智见•圆桌｜共生互联 赋能智慧化建设

　　近年来，我国民航业在产业发展速度与规模上增势喜人，特别是在机场建设方面始终保持了快速发展态势。“十四五”期间，行业规划新增运输机场30个以上，全国旅客吞吐量前50位的机场超过40个需实施改扩建，一大批“多航站楼+多跑道”模式的大型综合交通枢纽开建，一批填海机场、高高原机场等复杂建设条件的项目上马，对民航基础设施建设能力、行业管理能力提出更高要求。

　　9月21日，由中国民航报社有限公司主办、北京博能科技股份有限公司赞助的第九期“民航智见”线上会议开播。本期会议以“数字新生高效赋能智慧运营”为主题，围绕机场智慧运营、数字化转型背景下的智慧机场建设、智慧建造技术在机场建设中的应用和发展等热点话题，邀请来自首都国际机场股份有限公司、成都天府国际机场、东部机场集团有限公司、深圳市机场集团有限公司、北京博能科技股份有限公司、北京中航质民航工程技术有限公司以及中国民航机场建设集团有限公司的嘉宾展开深入交流。

　　智慧不仅是新技术的简单应用，而是新技术与运行模式、服务模式、管理模式等的深度融合。《中国民航四型机场建设行动纲要（2020-2035年）》指出，智慧机场是生产要素全面物联、数据共享、协同高效、智能运行的机场。以智慧机场建设为引领，依靠科技进步、改革创新和协同共享，通过全过程、全要素、全方位优化，实现安全运行保障有力、生产管理精细智能、旅客出行便捷高效、环境生态绿色和谐，由巩固硬实力逐步转向提升软实力，才能全面推进机场向高质量发展转型。

　　数字孪生技术是在数据整合分析的基础上，构建与物理实体相对应的平行虚拟实体，最终实现虚拟实体对物理实体的反哺赋能。该技术可以将机场整体态势、感知、诊断、预测、决策集合，解决单一技术无法解决的系统问题。还可以运用算力、算法、数据，将复杂问题具象化、全局化，提供更精准、精细的解决方案。此外，运用数字孪生技术可以进行仿真模拟，提供经济、高效的解决方案。

　　首都机场在数字孪生技术方面的实践目标，是运用数字孪生技术实现机场实时业务的态势感知与全景可视，是物理机场与虚拟机场的虚拟双向交互，助力在场内的人、车、航空器等主体资源的优化配置，以及各运营主体的全域协同运行和保障方案推演，实现品质化运营。

　　为此，首都机场依托地理信息系统（GIS）、建筑信息模型（BIM）、物联网、大数据、室内高精度定位与视频识别等技术，不仅实现了航站楼人员全量感知，还实现了秒级连续定位追踪，将航空器位置等航班运行保障数据与天气、风力、道面冰雪覆盖情况等场内环境数据相关联，构建起全场景、全流程、全量的数字化机场。除此之外，首都机场还通过筹建数据管理委员会、编制数据管理规定、运用数字运营资源均衡保障技术，构建起数字运营资源的一张图，将传统的系统管理、安全管理、运维管理等专业能力下沉，实现信息系统和设备设施自动化、智能化管控。

　　目前，首都机场通过“四纵两横六位一体”的全生命周期空间实体信息资源的展示，以及虚实空间双向交互，为机场管理提供跨域、跨业务全视角的数字孪生平台。辅助模拟推演和联动指挥，结合人工智能分析和预测模型研判，能够主动传递预警信息，优化运行指挥指令，全面提升了机场的运行监控分析和决策能力。

　　作为成渝地区双城经济圈国家战略的重要支撑、引领西部高质量发展的新动力源和全国民航创新发展的示范高地，成都天府机场围绕智慧出行服务、智慧运行管理、智慧安全三大主题，改善旅客体验，提升机场运行效率，提高安全管控水平。

　　在我们看来，机场信息系统建设规模极为庞大，利用互联网开发架构技术，可以保证业务系统高可用、高并发，提供较好的容错性和高可用性。其中，数据处理是保证机场内部、外部系统顺利交互的重要基础。为避免信息孤岛的产生，成都天府机场统一规划，统筹各个业务系统数据交互格式；统一标准，明确数据交互标准，形成统一的接口规范；统一协调，引入技术总协调机制，提升整体效率。

　　为了更加全面展示机场运营数据、深入挖掘数据价值，成都天府机场通过卫星地图、倾斜摄影以及机场BIM模型和计算机辅助设计（CAD）建筑规划图，实现了机场飞行区、航站楼、综合换乘中心、停车楼的数字孪生建设。这一协同运行可视化系统将航班、机位、交通、飞行区、航站楼等数据进行场景化呈现，让管理人员可以通过一张图了解机场全景运行状况，在航班状态、机位规划、交通调度等作业场景中提供直观精确的决策依据。

　　此外，天府机场在航站楼大厅设置智能AI问讯机器人，可以提供主动迎宾、航班查询、导航指引、流程查询、机场服务查询及视频客服等服务。天府机场209机位登机桥是全国首条具备全自动接机功能的登机桥，对接时间与人工手动操作相比缩短一半。在智慧飞行区，天府机场利用各类传感器、物联网设备，使安全、运行、生产三个主题有机结合在一起，共建设专业系统20余个，使飞行区具备了主动感知与智能管控能力。

　　机场属于传统的服务型行业，在数字化转型的浪潮下，其需要加速业务的优化、创新和重构，实现转型升级和创新发展。在此背景下，东部机场集团确立了“四个转”的改革思路，即转变管理理念、转换数据基础、转型核心业务、转化经济效益。

　　智慧机场建设涉及范围点多线长面广。以南京机场为例，其现有7个流量控制点、50家航空公司、118座通航机场，还有多家驻场单位，业务数据较为分散。近年来，南京机场着手构建大数据共享服务平台，通过建立统一的数据标准和数据共享协议，在确保核心数据安全的前提下，还建立了基于混合云的数据共享平台，支持为外部单位提供数据服务，为南京机场的数字化转型提供了数据底座。

　　针对航班保障等机场核心业务，南京机场借助智能终端设备建立了资源调度管理平台，实现了对讲互通、线上自动排班等业务流程的转型；通过实况信息的双向传递和流转，借助最优匹配算法，实现航班保障资源的智能调度；借助信息系统和电子签名技术，实现了装卸机单的线上流转和监管，提高了工作效率与安全性。

　　此外，机场通过人脸识别、数据分析等手段，实现了安防工作由传统的事后查证变为事先主动预防，提升了公共安全预警的处置能力。该系统在疫情防控、流调中同样发挥了重要作用。

　　随着智慧机场建设的深入，数据价值将得到更多体现，在经济效益转化方面推动实现“两提高一降低”——提高工作效率、客户满意度，降低运营成本。例如装卸机单和无纸化的流转大大降低了耗材成本，提高了流转效率；智能调度管理平台能够有效地减少调度人员的工作量和调度层级；“远程廊桥”的使用在提升安全裕度的同时大大降低了用人成本。

　　扎实推进智慧民航建设，要以典型场景应用为抓手，坚持创新驱动发展。数字孪生以物理感知为前提，以数据治理为支撑，以全景可视为手段，以多维管理为保障，用全局视野及时、高效、直观地感知和指导实际生产运营，通过业务数字化、数字业务化，促进机场在安全、运行、服务、经营、管理等方面的智慧化，助力建设更高能级、更高品质的航空枢纽。

　　为加快推进机场智能建造，深圳机场围绕“一核、一平台、N个场景、一张图”，以BIM、GIS、数字孪生等技术为驱动形成技术架构，构建共生互联的数字孪生机场。

　　“一核”即BIM基础平台，深圳机场利用GIS+BIM进行多元数据融合，将传统的CAD二维图线性化模型转变为三维的可视化模型，用于设计、施工、运维等项目建设全过程的协同管理。“一平台”为融合共享平台，其基于BIM+ GIS的数据底座和可视化引擎，为应用系统提供统一标准、统一规范、统一数据结构的基础数据服务，实现业务数据和BIM模型的融合，搭建集投资、进度、质量、安全等全过程建设管理的N场景和一张图。

　　深圳机场GIS平台实现了统一标准、统一接口的高精度地图服务，涵盖机场空中、地上、地下、室内全要素的空间数据，用一张图打造机场的透明生态，为运控、安防、服务的应用和管理实现数据价值的宏观预览。

　　在数字孪生的应用上，深圳机场实现了“从规划到移交”全过程的工程管理，包括工程规划阶段的规划立项和用地规划，设计及建设阶段的设计、施工、验收到后期的运营阶段。不同阶段有不同的数字化场景特性，数字孪生给出了不同阶段的解决方案。初级阶段为静态呈现，利用BIM和GIS技术将机场各类数据进行融合和建模，构建一个与现实机场完全相同、高颗粒度、高精细化的数据模型；中间阶段为动态展现，即在数据模型基础上，全面引进各类动态、静态数据，通过数据的收集、清洗、清理、分析、预测把机场的施工建造和运行状态予以实时呈现；高级阶段为仿真预测，通过融合物联网、大数据、云计算、人工智能等技术，数字孪生将支持在机场运行态势进行仿真模拟和预警预测，实现管理的高效化和决策的智能化。

　　博能股份基于“大平台微服务多应用”的架构，通过数字孪生操作系统BLinkOS构建数字孪生机场平台，提供对机场的规划、建设、运行、维护全生命周期的孪生体服务，支撑机场运行、服务、安全、商业等各项应用的建设。

　　博能数字孪生机场平台对动态、静态数据进行融合和管理，完成对机场的三维精细化建模和高仿真场景构建，平台融合CAD、BIM、GIS、倾斜摄影、激光点云等静态数据，构建数字孪生机场的空间数据基础，同时，接入车、航空器、无动力设备、人的位置及设备能耗状况等物联数据，实时展现机场的运行情况。该平台也提供统一的二次开发接口，支持航班调度系统、机场车辆调度系统等各类业务应用系统调用。

　　博能数字孪生机场平台可以实现精准到亚米级的人员及车辆定位，通过对机坪区域划设电子围栏，进行员工权限管理，实现AOC机坪运行管制的全景动态数字呈现。此外，基于视频、蓝牙定位信息整合到大数据分析平台，根据客流峰谷，制订交通节点、服务通道、设施使用情况规划疏导方案。基于IoT设施分区调节空调温度、照明亮度，在增加人文关怀的同时降低能耗资源浪费。

　　博能数字孪生机场平台是整个生产运行可视化的监管平台。也就是说，机场的三维可视化历史复盘、运行态势、推演、协同管理各方面都能用到数字孪生技术。机场数字孪生平台还能成为各类业务的模拟仿真验证平台。例如在仿真滑行中，在掌握了车、飞机、人的位置轨迹后，通过对飞机滑行路径数据进行动态调整，可以进行运行推演、发现问题、优化问题。未来，博能股份将致力于打造全域覆盖、虚实交融、全面融合、推演未来的数字孪生机场。

　　智慧机场建设的核心是数字化转型，大型机场必须加快运营管理变革，使其管理架构与组织行为完全适应数字时代的需要。智慧建造运用先进工业制造理念与智慧施工大脑进行建造过程智能分析，采用新一代信息技术链接施工机械，把新技术与管理水平、运行机制、人员能力等结合起来，不断培育新模式、新业态和新动能。

　　基建施工行业从最初的手工化、机械化发展到现在的数字化、智能化阶段，施工效率稳步提高。而智慧建造则是要综合利用新一代智慧技术与先进设计施工技术深度融合，并贯穿机场勘察、设计、施工、运维、监管等全周期，具有自感知、自学习、自决策、自适应等功能的建造方式，这是基建行业持续发展的目标，其典型特征是用机器代替人脑。

　　现阶段，随着“3S”（地理信息、遥感、全球定位）、物联网等技术的成熟，数字化施工的应用场景正从地基处理向道面施工甚至航站楼施工延伸，同时正在加深与数字工地、实景数字化等技术的融合，实现应用深度与广度的双重拓展，处于从数字化突破向数字化联通并兼具部分智能化特征的全面转型阶段。

　　数字化施工正处于快速发展阶段，建立与之相匹配的数字化监管系统是数字化施工领域持续健康发展的重要保证。中航质公司正紧盯行业监管需求，规划并打造与之匹配的大数据平台。其中第一个模块就是已初步完成的试验检测数字化系统——智慧实验室，该系统的核心目标是对工程质量的有效控制和管理。从委托取样开始到形成最终报告，综合采用唯一性标识、自动采集拍照、电子报告等技术，实现信息传递自动化、数据备案数字化、检测管理透明化、质量监督科学化，以此来有效杜绝漏检、错检、假检等情况，有效保障检测质量，提高技术水平。

　　针对行业内存在较多“信息孤岛”，数据的清洗、挖掘及分析能力不足等现状，我们认为，行业内外各参与单位应当持续努力，快速建立相应的大数据分析和监管平台，促进整个行业的规范发展。同时每一个参与者也需要转变思路，提前规划，超前布局，应对爆炸式发展的新技术时代。

　　智慧机场是机场发展的必然趋势，数字机场是智慧机场的基石。只有建成了数字机场才有可能建成一个完整的智慧机场。数字机场是涉及机场全生命周期的概念。从机场选址、勘察、规划开始，就可以运用数字化手段记录下来，最终建立与实体机场相对应的虚拟机场。数字机场可以实现机场信息的全面存储与管理，并在此基础上开展运营、维护、管理等工作。

　　因此，数字机场是对物理世界向虚拟空间映射的全套过程和技术的集合，不仅能够记录与机场有关的活动的信息，更能够实现共享，为各级行政主管部门、企业、机场以及公众提供及时、准确、有效的权威服务。

　　我认为，可以从三个层次理解利用数字化手段构建数字机场或机场空间信息工程。在基础层，建立机场空间数据基础贯穿从选址、规划到建成、验收、运维的全流程，其核心是基于GIS平台；一旦基础平台建设成功并连接不同种类的终端，就可以随时感知外界各方面的环境和条件，形成智慧的机场，对不同状态做出反应。在专业应用层，不同专业领域可以在同一个标准框架下进行不同的分析处理，实践中，航空公司、空管、消防等驻场单位可通过数字机场平台实现资源、信息的共享，提升协调综合管理效率。在综合决策层，例如对民航局而言，利用数字机场平台，能够远程监控机场等单位的运行状态，也能够在救援、演习等活动中进行科学决策。

　　只有建设好以GIS为核心基础平台的数字机场，才能建成完整的智慧机场。值得注意的是，在不同阶段都有切入点建设数字机场，但最好的时间点就是从选址时就做好全面规划和顶层设计。（中国民航报 田以丹）