實例應用 智慧機場 熱點透析 解決方案

重慶機場:品字形“四型機場”建設架構及應用

2020年1月3日,民航局印發《中國民航四型機場建設行動綱要(2020-2035年)》(下簡稱《綱要》),明確四型機場是以“平安、綠色、智慧、人文”為核心,依靠科技進步、改革創新和協同共享,通過全過程、全要素、全方位優化,實現安全運行保障有力、生產管理精細智能、旅客出行便捷高效、環境生態綠色和諧,充分體現新時代高質量發展要求的機場。

一、“四型機場”內涵密切相連

平安機場是安全生產的基礎,是“四型機場”的基本要求,涵蓋主動防御和快速響應兩方面。綠色機場是貫徹新發展理念、實現可持續發展的關鍵,是“四型機場”的基本特征,涵蓋資源集約和環境友好兩方面。人文機場是真情服務和民航精神的載體,是“四型機場”的基本功能,涵蓋真情服務和理念創新兩方面。

智慧機場是生產要素的全面物聯,數據共享、協同高效、智能運行的機場,在“四型機場”中有特殊的地位。民航局副局長董志毅指出“從實現路徑來看,平安、綠色、人文更多體現的是四型機場建設的狀態特征,而智慧則是關鍵的驅動和手段”。例如平安機場建設所需的生物識別、電子圍欄、鳥擊防范技術、FOD探測技術等;綠色機場建設所需的綠色能源技術、能源綜合監管系統、低碳環境建設等;人文機場建設所需的虛擬現實技術、自助值機服務等,都離不開智慧機場的支撐。

二、品字形“四型機場”建設架構

重慶機場以實現路徑為導向構建智慧機場與其他三型機場的關系,建立如圖1所示的品字形架構,其特點是針對具體建設需求,具有很強的操作性。該架構較好的將四型機場有機地聯系了起來,但這種聯系并不緊密,對于四型機場的建設仍然必要非充分,解決的問題有限且不系統,稱之為弱關聯性品字形架構。

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圖1:弱關聯性品字形“四型機場”建設架構

重慶機場需要通過四型機場的建設提升企業競爭力,整個民航行業需要四型機場的建設來提高生產運行效率。無論從民航發展還是旅客需求角度看,四型機場建設架構都不是靜止的,而是不斷深化發展的。總體深化方向是讓品字形“四型機場”架構逐漸有機融合,形成更加成熟的機場發展模型,如圖2所示。圖中用小圓和大圓分別指代“四型機場”的內涵和外延,下面重點闡釋如何實現這種有機融合。

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圖2:動態深化的品字形“四型機場”建設模型

三、品字形“四型機場”建設架構的實踐應用

重慶機場“新航社創新工作室”自掛牌以來,積極探索“四型機場”建設的實踐應用。筆者以工作室的創新課題BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)智慧運維方案為例,簡述品字形“四型機場”建設模型的融合機制。2018年8月2日,民航局將BIM技術列入機場新技術名錄。2020年2月3日,民航局發布《民用運輸機場建筑信息模型應用統一標準》,明確指出要發揮BIM在“四型機場”建設中的應用價值。BIM具有參數化、可出圖性、三維可視化、協調性、模擬優化性、信息集成性六大特征。本案例的融合機制核心就是將BIM的特征和四型機場評價指標解構重組,研究指向對應關系。

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圖3:BIM案例中“四型機場”建設融合機制

如圖3所示,圖中展示了部分指向對應關系,用不同類型和粗細的線段連接了指標層和功能層。四型機場的評價指標并不都是正向的。例如綠色機場建設中,旅客對環境的滿意度越高越好,這一指標是主觀評價,且屬性為正;在智慧機場建設中,旅客平均值機時長越短越好,這一指標為客觀數據,且屬性為負。在圖3第5層屬性中羅列了各項指標的屬性供參考。案例實踐中,首先運用三維仿真技術在1:1建造重慶機場T3航站樓BIM運維模型。相較于BIM施工模型,運維模型做了大量優化處理,一方面剔除了部分運維階段不需要的非幾何信息,確保模型輕量化;另一方面建設動態數據庫,實現對實時運行數據的存儲和管理。在最重要的功能架構設計上,案例以品字形“四型機場”建設架構為指導,以智慧機場為基礎和手段,以解決問題、提質增效為目標設計平安機場、綠色機場、人文機場的功能架構。

例如在平安機場的指標層中,要降低故障設施設備的維修時間,在功能設計上考慮了包括墻體管線透視在內的多個組合功能。墻體管線透視是在施工階段常用的BIM管線綜合功能上進一步開發實現的,解決了故障設施設備維修中經常面臨的隱蔽工程破壞性檢查的弊端。由于墻體內部各專業的管線圖紙分散、主責部門不同,導致查找故障原因時各部門間互相推諉,造成維修時間較長,影響平安機場建設指標。具體做法是引入VR(Virtual Reality,虛擬現實)設備,讓管理人員戴上VR顯示器就能透視故障區域墻體內部的所有專業管線,并將各管線運行數據直觀顯示,幫助快速鎖定故障原因(圖4)。此外,VR還可以應用在機場的應急疏散(圖5)、施工現場可視化交底(圖6)、消防設施使用、自助值機設備使用、醫療急救知識的沉浸式教學培訓中,可顯著提升學員接納理解度,有利于提升安全裕度。這一類融合機制的指向關系是從左至右的,即針對流程管理中的難點尋找技術上的解決方案,再與傳統流程作對照試驗,測算提升效果。

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圖4:BIM案例中VR管線透視應用場景

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圖5:BIM案例中的VR應急疏散演練應用場景

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圖6:施工現場可視化交底

綠色機場和人文機場的建設往往會給旅客帶來超越預期的服務體驗,對旅客的滿意度的提升影響更加明顯。通過將樓控系統、綠化景觀設計接入BIM模型(圖7),精準分析各區域的溫度、照度、綠化環境,利用仿真模擬技術為優化方案提供依據,在航站樓新增落地綠植景觀設計,提升旅客候機過程中的感官體驗。利用3D渲染功能,設計洪崖洞、釣魚城、古巴渝十二景等獨具重慶文化特色的微縮景觀,并在航站樓內各區域真實呈現,成為旅客們打卡留影的文化名片,豐富旅客文化感受的同時也提升了候機體驗滿意度。另一方面,人文機場的建設獲得部分組織和媒體的轉載報道,有利于提升企業的文化軟實力和知名度(圖8)。這一類融合機制的指向關系是從右至左的,即通過理念創新提升旅客滿意度,再測算各影響因子的權重。

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圖7:綠色機場和人文機場三維可視化建模

案例推進的成熟度和指向關系的復雜程度呈正相關,過程中也在反復實踐“四型機場”的有機融合,目前重慶機場正在構建“四型機場”成熟度模型(Four-type Airport Maturity Model)驗證案例成效。事實上,“四型機場”建設架構根據不同主體的理解和實踐,必然會存在多種其他可能,本文僅提出其中一種可行的架構。按照《綱要》建設目標,2021年到2030年是四型機場建設的全面推進階段,2031年到2035年是深化提升階段。無論哪種建設架構,“四型機場”間深度有機融合的趨勢不會變,這是由“四型機場”深刻復雜的內涵和外延所決定的。

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圖8:綠色機場和人文機場建設部分實踐

四、“四型機場”建設政策建議

在總結品字形“四型機場”建設架構的應用基礎上,筆者對“四型機場”建設的政策提出以下四點建議。

一是厘清建設各方角色。以重慶機場為例,向上準確理解行業政策、發展方向,尤其是“四型機場”的發展理念,向下密切調研旅客和一線員工的需求,積極推動“四型機場”建設在企業層面的頂層設計,向專業開發方提出準確需求,對檢驗有效的建設成果積極主導申報行業專利。

二是站在全局角度規劃“四型機場”綜合建設方案,尤其要注重智慧機場的核心基礎作用。在本案例的融合機制中可以發現智慧機場建設路徑要防止自身孤立,應和其他三型機場有機結合;整體建設規劃也不應局限于機場建設階段或是運營階段,而是全壽命周期綜合考慮。

三是建設推進應以旅客需求、一線需求為錨,避免被紛繁的新概念新技術迷惑了穩定路徑。5G、人工智能、人臉識別、綠色能源、虛擬現實等新概念新技術在“四型機場”建設過程中層出不窮,規劃時以業務需求為錨才能本固枝榮,將這些技術概念按“四型機場”指標歸納研究,正確處理新技術應用與管理創新的關系,建設思路才會更清晰。

四是培養復合型人才。品字形建設架構清楚反映出“四型機場”復雜的內涵和外延,單就其中任一型機場的建設方案來說也不是孤立學科,傳統觀念中讓計算機專業人員搞智慧機場、社科專業人員搞人文機場、安全管理專業人員搞平安機場、環境專業人員搞綠色機場的模式存在嚴重弊端,企業不僅要在規劃團隊中配齊各專業的優秀人才,還可考慮通過校企合作的方式,針對性培養“四型機場”建設復合型人才。

作者:重慶機場集團 吳曉,黃楊雁,陳翔宇

來源:微信-四型機場

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