從太空探索到仿真技術，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構力學部門的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+結構完整性&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。當時包括工業(yè)4.0研究院在內的多家國內研究機構和企業(yè)，紛紛啟動了數(shù)字孿生相關的研究課題。

    從那之后，數(shù)字孿生這個概念，就開始風靡互聯(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，率先駛入智慧機場的新世界。

    博能股份技術總監(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‘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�！�

    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)標準，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和應用過程中的信息安全風險，這些都是構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、資源調度等）進行參數(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，預測難度很大�？沼蚰Ｐ投�義時，涉及的要素主要有地形、氣象、航路網(wǎng)、導航臺等。與空域相關的機場數(shù)字孿生模型主要有飛行程序模型、放行模型、進港模型、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、設施設備等，與飛行區(qū)相關的機場數(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、服務資源、路網(wǎng)及相關設施、規(guī)則、路網(wǎng)及相關設施等。由航班計劃驅動的，與之航站區(qū)相關的機場數(shù)字孿生航站區(qū)模型主要有旅客人流聚集和疏散模型、進出港規(guī)則模型、資源利用率和優(yōu)化容量模型、旅客室內路徑規(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、旅客滯留預警資源的優(yōu)化配置、路線導航等功能。

    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)和設施等。由航班計劃驅動，與公共區(qū)相關的機場數(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是使用戶只需要進行簡單的參數(shù)配置，即可獲得一個真實運行場景復刻的機場環(huán)境，為設計者、開發(fā)者、學習者、運維者提供設計方案以及算法、參數(shù)等的驗證平臺，科學評估資源容量和優(yōu)化運行效率，使數(shù)字孿生平臺更加接近于真實世界。