准度，为机场调度的科学决策提供支撑，逐步实现各类事项的提前预防、提前规划、提前处置。

三、智慧机场的发展前景研究

综上研究可知，数字孪生技术在智慧机场建设中应用，对于机场建设管理起到非常重要的作用，有利于优化机场服务。而实际上，智慧机场建设还处于发展阶段，诸多技术应用不够成熟，影响到机场建设管理。但是，在我国技术发展背景下，智慧机场建设将会不断升级，为居民带来良好的服务。通过对智慧机场建设进行研究发现，在未来人工智能、物联网以及数字孪生技术将会全面融合应用于智慧机场建设，从而打造全新技术体系的智慧机场，完善智慧机场功能，实现机场全面管理[4]。

结束语

智慧机场是未来机场建设发展的主要方向，通过本文研究已经总结了智慧机场建设发展方向，总结数字孪生技术在服务、安全保障以及调度管理中的应用，希望本文能够对智慧机场建设管理有所帮助。

参考文献

[1]张小琴,李彬.数字孪生技术在智慧机场建设中的应用[J].智能城市, 2022, 8(11):34-36.

[2]詹梓涵.CIM视角下无人驾驶技术在鄂州机场数字化建设中的应用[J].智能建筑与智慧城市, 2022(10):51-53.

[3]田利军,秦文.中国智慧机场的研究热点及前沿动态——基于Citespace的可视化分析[J].民航管理, 2023(1):76-81.

[4]雷楗淞.数字孪生技术在智慧机场建设中的应用初探[J].中国勘察设计, 2022(6):92-94