我国民航产业发展态势良好，但随着市场需求的复杂化，传统的运行管理模式进入瓶颈期，迫切需要进行数字化改革。利用数字孪生技术打造多维度的可视化智能系统，从数据和模型共同出发，为机场安全管理、行李处理、延误预测、运营维护等不同应用端提供智能、清晰的数字化解决方案。
一、数字孪生技术介绍
1.数字孪生
数字孪生是一项迅速发展的数字信息化技术，以数字化为载体，通过建立现实空间到虚拟空间的映射，实现对现实空间中的设备或系统状态实时感知。
数字孪生概念由三部分组成：物理空间的实体事物、虚拟空间的数字模型、虚实之间的连接数据和信息交互。通过多技术的综合运用，从多学科、多物理量、多尺度实现对数字孪生对象实体的全生命周期过程仿真。
2.数字孪生机场
数字孪生机场是指利用数字孪生技术对机场进行建模，实现机场的数字化管理和智能化运营。数字孪生技术通过建立物理机场的数字孪生体，实现对机场运营状态的实时监控和预测，支持机场管理者的决策，从而优化机场的运营效率，提高安全性和服务水平，降低能耗和维护成本。
从数字孪生概念的三部分进行理解，数字孪生机场由现实机场、机场的数字孪生模型、机场相关数据组成。通过数字孪生技术，可以实现对现实机场的设备、系统、流程的实时监控，并基于大数据进行智能分析评估。数字孪生模型还可对飞机飞行进行仿真模拟，直观展示飞机运行状况，降低运行风险。
二、数字孪生机场应用场景
数字孪生机场能够从多学科、多物理量、多尺度对机场各部运行进行仿真模拟，应用范围宽泛。
1.安全管理系统构建
机场安全管理体系的核心在于对安全风险的准确识别与有效管理。通过数字孪生技术，机场可以对风险主体和风险源进行细致的仿真模拟，并结合风险源分级信息与大数据分析结果进行直观的可视化展示。从而帮助机场管理者全面了解潜在的安全风险，显著降低预期风险。
通过虚拟仿真模型的推演模拟，机场运营管理人员还可以模拟仿真应急救援培训和应急指挥调度，从而提高相关人员的应急反应速度和处置能力，为实际应急救援工作积累经验。数字孪生模型与机场实体的精准映射，使得安全管理内容得以可视化、立体化和智能化管理。
2.行李处理优化
通过引入数字孪生技术，机场能够实时监控行李设备的运行状态，并对行李处理系统进行仿真验证。基于数字孪生技术，行李设备的监控和数据库管理得以优化。通过收集设备运行过程中的静态数据和动态数据，并进行深入的分析与逻辑运算，机场能够生成预防性维护系统。这一系统具有前瞻性，能够提前预测设备可能出现的问题，并及时进行维护。
此外，通过实时监控设备和系统的运行状态，当设备产生故障时可以迅速定位问题，并进行针对性的处理。大大缩短设备的停机时间，降低延误风险。
3.航班延误动态预测
航班延误是机场运行过程中难以避免的问题。数字孪生技术通过建立机场物理环境的数字模型，可以实时监控航班运行状态，预测航班延误情况。通过对历史和实时数据的分析，数字孪生技术能够准确预测航班延误的概率和时间，为机场管理者和航空公司提供决策支持。
此外，数字孪生技术还可以结合人工智能算法，实现更加精准的航班延误预测。通过对天气、交通情况、机场设施状态等多元数据的融合分析，数字孪生技术能够提供更准确的航班延误概率和时间，帮助机场和航空公司更好地应对航班延误问题，提高运营效率和服务质量。
4.智能运维
数字孪生技术可对机场航站区、物流园区、公共区、飞行区、环境信息等机场全域进行精细化模型展示，并通过可视化的界面将各域设备和设施的信息进行直观展现，方便各部门全面、直观地掌握机场运行态势。
基于大数据，数字孪生机场可对空域历史航班通航态势信息的深入挖掘，从而精准模拟和推演飞机在全流程中的运行情况。通过复盘历史信息，机场和航空公司可以更好地理解航班运行的规律和趋势，从而为航线规划和航班调整等关键业务提供决策支持。
基于数字孪生技术，机场可实现全局的数字孪生可视化，通过数字孪生模型与机场实体的一一映射，从多维度实现机场数字化发展，助力机场运维能力和服务水平长效提升。
