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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,，美國空軍研究實驗室結(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)斗機機體數(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：“許多新建的機場其實都在建設(shè)‘兩個機場’,，一個是越來越漂亮的現(xiàn)代化土建機場，另一個就是數(shù)字孿生的智慧型機場,?！?/span>

在機場的運行過程中，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,，保障機場更好更快發(fā)展，如何從頂層設(shè)計確保智慧機場的可持續(xù)發(fā)展,，如何建立行業(yè)統(tǒng)一的智慧機數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn),，以及如何搭建行業(yè)統(tǒng)一的智慧機場信息平臺，如何避免智慧機場建設(shè)和應(yīng)用過程中的信息安全風(fēng)險,，這些都是構(gòu)建智慧機場需要重點解決的問題,。

博能股份利用數(shù)字孿生技術(shù)和機場數(shù)字孿生模型來定義一個機場仿真驗證的平臺，將機場的運行環(huán)境（如航空器,、車,、人、設(shè)備等）和運行狀態(tài)信息（如航班流,、旅客流,、運行規(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,、可用于試驗驗證的機場。王雪鋒在演講中提到,。

機場按照業(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?？沼蚰Ｐ投x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、車輛,、地服人員,、設(shè)施設(shè)備等，與飛行區(qū)相關(guān)的機場數(shù)字孿生模型主要有飛行區(qū)使用和運行規(guī)則模型,、滑行模型,、機位分配模型、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現(xiàn)機坪機位合理分配,、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)的機場數(shù)字孿生模型主要有交通運行規(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場驗證平臺的目標(biāo)是使用戶只需要進(jìn)行簡單的參數(shù)配置，即可獲得一個真實運行場景復(fù)刻的機場環(huán)境,，為設(shè)計者,、開發(fā)者、學(xué)習(xí)者,、運維者提供設(shè)計方案以及算法,、參數(shù)等的驗證平臺，科學(xué)評估資源容量和優(yōu)化運行效率,，使數(shù)字孿生平臺更加接近于真實世界,。