隨著國家和民航不斷提出對新基建和四型機場建設的新要求，傳統的機場建設迫切需要轉型升級，采用數字孿生技術構建數字機場，是落實智能建造和新型基礎設施建設的具體舉措，是智能交通領域的一項探索創新。本文結合西安咸陽國際機場三期擴建工程的實例，探索數字孿生技術在機場建設中的具體應用，具有積極的實踐意義。
數字孿生(Digital Twin)的概念最早是由密西根大學的Michael Gneves教授于2002年提出的，具體是指在物理實體基礎上，通過仿真模擬，映射到虛擬空間中，并構建能夠實現信息交互的數字攣生模型，通過傳感器進行數字感知，并依靠技術集成，實現虛擬空間的數據交互和實體數據的映射，建立數字化的分析模型，通過一系列的分析計算，最終通過實體基礎設施中的驅動器發布執行指令，轉變成生產和運營的活動。
在新基建的背景下，數字化場景的構建是新基建的核心要求之一，數字孿生機場是物理基礎設施的數字化重現，將催動更多新的場景應用和產業鏈。在機場建設領域，建筑信息模型(BIM)是主要的工具之一，同時，數字化仿真模擬等工具的應用，也是數字孿生技術的重要外在體現。包括機場的規劃設計、改擴建方案研究、建筑信息模型等均可以通過三維可視化場景，極大地提高規劃設計的效率，通過立體感知、實時分析等，解決規劃設計方案的虛實交互。
數字孿生機場應用案例分析
數字孿生機場通過充分利用大數據挖掘技術、人工智能算法以及先進的數據分析方法，整合匯聚數據資源，建設完成機場運行品質評估系統并開展數據高階分析與挖掘咨詢服務;依靠系統的數據基礎，積極實現機場運行品質的實時感知和可視化交互，依托數據高階分析與挖掘服務，實現業務問題瓶頸的精準發現，利用仿真模擬技術對運行方案進行評估分析，優化運行策略，為機場運營管理、旅客服務和規劃決策提供強有力的支撐。一般在機場信息中心(ITC)建立孿生數字機場的模擬仿真系統，通過顯示大屏、VR/AR、體感、模擬器、綜合可視化等方式，展現機場的模擬運行以及四型機場的展示和體驗。下面以西安咸陽機場三期擴建工程為實例，簡要介紹數字孿生機場的建設方案。
(一)系統架構
西安咸陽機場三期擴建工程中，搭建的數字孿生機場系統架構是在數據中臺和業務中臺的基礎上，建設智能共享服務交互平臺，連接內外部系統平臺和各類生產業務類平臺，通過整合機場各業務系統數據，加強數據資源管理能力;提高機場數據分析、可視化和決策支撐能力;提升機場對航空旅客、航空公司的綜合服務能力。主要實現機場運行品質評估、數據的存儲處理分析、運行管理、數據資產和數據治理、機場運行效率仿真、智能多媒體展示、3D全息投影數字沙盤組成、應用場景展示等功能。關于數字孿生機場系統架構圖，見下圖。
(二)功能要求
以下重點對機場運行品質評估、機場運行效率仿真、3D全息投影數字沙盤、應用場景展示等功能進行介紹。
1. 機場運行品質評估
2. 機場運行效率仿真
3. 3D全息投影數字沙盤
4. 應用場景展示
(1)機場建筑全景可視化
(2)地面區域交通可視化
(3)天氣狀態三維可視化
(4)空域狀態可視化
(5)站坪狀態可視化
(6)航班執行狀況可視化
總結與展望
隨著數字孿生理論和實踐的不斷完善，應用的具體領域和應用場景會不斷增多，同時隨著5G、物聯網等技術的不斷革新，在今后的機場建設過程中，可以預見，將圍繞機場基礎設施建設和運營維護的全生命周期，開展數字孿生的構建和部署，不斷反饋和迭代，建立各類流程和信息的交互和映射，源源不斷地獲取物理設施的數字信息。相信在不遠的未來，數字機場的場景將更多地呈現在建設、設計、實施、管理等人員面前，將極大地促進降本增效，實現民航機場建設的高質量發展。
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