通过数字孪生，搭建实时交互式机场可视化工具

运营一个国际机场具有一定的复杂性，再加上还要处理多种服务交付合作关系，这就要求必须克服人工协调的局限性。取而代之的是机场数字孪生系统（DT）。DT可以让决策者观察到整个场地和子系统，可以以协作的方式检查和优化各种细节。香港国际机场管理局（HKIAA）等领先机场已经开始使用 DT 应用程序。

香港国际机场管理局首席信息官Lily Lai指出，“DT使香港国际机场能够加快对复杂系统的理解，探索假设性变化并实现更快速、更好的业务决策”

机场数字化的机遇

“数字孪生”一词指的是一个现有机械系统和实体设施的三维实时交互式呈现。

数字孪生可以实现“现状”可视化，同时为未来设计、持续监控和系统测试增加一个新的数字层。现实情况是，机场在采用DT方面已经落后于其他一些行业，例如先进制造、建筑工程等行业。这些行业已经从由数字孪生支持的巨大生产力提升中受益，包括节省时间、降低成本、设计和质量改进能力。

从广义上讲，机场DT可以开辟新的战略价值，包括以下各方面：

平台愿景：主要是通过对现有资产的运营优化以及利益相关者的联合方案开发和未来规划战略；

收入：机场DT可以为首发运营商创造收入，这些运营商可以开发机场专用应用程序，在全球范围内销售给其他机场；

系统创新：通过与技术部门合作，利用 DT 模拟新的运营实践和商业服务。

DT在机场的初步应用

DT提供的三维实时交互式体验使得机场有机会重新配置和评估整个运营，并可以随时获得以下信息：

全面的机场视图、利益相关者可视化、现状文件、基础架构规划、资产管理、地面操作可视化、跟踪系统性能、模拟紧急场景、预测操作计划、基于模拟器的员工培训。

DT工具可以在领导层的参与和流程创新的导向下在各个关键领域带来变革性变化，包括以下各个方面：

保护稀缺的（土地）资源：分析各种设施和土地使用方案，这在机场董事会作出永久性决定之前至关重要。

例如，DT应成为重要的总体规划工具，因为DT能为关键利益相关者提供了更清晰的认识，使其能更清楚地了解机场如何为当地社区和地区创造更多价值。

数字经济跳板：虚拟连接正在发挥巨大的作用，原因是许多行业合作伙伴、科技先行者及其他商家在推出新产品和服务之前都会利用虚拟连接建立创新的开发和测试实践。

例如，航空公司很早以前就在实施新驾驶舱程序之前先采用先进的模拟技术。机场社区可以增加新一代的就业机会、发展数字经济技能和吸引全球领先企业的资金，也能获益。

实时创新平台：机场可以利用平台应对运营和商业环境的快节奏变化。

例如，亚马逊公司的经验表明，一个面向全球的实时模拟平台可以即刻生成各个方面的实时洞察力，包括市场需求、新系统潜力以及如何最好地影响利益相关者的利益。机场可以利用 DT 工具拓展这种潜力，可以与教育机构建立新的合作伙伴关系，共同开展研发、教学和在职培训。

数字孪生架构概念

DT基于多元架构，利用新的高清数字输入与现有的运营系统和机场管理数据库容量相结合。新的“现实模型”组件基于高带宽可视化界面，可无缝整合机场的日常运行方式，或通过基于场景的评估实现更好的运行方式。

现实模型是对应现实世界的虚拟复制品，与现有的运行数据、标准操作程序和流程结合在一起描述系统的整体状态。许多机场已经实现了一些DT所需的相关工具，包括与其他地理空间信息系统（如GIS和BIM）的接口。现实模型必须具备以下功能才能实现有效的DT功能：

高精度：基于空间精度的高精度意味着地形和建筑环境的每个几何特征都可以精确到其实际位置的 5-10 厘米以内。模拟精度在DT开发中至关重要，因为DT用到的假设情景不能因为不确定的视觉环境可靠性而受到影响；

数字分辨率可实现极高的视觉清晰度（通常为 1 厘米像素清晰度），提供近似照片逼真度的整体模型视角和真实世界的“感觉”；

参数能力：用户可轻松识别重要的离散对象（如单个资产）；

交互性可实现以加速对话、建立理解和促进信任的方式构建整个现实模型的范围；

数字孪生实践

许多机场已经开始实施各种数字孪生工具并取得了巨大成功，其中包括香港国际机场管理局等全球领先企业。

香港国际机场管理局首席信息官Lily Lai表示，“DT 将有助于实现香港国际机场的愿景，我们的愿景是成为一个智能机场，目标是应用创新和技术为旅客创造愉快、轻松的体验，同时提高运营效率。”

许多城市已经认识到实施DT的好处，大多数机场都位于一个城市区域内或其周边地区，因此很自然可以将DT应用与“机场城市”概念联系起来，进而出现了巨大的合作机会。

许多技术型机场服务提供商正在进入这一领域，我们正好利用这个大好时机扩展我们的技术和管理知识，了解如何以最佳方式使用DT来提高机场性能。

机场可持续发展计划可以利用DT真正地整合各方利益相关者参与，帮助机场与周边社区建立重要关系。