【烽巢網】
夜幕下，燈火輝煌的數字孿生機場現代大氣，一架架飛機有序起降，一臺臺地面車輛接駁引導。每條航線上，飛機的機翼狀態、起落架開合與否，航速、海拔、經緯度實時同步，整片空域的繁忙度與健康度直觀呈現。
這聽起來很像航空模擬經營游戲，卻真真切切地在51WORLD和中國民航科學技術研究院共同研發的“云鏡系統”中，得到了實現。與游戲不同的是，數字孿生機場接入了真實、即時的航空、航站和地勤數據，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，使全球民航業遭遇數十年未有的寒冬。國際機場理事會發布報告稱，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計同比下降44%。在這種嚴峻的形勢下，綜合運用數字孿生、大數據、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，是當務之急。同時，機場作為傳統基建的核心組成部分，承擔著保障社會民生和經濟發展的重大責任，也是復工復產的關鍵一環。
▲飛機實時起降
今年1月，民航局印發《中國民航四型機場建設行動綱要(2020-2035年)》，提出了“平安、綠色、智慧、人文”四型機場的建設要求，同時指出要“利用智慧化的措施和手段來實現”。2020年正是“四型機場”建設的開局之年。
目前，民航局已經確定了“首都機場智慧機場建設項目”“北京大興機場智慧機場建設項目”、“廣州白云機場智慧機場建設項目”、“深圳機場未來機場建設項目”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，但為機場進行數字孿生升級并不簡單。
首先，機場作為航空轉運樞紐，需要對飛機狀態、遠近空域、地上地下、公交客流等情況了如指掌，涉及到的系統紛繁復雜：如場面監視雷達、機坪全景監控系統、機場系統決策系統(A-CDM)、航延信息發布系統、空管協同系統、氣象觀測系統、航站樓樓宇管理系統(IBMS)等，系統集成難度非常大。
其次，從場景側看機場業務，可以大致分為航空側、航站側、地勤側，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)、當地市政部門(如軌道交通、衛生防疫部門)、公安系統等多部門協同。但這些部門間的數據往往是缺乏互通，造成了機場管理中的一個個數據孤島。
最后，傳統機場管理系統本身，也存在數據空間屬性欠缺、場景割裂、交互界面不直觀等挑戰。
這些問題都需要在新型機場指揮系統中得到解決。
02 三個“統一”，搭建數字孿生機場
針對上述難題，51WORLD與中國民航科學技術研究院共同打造了一套為機場量身定制的數字孿生系統——“云鏡系統”。
目前，該系統已在北方某機場落地部署。
較傳統的平面數據中心，“云鏡”能夠映射與反饋飛機在空間坐標上的起降狀態、巡航態勢、停機坪安全監測，賦予車輛和航行器真實地理空間坐標，打通機場數據，提升信息化管理的應用效果和業務效率。
支撐這套系統的建設標準，被凝煉為“三個統一”——即統一標尺、統一口徑、統一界面：
統一標尺是為機場的管理對象、管理數據、信息流程賦予統一、相同的坐標系，使系統可以明確飛機、地勤車輛、IOT終端、乘客與工作人員等對象的位置與狀態。
51WORLD與航科院團隊在整合機場的BIM、3DMAX、CAD、GIS等空間數據的基礎上，利用51Urbandata引擎，快速生成L2-L3精度數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，構建了機場數字孿生底板，為綜合管理打下基礎。
統一口徑是將面監視雷達、機坪全景監控系統、機場系統決策系統(A-CDM)、航延信息發布系統、空管協同系統、氣象觀測系統、航站樓樓宇管理系統(IBMS)、IOT系統、視頻監控、周界安防系統等多格式、多形式、多內涵的數據統一接入系統，滿足機場管理聯防聯控的要求。
▲航空器管理界面
雙方團隊還預設了可以被真實運行數據驅動的管理對象，如飛機、地面車輛等。它們都擁有獨立語義，可以單獨或聯動管理，構成動態數字孿生的對象。
比如，驅鳥車、擺渡車、牽引車、掃雪車、除草車等地面作業車輛的數字孿生體，就是通過位置、車速、轉彎角度等數據驅動，可以實時了解車輛目前和過去的工作狀態。一旦發生事件事故，可立即回查。
▲地面車輛管理
統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“一屏管機場”。同時，依據管理條例，為人員、崗位、用戶設置不同的操作與數據權限，保障機場管理的嚴謹性，也照顧到人員協同的靈活性。
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、V2X仿真、無人駕駛訓練、交通流仿真等業務，在數字孿生機場界面中預演應急管理和機場建設方案，為管理者提供直觀的決策依據。
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，達到和大型主機一樣的操作體驗和視覺效果，并對機場設備進行反向控制，確保系統的高利用率。
03 數字孿生機場：解決當下，面向未來
機場一旦擁有了數字孿生的能力，就可以提升數據分析、業務管理的效率，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字孿生帶來的技術紅利。
在航空側，系統著重管理空域雷達、航班排班、航班實時監控和回查、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
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測。
這個結果背后的復雜數據，在傳統大屏模式下，往往需要多個界面進行承載，以三視圖的方式分別呈現，并經過專業人員的解讀和識別，才能轉化為可讀性信息。在云鏡系統里，管理人員可以在一個界面內，輕松地進行航班、航線管理，優化起降安排。
在地勤側，通過51WORLD視頻融合技術，監控視頻被融合進數字孿生體，結合部署在機場周界的各類傳感器，便可實現停機坪的安全管理功能，對違規闖入、違規作業、超速超時作業等行為第一時間做出告警，確保作業安全。
▲地面車輛管理界面
隨著今后數字孿生機場精度的提高，還可以計算出監控盲區和可視域，分析安全度分布，幫助機場管理方設計安防策略，做到未雨綢繆。
在航站側，可以進行公共交通、樓宇管理、游客服務等功能的加載，與數字孿生泛園區解決方案進行銜接。
同時，為了配合國家新基建和“四型機場”的建設要求，云鏡系統平臺上還加入了V2X通訊、激光/毫米波/視覺、車輛動力學、無人駕駛訓練集、高級流程仿真(APS)對接等能力。后續，無人擺渡車、無人物流車可以在同一平臺上實現數字孿生，方便機場擴展有關業務。
04 結語
機場作為一座城市的交通樞紐，是城市展示其智慧建設成果的門戶與窗口，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 售前方案及生態伙伴部部門經理張焜棋認為，“四型機場”的建設，需要統合新型智能城市基礎設施與傳統城市基礎設施雙重建設，而數字孿生技術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技術研究院在民航安全、運行和發展各領域的專業建議與深厚積累。51WORLD則提供了領先的數字孿生產品和服務。雙方對各自的業務能力和技術實力都給予了高度評價。
未來，51WORLD 與中國民航科學技術研究院將繼續圍繞新基建和十四五規劃，在智慧機場、數字孿生機場、“四型機場”建設等方面攜手合作，助力我國民航業的長遠健康發展。
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建設新型基礎設施，是我國立足當前、著眼未來的重大戰略部署。4月1日，數字孿生全要素場景行業領導者51WORLD，聯合各行業生態伙伴發布十大行業應用，涵蓋智慧政務、智慧園區、智慧交通、5G車聯網、智慧水務、智慧工廠、智慧樓宇、智慧機場、智慧文旅、智慧能源等十大領域，以數字孿生技術助力新基建。
51WORLD行業應用發布系列海報
新基建為數字孿生帶來機會
目前，新冠疫情對中國經濟供給側和需求側形成了雙重壓力，出口和消費動能恢復尚需時日，世界范圍內的經濟動蕩將拉長這一過程。此時，基建投資就顯得尤為重要。
新基建圍繞七大領域展開，由此帶來的機遇，卻并非局限于特定行業和部分企業，而是一個廣泛集聚經濟未來提升新動能的過程。對大部分行業而言，在尋求直接參與新基建機會的同時，更需要基于自身技術產業優勢，挖掘可協同要素，并思考如何利用新型基礎設施，賦能企業發展。
不同于傳統基建，新基建作為當前經濟社會數字化、網絡化、智能化轉型的關鍵助力，其最大的特征就是數字化：通過大數據、云計算、5G、人工智能等方式推進城市治理現代化，加速萬物互聯、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熱情，讓數字孿生在全行業迎來新一輪爆發。無論是全域規劃一張圖，還是城市治理一盤棋，數字孿生都作為新型智慧城市的基礎設施，以數字化的虛擬映射來模擬城市全要素和時空全過程，從而打通智慧產業集群之間的信息互聯互通，推動新基建大潮下各領域的數字升級。
現階段，很多地方政府通過建設各類園區，尋求地區產業集聚與優勢集中，牽頭區域經濟發展。產城融合發展之路能否走通，很大程度上取決于園區的功能發揮和拉動引領。
園區通用典型案例打造
51WORLD從全要素場景平臺出發，提出了標準化的智慧園區解決方案，并針對不同園區類型實現功能模塊的靈活配置。
以企業園區為例，51WORLD往往扮演城市底板搭建、園區精細化數字孿生建設的角色。其產品線覆蓋了新區規劃，建設和管理的完整周期，為園區提供企業綜合運營、安防、人員與資產設備管理、招商引資等定制化功能模塊。
疫情期間，智慧園區系統還可以對病例數據、疫情分布、定點醫院等關鍵指標進行實時可視化展現，最大程度滿足公眾知情權，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智能運營中心的合作過程中，華為深圳坂田園區提供了包括圖紙、地理信息在內的原始數據。在此基礎上，51WORLD制作出1：1的數字孿生底層。有了這一底層，華為可以更自如地進行物聯網的部署，傳感器數據的匯集，乃至在虛擬平臺對現實設備進行開關啟停的反向操控。
51WORLD產品與解決方案中心總監劉曉倫表示：“我們通過數字孿生智慧園區IOC解決方案，將園區分散的各類業務系統、感知終端統一集成，并結合實際業務場景協同聯動，協助華為總部園區提升運營管理效率和綜合指揮調度能力。”
數字經濟發展與新基建的完備，讓這種數字化集成升級變得普遍，也更為深刻。除了園區場景，51WORLD展示的政務、機場、交通等落地應用中，都活躍著頭部合作方的身影。
同時，作為一家數字孿生企業，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，成為首要行業應用之一；人工智能的迅猛發展，讓機器視覺識別及視頻融合技術快速迭代；新能源汽車、工業互聯網為數字孿生提供了廣闊的應用場景和想象力……
51WORLD對自身的定位同樣是基礎設施——“數字孿生基礎設施”的建設者：從作為核心的全要素場景產品，到云平臺和SuperAPI的兩翼齊飛，到開發者生態的營造。企業希望讓數字孿生產品可負擔，好使用，在更多行業為客戶增效降本。
51WORLD十大行業應用的提出，正是基于其數字孿生的核心能力，既從新基建中獲得賦能，也通過數字孿生與行業合作方一起，從數字經濟中挖掘機會。
數字孿生凸顯行業應用價值
企業創始人兼CEO李熠表示，數字孿生的意義就是“讓真實世界很高成本、很難實現的事情，可以在虛擬世界里低成本、快速地去實施”。全球疫情持續，虛實結合的仿真模擬能力就顯得更為必要與急迫。
港口是經濟發展的晴雨表。我國90%以上的外貿貨物通過港口進出，港口在有序推進復工復產和維護全球產業鏈供應鏈穩定等方面扮演著極其重要的角色。近日，國家領導人對寧波舟山港進行了考察調研，體現出港口在經濟建設中的分量。
據介紹，51WORLD智慧港口業務目前已初步完成標桿案例的打造。企業對港口作業流程進行了數字孿生升級，模擬推演各流程環節，并通過大數據分析可視化平臺，實現了業務的實時監控和調度。港口裝卸運載效率得到提升，港區對本地經濟的引擎作用會進一步凸顯。
作為疫情影響的重災區，民航業能否在今年剩余時間內回暖，關系著工業制造、交通、旅游等多個行業的生存環境。其中，作為航運樞紐的機場起著至關重要的作用。
數字孿生機場運營管理平臺
今年1月，民航局發布《中國民航四型機場建設行動綱要(2020-2035年)》，提出了建設“平安、綠色、智慧、人文”四型機場的目標，要求“實現保障能力、管理水平、運行效率、綠色發展能力等大幅提升”。
對此，51WORLD結合綱要與實際業務，與中國民航科學研究院等單位共同協作，加強航空側、航站側、地勤側的信息化建設。通過自主研發的云鏡系統，實現了飛機航行狀態實時追蹤、歷史航班及車輛查詢、航班態勢監測、停機坪報警監控等管理功能。
較傳統的平面數據中心，云鏡系統能夠映射與反饋飛機在XYZ坐標上的起降狀態、巡航態勢、停機坪安全監測，賦予車輛和航行器真實地空間坐標，打通機場數據，提升信息化管理的應用效果和業務效率。
“四型機場是基建和新基建的要沖聚焦行業，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售前方案及生態伙伴部部門經理張焜棋透露。
除此之外，51WORLD此次發布的應用行業，還涉及了智慧景區、智慧工廠等疫情高風險場景。在“本土疫情傳播已基本阻斷”的情況下，數字孿生系統結合5G和物聯網等新興技術，可以實現遠程可視化管理、預警和應急聯動，保障復工復產復學的安全有序推進。
財政壓力增大、去杠桿以及全球疫情持續的整體環境，新基建不會走“大水漫灌”，“來去匆匆”的老路。從多地公布的2020年重點項目投資規模來看，還是以計劃內動作為主，并沒有一窩蜂地上馬新項目。
數字孿生電力設備運維系統
李熠認為，各地新基建項目并非指向短期拉動效應，而是“四兩撥千斤”，著眼于經濟社會數字化的長遠轉型。
“對于51WORLD來說，新基建是將數字孿生與各行各業聯結的紐帶，更是數字孿生的廣闊舞臺。我們也將與合作伙伴一起，探索更多的行業應用場景?！?/b>
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