党的二十大报告系统阐释了中国式现代化，明确指出高质量发展是全面建设社会主义现代化国家的首要任务。聚焦民航业，实现高质量发展是新时代全体民航人振奋精神、踔厉奋发、迎难而上、锐意进取的工作新动力。“中国式现代化与民航高质量发展”将成为全体民航人要缜密思考、科学回答、探索实践的全新时代命题。机场作为民航发展的重要主体之一，其数智化水平直接关系到民航的整体发展质量，需要运用前沿技术与发展理念持续推进高质量发展。
一、贯彻新发展理念，缜密思考明方向
自党的十八大以来，习近平总书记多次强调要发展数字经济，提出“推动实施国家大数据战略，加快完善数字基础设施，推进数据资源整合和开放共享，保障数据安全，加快建设数字中国”。建设数字中国是新时代推进中国式现代化的重要引擎，是实现国家高质量发展的有力支撑。近年来，数字中国建设稳步推进，以数字孪生为代表的新一代信息技术得到广泛应用，国家发改委、工信部、网信办等多个部委密集出台相关政策，加强系统化布局、一体化推进。民航作为数字中国建设的重要主体之一，积极响应、认真落实。2022年1月，民航局发布《智慧民航建设路线图》，提出分阶段开展空中交通和机场数字孪生研究与试验。2023年1月，首都机场集团发布《智慧机场建设路线图》，提出搭建智慧基础平台，夯实数字孪生底座。2023年6月，民航局发布《关于落实数字中国建设总体部署加快推动智慧民航建设发展的指导意见》，提出建立基于智能建造、数字孪生的规划建设运营一体化模式。
在国家及行业政策的指引下，首都机场结合智慧转型“iBCIA1355战略”和工作实际，确定了“运用数字孪生技术实现机场实时业务态势感知及全景可视，落地物理机场与虚拟机场的虚实双向交互，助力人员、车辆、航空器等主体资源的优化配置，各运营主体的全域协同运行和保障方案推演，实现品质化运营”的建设目标。
二、科学回答定路径，平台支撑促运营
为实现建设目标，首都机场提出了“以物理感知为前提，以数据治理为支撑，以全景可视为手段，以多维管理为保障，最终实现智慧运营”的建设思路。在数据管理规范和网络安全管理规范的基础上，运用大数据、物联网、地理信息和云计算等技术，实现多维感知与数据治理，打造数据底座，支持空地协同、资源统筹、定制服务和态势感知等应用。结合数据底座和应用所产生的数据，进行数据挖掘，实现全域全要素的可视化展示与虚实双向交互，为多主体资源优化和全域协同运行提供支撑。
体系架构搭建方面，以业务需求为导向，从业务层向下逐层梳理，明确各层所需建设内容，并有针对性地有序完成建设。通过地理信息平台、大数据平台、物联网平台和云平台四大基础平台建设，不断夯实数字孪生底座，以数字化协同运行体系为依托，融合可信感知和数据治理成果，还原机场真实运营场景。
物理感知能力建设方面，首都机场依托GIS（地理信息平台）、BIM（建筑信息模型）、物联网、大数据、室内高精度定位和视频识别等技术，实现了机场内外近3万台设备设施识别、定位，落地航站楼全量人员感知、秒级连续定位与跟踪，完成每日数亿条人员、车辆、航空器、设备和环境监测数据采集与分发，打破“信息孤岛”，构建云边端物理感知体系，为数字孪生提供了精准感知数据。
数据治理能力建设方面，搭建集数据采集、数据治理、数据共享与数据展示“四维一体”的大数据平台，整合45个内外部系统，采集运行、安全、服务、商业四大主题域3089个数据项、7亿条数据。采用存储和计算分离架构，实现旅客群体分析、旅客微观分析、视频分析、商业分析和数据建模的高速并行处理，依托跨域数据共享交换技术，实现内外部系统的高质量数据共享，为数字孪生奠定坚实数据基础。
全景可视能力建设方面，依托物理感知能力所获取的地理信息、视觉感知和环境感知等多种数据，结合数据治理能力所提供的多种标准化数据和业务模型，根据不同业务主体分层次、分级别打造孪生体，无缝衔接构成数字孪生世界，最终实现了首都机场空中、地上、地表、地下、室内、室外“四纵两横、六位一体”的信息展示，助力空间实体的全生命周期管理，辅助模拟推演和联动指挥，结合人工智能分析和预测模型研判，主动传递预警信息、优化指令，全面提升机场运行监控、分析和决策能力。
多维管理能力建设方面，通过制定前瞻战略规划、完善管理制度、发布行业团体标准、组建专业人才梯队、形成均衡保障及安全防护能力等方式，构建新型管理体系。以公司发展战略为指导，通过制度完善与标准发布，持续创新、规范运营，通过数据管控、数据管理和数据应用管理的三级管理体系，不断推进数据管理工作规范化与标准化，最终形成数据与业务深度融合、相互促进的良性循环。运用数字运营资源均衡保障技术，实现数字运营资源“一张图”，构建业内领先的可视化风险预警展示体系。
三、探索实践共孪生，数字机场强发展
数字孪生是智慧机场的新型基础设施，可实现全场信息的综合展示与分析，为机场规划设计、运营管理与应急处置等提供有效支撑。首都机场根据自身建设思路，秉持“数字孪生不是简单地实现物理世界的映射，更要还原运行和管理的本质”这一建设原则，以业务需求为导向，分阶段、分层次开展相关建设工作，最终完成全场景、全流程、全量“人车机物环”的数字孪生机场建设。
运行协同方面，以数字化协同运行体系为依托，融合可信感知和数据治理的研究成果，建设机场真实运营场景。通过物理机场的航站楼、跑滑全要素虚拟构建，结合华北终端区进出港点位、航路及航班运行状态，将每日1000余万条航空器位置数据和2000余万条车辆位置数据与每日1000余万条航班运行保障数据进行融合，并关联23000余个传感器采集的上亿条天气、风力、空气质量、温湿度和冰雪覆盖等环境监测数据，以及航站楼内现场实时视频信息，实现虚实融合，还原机场实时运行状态。系统用户不在现场，即可感受全域、全要素的运行态势，作出运行决策，下达运行指令，完成航班及保障资源的高效调度，实现全域协同运行。
安全管理方面，基于多特征识别、跨摄像机多目标跟踪、异构深层神经网络模型等技术，实现对区域内全量人员的识别、秒级连续跟踪与孪生显示，完成厘米级人员定位和连续轨迹还原，并可在1分钟内完成重点人员及其密接人员的全量轨迹倒查。自上线以来，该平台已协助公安部门侦破案件46起，完成涉疫人员轨迹倒查169人次。基于现场采集数据展示除冰保障实况，可实时显示航班入离除冰位、除冰液余量预警、当前除冰阶段、全局除冰效率等信息，后台运营管理人员可在指挥大厅完成除冰资源的现场调度与指挥。此举一方面解决了低能见度条件下视频监控不可达的问题，另一方面提升了除冰保障效率和安全管控水平。
服务保障方面，在2022年北京冬奥会保障过程中，通过数字孪生体系完善航站楼内设备设施和环境，关联航站楼内值机柜台、安检通道、登机口和行李转盘的运行状态，制订符合国际大型赛事保障标准和机场运营承载能力的抵离保障方案，创造了“32小时航站楼功能及资源转场奇迹”，最大限度减少了人员感染风险，同时也为各级领导视察、指导工作提供了有效技术支撑，打造了安全、高效、直观的“准现场”。依托人脸识别、VR、三维地图等技术，开发了导乘导航服务终端和旅客导航小程序，推出智慧问询和室内定位导航服务，成为行业内智能自助交互典型示范应用。
四、总结凝练固成果，数智转型塑未来
回顾整个建设历程，我们发现数字孪生建设是一个多维度、深层次、逐步推进的系统工程。之所以能够取得阶段性成果，得益于以下三个方面。
首先，明确了建设方向，形成集长期目标、阶段目标和建设思路于一体的发展蓝图。在这方面始终遵循三个原则：一是既要服务机场的中长期战略，也要结合短期业务痛点；二是不仅要关注问题，也要关注新技术、新需求带来的新业务机会；三是要服务机场全体，确保在统一的发展蓝图下，打通端到端流程，解决跨部门协同合作问题。
其次，夯实了信息技术基础，依托已有的地理信息、大数据、物联网、云计算、人工智能等先进技术，实现全方位数智化能力提升，包括多维、深层的物理感知，专业、高效的数据治理，逼真、跨域的全景可视，均衡、成体系的多维管理。依次打造个体孪生、复合孪生和组织孪生，为智慧运营提供核心动力。
最后，提升了数智融合能力，初步建立企业级数据资源管理体系，制定数据管理相关制度和标准，深化数据治理，确保数据管理工作科学、高效开展，持续释放数据价值；以需求为牵引，成立业务与技术联合工作组，聚焦业务痛点、难点，依托公司科技管理委员会，通过数智融合应用由点及面突破业务发展瓶颈，推动企业数字化转型；建立健全人才培养机制，培养既有业务视野，又有技术能力的复合型人才，通过数字孪生的持续迭代升级，助力业务协同发展，形成均衡保障及安全防护能力，为数字孪生机场保驾护航。
为持续推进数字孪生机场建设，未来首都机场将从技术平台建设、深化业务融合、数据资源管理、标准制度建立和孪生能力提升五个方面持续发力，深化具备智能干预、空间表达、虚拟交互和精准映射等特点的数字孪生机场建设，为机场数字化转型和智慧化运营提供核心动能。
实现中国式现代化与民航高质量发展，离不开数字孪生等新一代核心技术的支撑，更离不开全体民航人的共同努力，需要我们加强组织领导、健全实施机制、保障资金投入、强化人才支撑，全面提升智慧民航建设的系统性、协同性和安全性，奋力谱写交通强国建设民航新篇章。（作者：赵莹、王磊、张玄弋、雷宁 单位：北京首都国际机场股份有限公司）