随着国家和民航不断提出对新基建和四型机场建设的新要求，传统的机场建设迫切需要转型升级，采用数字孪生技术构建数字机场，是落实智能建造和新型基础设施建设的具体举措，是智能交通领域的一项探索创新。本文结合西安咸阳国际机场三期扩建工程的实例，探索数字孪生技术在机场建设中的具体应用，具有积极的实践意义。

  数字孪生(Digital Twin)的概念最早是由密西根大学的Michael Gneves教授于2002年提出的，具体是指在物理实体基础上，通过仿真模拟，映射到虚拟空间中，并构建能够实现信息交互的数字挛生模型，通过传感器进行数字感知，并依靠技术集成，实现虚拟空间的数据交互和实体数据的映射，建立数字化的分析模型，通过一系列的分析计算，最终通过实体基础设施中的驱动器发布执行指令，转变成生产和运营的活动。

  在新基建的背景下，数字化场景的构建是新基建的核心要求之一，数字孪生机场是物理基础设施的数字化重现，将催动更多新的场景应用和产业链。在机场建设领域，建筑信息模型(BIM)是主要的工具之一，同时，数字化仿真模拟等工具的应用，也是数字孪生技术的重要外在体现。包括机场的规划设计、改扩建方案研究、建筑信息模型等均可以通过三维可视化场景，极大地提高规划设计的效率，通过立体感知、实时分析等，解决规划设计方案的虚实交互。

  数字孪生机场应用案例分析

  数字孪生机场通过充分利用大数据挖掘技术、人工智能算法以及先进的数据分析方法，整合汇聚数据资源，建设完成机场运行品质评估系统并开展数据高阶分析与挖掘咨询服务;依靠系统的数据基础，积极实现机场运行品质的实时感知和可视化交互，依托数据高阶分析与挖掘服务，实现业务问题瓶颈的精准发现，利用仿真模拟技术对运行方案进行评估分析，优化运行策略，为机场运营管理、旅客服务和规划决策提供强有力的支撑。一般在机场信息中心(ITC)建立孪生数字机场的模拟仿真系统，通过显示大屏、VR/AR、体感、模拟器、综合可视化等方式，展现机场的模拟运行以及四型机场的展示和体验。下面以西安咸阳机场三期扩建工程为实例，简要介绍数字孪生机场的建设方案。

  (一)系统架构

  西安咸阳机场三期扩建工程中，搭建的数字孪生机场系统架构是在数据中台和业务中台的基础上，建设智能共享服务交互平台，连接内外部系统平台和各类生产业务类平台，通过整合机场各业务系统数据，加强数据资源管理能力;提高机场数据分析、可视化和决策支撑能力;提升机场对航空旅客、航空公司的综合服务能力。主要实现机场运行品质评估、数据的存储处理分析、运行管理、数据资产和数据治理、机场运行效率仿真、智能多媒体展示、3D全息投影数字沙盘组成、应用场景展示等功能。关于数字孪生机场系统架构图，见下图。

  (二)功能要求

  以下重点对机场运行品质评估、机场运行效率仿真、3D全息投影数字沙盘、应用场景展示等功能进行介绍。

  1. 机场运行品质评估

  2. 机场运行效率仿真

  3. 3D全息投影数字沙盘

  4. 应用场景展示

  (1)机场建筑全景可视化

  (2)地面区域交通可视化

  (3)天气状态三维可视化

  (4)空域状态可视化

  (5)站坪状态可视化

  (6)航班执行状况可视化

  总结与展望

  随着数字孪生理论和实践的不断完善，应用的具体领域和应用场景会不断增多，同时随着5G、物联网等技术的不断革新，在今后的机场建设过程中，可以预见，将围绕机场基础设施建设和运营维护的全生命周期，开展数字孪生的构建和部署，不断反馈和迭代，建立各类流程和信息的交互和映射，源源不断地获取物理设施的数字信息。相信在不远的未来，数字机场的场景将更多地呈现在建设、设计、实施、管理等人员面前，将极大地促进降本增效，实现民航机场建设的高质量发展。