数字孪生智慧机场：透视数字化时代下的航空运营

在《智慧民航建设路线图》文件中，民航局明确指出，智慧机场是实现智慧民航的四个核心抓手之一。这一战略性举措旨在推进数字化技术与航空产业的深度融合，为旅客提供更加智能化、便捷化、安全化的出行服务，进一步提升我国民航发展的水平和国际竞争力。

智慧机场数字孪生解决方案是创建一种轻量、可交互的基于 Web 的智慧机场 3D 可视化解决方案，以青岛胶东国际机场为背景，聚焦机场的全局和航站楼两个主要区域，通过多元的可视化手段呈现机坪、廊桥、跑道、飞机、边检海关出入境区、旅客安检区和行李提取区等。解决方案将推进数字化管理模式，以机场服务能力、运维水平、建设能力、全域协同运营等维度为基础，推动航站楼服务的智能化，飞行区的少人化，以及旅客和货物的联程联运。

通过第一人称视角身临其境地浏览客舱布局、座位间距和机载设施等信息，管理者可以享受全新的视觉效果，获得更直观的巡检体验。

以机坪为核心的机场运输作业区域，提供各种地面服务，如旅客、货物装卸、停放和机务维修。全篇应用 Hightopo 自研 HT 图形引擎，数字孪生机坪内飞机、廊桥、停机位、联络道、滑行道和车辆等关键对象。通过实时监测和多维度综合分析，实现对机位分布、飞机停靠、廊桥状态、航班状态、出港离港状态、跑道开闭状态和车辆状态的管理。

面板中航班信息集中呈现全部廊桥与飞机当前或历史的运营状态（工作中/已计划/空闲中/待登机/安检中）。

这个方案支持动态告警监测机制，可以监测飞机容量、机位冲突、机位机型不匹配等情况，并与机位容量、进出港航班数量、机位调配进行联动分析。

通过多方位监测机场机位的实况信息，可以在 7*24 小时内实现异于常态事件的实时预警告警，实现机场机位的平衡管理、动态预警和联动控制，为机场资源管理和调度提供数据支持。工作人员可依据监测到的机位容量、进出港航班量、机位调配等参数，对机场机位实况展开可行性并行分析。

图扑可通过对接 API 数据接口，以三维建模技术对飞机结构进行立体呈现，并以数据面板形式浮现维修中心内各飞机基本信息、检修状态、计划完成时间等关键内容。以建立文件记录的形式有效追踪历史作业流程规范，实现维修记录数字化、维修方案可视化、沟通协作网络化的全流程管理。

运用自研 HT 渲染引擎，数字孪生多类型机型。以 360° 旋转展示，满足指挥中心直观查看设施机型的整体结构，以及与执飞飞机之间信息的实时共享。通过把飞行的实时数据接入可视化大屏，实现实时监控当前客机载客量、机型、机龄等基本信息及状态。

可视化设计可以实现对地面服务作业态势的实时追踪和历史流程的高效溯源比对。同时，通过高亮和透视等效果，能够清晰展示廊桥内人员行走路径、飞机座舱结构，以及行李拖车和牵引车与飞机的运作工况。这些功能和特点提高了机场地面服务作业的可视化程度，使得机场管理者能够更加全面地了解机场的运营状况，从而更加精准地进行资源调配和指挥，提高机场的运行效率和安全性。

制作流畅得动画交互效果，真实复现引导车引领飞机进港停靠-各类保障车辆靠近检修-货运车辆输送货物-牵引车牵引飞机出港全流程。通过实时追踪和安全预警机制，可以有效地提高机坪作业车辆的管理和安全性。可视化、互动和透明的方式展示机坪车辆的位置和状态，以及对潜在的安全风险进行实时监测和预警。机场管理部门更好地掌握机坪作业车辆的运行状况，及时发现和解决问题，确保机场的正常运行。

通过传感装置监测跑道、滑行道、机坪、联络道等的飞机基本信息、飞行状态、位置等参数，实现了道面沉降精准监测、道面安全情况感知等多元跑道智能化服务。同时，这也避免了因错误的评判跑道状态而导致飞机落地后冲出跑道的事故再次发生。

机场跑道内的助航灯光是为了在夜间或能见度较低的白天，辅助飞机驾驶员正确地判断飞机到跑道入口的距离和方向，并保证飞机安全进近和着陆。通过搭载智能感知元件，对跑道内助航灯设备得实时状态监测和历史数据进行精准查询，从而实现对灯光系统的实时巡检。同时，该软件还可以通过三维可视化监管，对助航灯设备的空间位置分布进行监测。

允许通过单击目标照明设备的名称、类型、数量、状态、工作时间和其他参数进行查询，并在一个大屏上显示所有设备的当前运行状态。该平台为超过预定义阈值的设备提供报警功能，工作人员可以根据报警信息制定合理的维护计划。这有助于降低机场导航灯的维护成本，同时提高检查和维护工作的效率。

通过图扑软件的天气雷达或气象管理可视化业务系统，工作人员可以模拟和复现场景内的多种气象变化，监测关键指标如风力、积水、降雪等，并进行综合性评判分析。

为了优化地面管制指挥席的航班滑行规划及减少地面滑行冲突事件的发生，图扑软件利用高亮流光效果对各飞机滑行路径进行清晰展示，以便地面工作人员能够统一、共享、集中规划航班滑出顺序及滑行路径。此外，软件通过与后台数据接口对接，实时上传飞机位置坐标信息，并依据分配结果规划路径，确保滑行路径可以同步动态刷新。通过这种方式，固化滑行路线，形成闭环滑行交通流，减轻地面工作负荷。

图扑软件的动画效果可以实现孪生飞机在进港降落、滑行、归至停机位的全过程逼真展示，让工作人员能够直观生动地了解整个过程的动态情况。

机场是现代化民航基础设施体系，加快数字化转型、建设更高水平的智慧城市已成为城市竞争的新赛道。图扑软件基于 HT 引擎为国内民航数字化转型支撑可视化服务提供有力的一环，融合物联网解决方案，打造适配场景的智慧机场三维可视化解决方案，更好地推进平安、绿色、智慧、人文”的四型机场建设落地。

数字孪生机场国内民航数字化转型支撑可视化服务提供有力的一环，融合物联网解决方案，推进智慧机场的建设落地。

在机场交互的数据可视化行业，要精准且高效的传达信息内容，所以在制作中要还原场景信息，做到项目与真实场景无缝衔接，同时也要确保项目的易读性，以及功能的易用性。

本期以智慧航站楼为主题，展开描述。航站楼内的服务业务涵盖面广，生产运行方式复杂多样，人员流动和聚散状态难以控制，因此产生了许多不连贯、补丁式的系统数据和跨专业的问题，这些问题往往难以融合，导致资源配置不均衡等一系列问题。

智慧航站楼基于空间、时间、指标等多维度数据，以多样化组态图表对航站楼目标因素运行数据进行图形化和可视化。数据动态加载的面板形式呈现于场景两侧，使工作人员可以宏观地监控航站楼内旅客大厅、安检大厅、行李转盘、安检、边检查验、海关等多个因素的运营状况。

图扑民航机场的数字孪生平台可以整合各功能系统的数据，通过多维度、多视角的展示方式，直观呈现各系统的实时运行状态、设备信息、故障预警等内容。例如，在数字孪生消防系统中，可以通过火灾感应器实时检测火灾情况，并将其在数字孪生平台中呈现出来，便于消防人员及时响应；在数字孪生电力系统中，可以监测各配电箱的电能消耗情况，及时预测设备维修保养周期，避免设备故障对航站楼正常运营的影响。数字孪生平台可以为航站楼运营提供全方位、精准化的管理服务，确保各系统的安全、可靠运行。

当监测到危险情境时，平台将通过感知、识别、定位追踪事发源头。将危险源、隐患、事故数据相联动，依据风险级别及事件演变规律、运营安全压力等综合态势，整合信息、事件、联动资源，根据应急预案流程进行相应的分类，跨行业、跨部门、跨层级的协同调度指挥。

民航安检部门正在推行数字化建设，例如“一码通关”和“OneID”刷脸过检。为此，图扑民航机场开发了许多新的工具，例如“自助值机”、”安检可视化“和“快速乘机”全流程旅客乘机可视化建设，以优化整个乘机过程。作为一个基于 HTML5 的 2D、3D 图形渲染引擎，图扑软件 HT 可以应用丰富的动画展现形式，已经搭建了自助值机、乘机安检、检票登机等三维动画。

通过前后端数据的互通，实时展示旅客自助打印机、单人检验台控制台、安检合规等的操作流程。帮助机场进一步实现“一脸一码”轻松过检，减少多环节的身份查验和近身检查，从而提高通关的舒适感和自在感。

运维人员可以通过弹窗的形式实时展示游客最新的操作进度，同时通过面板的颜色和动效快速判断该设备目前的运行状态，从而实现对每台自助值机设备作业态势的实时监管。此外，系统还支持增设预警机制，当游客在某一流程中停留时间过长时，系统会快速预警并通知最近的工作人员前往服务解答，从而提升对游客的服务和机场的管理。

针对安检口开通情况、人体扫描仪器监管和行李 X 光机监管等设备动态逐一渲染复现。同时，它还深度集成了电力、环境、电能质量等监控系统，并联动后台接入真实数据，通过颜色和动效来感知设备的作业状态。这使得运维人员能够及时了解设备故障情况，并根据安检人员数量来合理开通通道，避免对旅客造成延误或等待时间过长等不友好影响。

毫米波人体三维成像安检仪是一种非侵入式的安检方式，能够高效监测出在衣物覆盖下藏匿于人体各部位的非金属物品。与传统的金属探测门+手检方式相比，毫米波安检仪能够在不直接接触人体的情况下，提高安检效率和精度，同时减少对受检游客的服务不便。在图扑智慧机场的人体安检扫描环节，利用毫米波安检仪获取的图像信息，通过图扑软件的可视化展示，使安检人员能够更加直观地查看隐匿物品的形状、大小和位置等信息，从而提高安检效率和准确性。

场景的实现让机场的运营管理变得更加高效和智能化，同时也提升了旅客的服务体验。通过数字孪生技术的应用，运营人员可以实时监控机场的运作情况，对各个环节进行调整和优化，避免拥堵和延误的发生。旅客可以通过可视化的展示，更加直观地了解自己的登机流程和状态，减少等待和焦虑的情绪，提升旅行的舒适度。整个场景的实现还可以为机场的数字化转型提供借鉴和参考，为机场管理带来更多的创新和发展。场景可依据现实世界作业态势，数字孪生工作人员上岗与游客排队检票的场景，结合图扑 HT 动画展示了游客从排队-检票-登机的各个流程，使整个登机口的管理更加可视化、智能化、扁平化。业务流程仿真的实现让机场 3D 可视化更为丰富生动，摆脱传统机场可视化中纯数据面板展示的不足。

民航机场可以利用实时监测数据来监管边检场景中的设备、通道和人员。通过丰富的可视化展示方式，突出当前设备的运作状态，实现设备、通道和人员的绑定监管。这样的监管方式方便机场管理者对国际出入境旅客通关进行调控，使其更加便捷和集中化。通过将边检自助通道的开闭状态和通行人员数据相结合，可以实时展示人员通行查验的进度和异常信息反馈。

整合边检各项检验系统数据，可以动态监控查验人数、人流量、乘客数量、目的地等信息。此外，系统还支持针对查验异常人员运行轨迹的抓拍、历史轨迹溯源、录像等自主操作，辅助管理者提高对进出境货物安全卫生和商品质量的监管力度。

为了防止疫病输入和入境人员交叉感染等风险，图扑智慧机场海关防疫可视化模块开通了手提行李拦截通道。图扑可视化平台整合了安检信息、报关、报检等系统数据，基于热成像红外测温仪、微小气候终端、化学毒气监测设备，在可视化大屏幕内对行李中的出入境药品、食品、日用百货、动植物等要素进行透视监测，并及时反馈当前行李扫描状态信息。这种方法大大降低了现场工作人员的查验压力，切实避免了查验疏漏现象的发生。

机场实时客流分析和人员密集监测管理是机场管理的重要组成部分。图扑民航机场可以根据航站楼内划分的区域，在3D场景中呈现旅客的热力分布图，并通过2D面板详细说明异常区域的预警信息。管理者可以根据实时的人流热力图、预警信息、乘客分布情况等参数，判断是否需要采取人流疏散策略。这不仅有助于管理者宏观掌握旅客人流量和密集度，而且还可以辅助制定各种服务设施策略等。

机场智慧机器人能够根据预先设置好的功能路线，在无人干预情况下对航站楼旅客活动区域进行全覆盖的巡逻和固定点位值守，实现了 7*24 小时不间断的监测和保障。这种方式不仅提高了机场管理的效率和准确性，同时也为旅客提供了便捷、快速、舒适的体验。

通过利用红外测量和热成像等技术，结合 HT 引擎强大的渲染功能，可以在实时动画中真实再现机器人的当前运行状态或历史运行轨迹。可同步上传已识别的乘客体温读数、消毒区域和三维空间异常检查的监测数据。