博能股份亮相2021年可持续发展大数据国际论坛

    从太空探索到仿真技术，数字孪生，已然成为近几年的高频词汇。

    2011年3月，美国空军研究实验室结构力学部门的Pamela A. Kobryn和Eric J. Tuegel，做了一次演讲，题目是“Condition-based Maintenance Plus Structural Integrity (CBM+SI) & the Airframe Digital Twin（基于状态的维护+结构完整性&战斗机机体数字孪生）”，首次明确提到了数字孪生。

    2015年左右，中国也开始跟进。当时包括工业4.0研究院在内的多家国内研究机构和企业，纷纷启动了数字孪生相关的研究课题。

    从那之后，数字孪生这个概念，就开始风靡互联网和产业界，直至今日。

    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。

    博能股份技术总监王雪锋在2021年可持续发展大数据国际论坛发言道：“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。”

    在机场的运行过程中，需要人、车、航空器等多个部门的业务系统相互合作，协同工作。因此，保障机场更好更快发展，如何从顶层设计确保智慧机场的可持续发展，如何建立行业统一的智慧机数据标准，以及如何搭建行业统一的智慧机场信息平台，如何避免智慧机场建设和应用过程中的信息安全风险，这些都是构建智慧机场需要重点解决的问题。

    博能股份利用数字孪生技术和机场数字孪生模型来定义一个机场仿真验证的平台，将机场的运行环境（如航空器、车、人、设备等）和运行状态信息（如航班流、旅客流、运行规则、资源调度等）进行参数模型化，建立一个与高逼真的、可用于试验验证的机场。王雪锋在演讲中提到。

    机场按照业务管辖范围的不同可以划分为空域、飞行区、航站区、公共区四个部分。

    空域是飞行安全事故的高发地，受多种因素的相互影响，尤其是天气，预测难度很大。空域模型定义时，涉及的要素主要有地形、气象、航路网、导航台等。与空域相关的机场数字孪生模型主要有飞行程序模型、放行模型、进港模型、障碍物限制模型、气象模型等。建立空域模型主要是为了实现合理优化航班、净空障碍物检测、飞行冲突检测与解脱、气象模拟仿真，从而保障飞行的安全运行。

    空域模型定义

    飞行区模型在定义时，涉及的要素主要有飞机、车辆、地服人员、设施设备等，与飞行区相关的机场数字孪生模型主要有飞行区使用和运行规则模型、滑行模型、机位分配模型、航班保障模型、资源调度模型、冲突检测模型等。飞行区模型的定义主要是为了实现机坪机位合理分配、车辆和航空器行驶路线合理规划，冲突的检测和解脱等功能。

    飞行区模型定义

    航站区模型定义时，涉及的要素主要有是旅客、服务资源、路网及相关设施、规则、路网及相关设施等。由航班计划驱动的，与之航站区相关的机场数字孪生航站区模型主要有旅客人流聚集和疏散模型、进出港规则模型、资源利用率和优化容量模型、旅客室内路径规划模型等。航站区的模型的定义主要实现了合理化的客流安排集散、旅客滞留预警资源的优化配置、路线导航等功能。

    航站楼模型定义

    公共区模型定义时，涉及的要素主要有人、车、规则、路网和设施等。由航班计划驱动，与公共区相关的机场数字孪生模型主要有交通运行规则模型、客流量模型、车流量模型、资源容量模型等。公共区模型的定义是为了实现平台的车流量仿真、人流量仿真、资源的优化配置等功能。

    公共区模型定义

    基于数字孪生模型定义的机场验证平台的目标是使用户只需要进行简单的参数配置，即可获得一个真实运行场景复刻的机场环境，为设计者、开发者、学习者、运维者提供设计方案以及算法、参数等的验证平台，科学评估资源容量和优化运行效率，使数字孪生平台更加接近于真实世界。