关于前端:图扑软件数字孪生民航飞联网构建智慧民航新业态

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前言

《“十四五”通用航空倒退专项规划》明确,“十四五”末,力争在册通用航空器达到 3500 架、机场达到 500 个,发展通用航空应急救济服务的省份不少于 25 个。同时,我国建成投产世界领先的“空管三核心”(民航运行管理中心、气象核心、情报管理中心),让民航精细化服务能力显著晋升。

通过图扑软件可视化零碎,以科技科幻格调,将飞机形状、客舱治理、机舱设施、发动机、驾驶室进行数字孪生,通过互联网、云计算、大数据分析、人工智能等技术对各类数据进行梳理和交融剖析后在 Hightopo 可视化大屏显示,建设起具备场景化、智能化、人性化的智慧飞机综合管控平台,为管理者提供多元化、多角度、多数据的治理与决策依据。通过民航元宇宙实际,构建绿色、智慧、平安的智慧民航管理系统。

模型抉择

图扑可视化零碎的 3D 场景以 3 种不同类型的飞机为例进行外观参数的展现。空中客车 A380(Airbus A380)是由欧洲空客公司研制生产的具备四个发动机的超大型近程宽体客机。波音 787(Boeing 787)是航空史上首架超近程中型客机。波音 727(Boeing 727)是美国波音公司研制生产的中短程民航飞机。

采纳虚构仿真和数字孪生等技术,联合图扑软件自主研发引擎 HT for Web 渲染出 2D 和 3D 无缝交融的航行场景,模仿显示空中客车 A380、波音 787、波音 727 的气动布局与机翼的几何参数等。

在抉择机型后,以漫游动画的形式展示以后所选机型的总体形状,点击不同机型旁的突变小三角会弹出以后客机简介,理解客机历史、引擎、发动机等。将航行的实时数据接入图扑可视化大屏,无缝链接多种执飞飞机的航行管理系统,实时监控飞机的设施数据及乘客状态等,实现塔台与执飞飞机的数据实时共享。事先预警,预先复盘,无效缩小各类航空事变的产生。

基于 α-link 技术的新一代物联网通信依靠先进航空无线电的技术劣势,晋升了信息的传输效率并扩充连贯数量,优化了蓝牙无奈在限定区域进行大规模部署的局限,以高容量连贯、全双工通信,实现万物互联、数字赋能、精准监控的指标。

图扑软件基于 WebGL 自主研发的 3D 引擎,能够在浏览器晦涩展现飞机的 3D 场景和模型,还能创立简单的导航和数据视觉化。接入飞机的翼展、载油量、烦扰阻力等实时数据,实现精细化的航行治理。模仿实时航行画面,带来沉迷式的观感。通过图扑软件从视图组件设计、图标设计、2D 图纸设计到 3D 场景设计的一站式的开发工具,设计师和程序员能实现协同作业开发,疾速落地不同机型的 2D、3D 可视化成绩。

客机参数

将航空港的监控数据接入图扑可视化零碎,显示执飞机型的机翼、机身、尾翼、起落安装、操纵零碎和动力装置、烦扰阻力、货舱满载率等,助力塔台和仪表航行指挥室迷信地进行航行治理。

烦扰阻力

除摩擦阻力,压差阻力和诱导阻力外,“烦扰阻力”是飞机机翼、机身、尾翼等各局部之间因为气流互相烦扰而产生的一种额定阻力。在设计飞机时,认真思考它们的绝对地位,可减小烦扰阻力。将实时阻力数据接入 Hightopo 可视化零碎,阻力过大时呈现带感叹号的红色三角预警,高空指挥塔可及时分割机组人员确认航行是否平安。历史数据的记录也可用于后续飞机设计的优化。

载油量

飞机的载油量分三类,别离为最大载油量、最低载油量、腾飞油量。最大载油量是保障飞机平安航行时,飞机所能装载的最大油量。最低载油量指飞机在飞抵着陆机场后,能以期待空速在机场上空航行 30 分钟的油量。腾飞油量是指飞机执行航班工作时携带的全副燃油量。

2022 年 1 月,中国民航局印发《“十四五”民航绿色倒退专项规划》,明确提出要以实现碳达峰、碳中和“双碳”指标为引领,推动民航倒退全面绿色转型。联合传感器、5G 等技术,将载油量数据接入图扑可视化零碎 2D 面板,时刻掌控油量耗费,升高油耗比率。让理论应用的燃料尽可能靠近实践最小值,这是缩小民航碳排放最间接的办法。

货舱信息

图扑软件 HT 可视化利用丰盛的图表、图形和设计元素将个别货物、化学品、超重物品、生鲜物品的数据以更直观了解的模式展示。将货舱的实时数据与高空客货运输服务区的数据联通,进步航空港装卸效率。

货舱的装载能力次要受到分量限度、容积限度、舱门尺寸限度和地板承受力的限度,比方 Airbus A380 的最大载货量为 66.4 吨。在图扑软件 HT 可视化的 2D 面板内接入执飞机型的装载能力数据,用百分比展现目前货舱的满载率,用图形化的伎俩清晰无效地将数据信息进行解读和传播。通过图扑软件可视化还能实现货舱的无人监控,火情预警等。

客舱治理

地面“巨无霸”A380 是世界上载客最多的民航客机,很多 A380 上设立了健身房、浴室、餐厅、酒吧等娱乐场所为旅客的航行削减乐趣。图扑软件可视化零碎将客机的两层客舱和行李舱拆分显示,对舱内的构造、布局、设施设施进行可视化展现,并与其理论的地位、编号一一对应,放弃与理论场景的统一。

客舱按座位的宽敞和舒服水平分为头等舱、公务舱和经济舱。将售票零碎与图扑软件可视化零碎对接,将可抉择座位、不可抉择座位、VIP 座位用色彩进行辨别,残余座位可查看。对于两地之间路线较长且客源有余的航班,可将残余座位售卖,进步上客率。

乘客体温

疫情当下,用热力求显示防疫体温检测后果,高体温乘客的体温度数独自列出,机组成员有针对性地采取应答措施。

乘客信息

将成员级别、用户名、注销号码、可用里程等信息统计后通过图扑软件可视化进行展示,能让乘务员采纳更适合的对客服务措施。

航行信息

同步执飞飞机的航线、航班信息,如腾飞地和目的地,并将信息传递给乘客和高空塔台。民航飞机须要至多每 15 分钟收回一次报告本人所处地位的信号。

机舱设施

点击机舱设施可下钻至详情页面,查看客运量、航行信息、航行零碎、乘客年龄段和户籍散布等相干信息。

采纳科技感的线框模式,将飞机外壳透明化解决,舱内设施和盘托出,便于运维查看整体布局构造。将设施数据接入图扑软件可视化零碎,呈现故障及时预警,保障航行过程平安无忧。接入乘客信息的数据后可从寰球地图上闪动的小亮点查看乘客国籍的散布,提供个性化服务。

飞机设施视图

点击飞机设施视图,飞机通明遮罩主动去除,点击外部设施可显示设施名称和用处。使用图扑软件 HT 虚构仿真技术,依照理论飞机外观,制作飞机的 3D 可视化仿真互动模型,在放弃与理论飞机完全一致的前提下致力于展示高精度的模型,通过实时数据驱动把握航班数据。

设施自检

设施数据监控是事中监督,设施自检是事先揭示。图扑民航可视化界面的 2D 面板滚动显示以后工夫的平安零碎状态,退出智能预警剖析性能,一旦零碎数据超过既定阈值,将在列表内对信息进行标红解决,培修人员需及时查看设施的衰弱状态。

飞机零碎展现

航行管理系统(FMS)可实现航行工作的自动化。机载衰弱管理系统(AHMS)包含飞机衰弱状态监测、诊断、评估等。大气惯导零碎(ADIRSP)测量飞机的地位、速度、航迹、风向 / 风速、姿势等。信息系统(IS)提供航行信息、保护信息、客舱信息和经营信息服务。综合模块化平台(IMA)是以外围计算、RTOS 和机载网络为根底,支持系统互联和数据互通。通信零碎(CNS)主要用途是使飞机在航行的各阶段中和高空的航行管制人员、签派、培修等相干人员放弃双向的语音和信号分割。显示零碎(CDS)指向飞行员提供最优化情景意识的综合监控和驾驶舱显示控制系统的设施。

将飞机零碎通过图扑可视化与智慧机场零碎联合进行精细化的航行治理。

图扑智慧机场依靠飞行区全域指标准确时空感知、泛在互联,构建“态势一张图”,实现全因素可视;通过多维数据汇聚交融、推理决策常识图谱,实现全流程可测;通过互联互通、智能协同,实现全场景可控;抢抓数字化转型先机。

航空流动是交通运输的一个组成部门,与铁路、公路、旱路和管道运输独特组成了国家的交通系统。对于水路运输的绿色数字化转型,也可使用 Hightopo 可视化产品,解决传统码头和船舶能耗高、老本高、净化大等问题。

发动机

飞机动力装置是用来产生拉力(螺旋桨飞机)或推力(喷气式飞机),使飞机后退的安装。在古代飞机中除超音速飞机和高亚音速支线客机外,螺旋桨飞机仍占有重要位置。以 TRENT 900 规格发动机为例,通过剖面、气流、拆分、复位 4 种形式进行发动机的全方位展现。TRENT 900 涡扇发动机即涡轮风扇发动机,由压气机、燃烧室、低压涡轮(驱动压气机)、低压涡轮(驱动风扇)和排气零碎组成。

剖面图显示低压涡轮叶片功率,在 Trent 900 发动机上有 70 个低压涡轮叶片,每一个都能产生近 600 千瓦时的功率。通过图扑可视化的 2D 面板和图表的数据绑定,采纳折线图显示压力和温度变动状况。

气流页面展现了不同类型涡轮喷气发动机的推动效率,入口气流数值,气动负荷、热负荷、离心负荷等指数,以红色箭头和绿色箭头辨别进出气流。

Hightopo 以设施拆分爆炸的模式展现发动机内部结构,显示了发动机各部件名称,如空心构造风扇叶片、钛合金蜂窝芯、蜂窝夹层、超塑成形宽弦扇等。拆分后的发动机,能一一查看每个轻微的整机。通过接入零部件的物联网数据,查看设施各部件以后状态,实现从宏观到宏观的全局监控可视化。

复位状态可查看推力、总压力比、入口品质流、风扇直径、长度、分量、等级扇、8 级中压压缩机(IPC)、6 级中压压缩机(HPC)、环形燃烧室、涵道比的数据。涵道比是涡扇发动机外涵道与外延道空气流量的比值,涵道比与耗油率关系密切。

图扑软件采纳事件机制进行界面部分更新,防止 FPS 的游戏形式,过多进行无意义的界面刷新,防止桌面卡顿和手机发烫等问题。

驾驶舱

飞机操纵零碎是指从座舱中飞行员驾驶杆(盘)到水平尾翼、副翼、方向舵等操纵面,用来传递飞行员操纵指令,扭转航行状态的整个零碎。飞机驾驶舱内个别装置有各类航行仪表和飞机控制系统。

模式控制面板(MCP)是批示主动驾驶安装进行路线、高度、回升降落率和速度等的设施。主航行显示器(PFD)包含姿势指示器,空气速度和高度指示器(通常作为磁带显示器)的数字化示意和垂直速度指示器等。在图扑可视化零碎内点击显示器可弹出 2D 面板显示执飞飞机的航行信息。

发动机批示和机组正告(EICAS/ECAM)将容许飞行员监督值 N1,N2 和 N3,燃油温度,电气系统等。航行管理系统(FMS)用于输出和查看航行打算,速度管制等。多功能显示器(MFD)提供了可视区域,可用于航行信息集成,发动机监控,航行参数配置。导航显示(ND)显示着以后的航向信息和输出航行管理系统(FMC)的指令。

航空导航的利用可能给地面运行的航空器提供间断的安全可靠的技术服务,六十年代具备自主导航能力的 INS(惯性导航零碎)利用于航空畛域。其能够进行航空器的三维方面的显示(地位、速度),还能提供航向姿势等重要信息。

航空运输在运输量方面和其余运输形式比是较少的,我国大宗货物的运输形式乃是水路运输。随同着古代信息技术、物联网技术、人工智能科技等先进技术与传统水路运输在安全监管、运行服务、船舶治理、港口服务等方面深度交融,让智慧运输成为事实。将图扑软件与 GIS 地图联合,依据经纬度信息、水下地形、水流流态、风速风向等环境要素,结构点 - 线 - 面一体的三维动静航行地理环境,为航运平安加保障。

HT for Web GIS 产品反对对不同地图瓦片服务或数据、航拍歪斜摄影实景的 3DTiles 格局数据以及城市建筑群等不同的 GIS 数据的加载,同时,联合 BIM 数据轻量化、三维视频交融以及 2D 和 3D 的无缝交融等技术劣势,在 GIS 零碎中对海量的 POI 数据、交通流量数据、布局数据,现状数据等进行多样化的可视化展现。

当初,飞机的设计根本采纳了全数字化的“玻璃座舱”,将 GPS 接收器整合进玻璃驾驶舱之中。传统的陀螺仪也被电子式的航向姿势基准零碎(AHRS)与大气数据计算机(ADC)所取代,在减少可靠性的同时也升高了老本、简化了保护。

玻璃驾驶舱应用航行管理系统显示航行信息,并通过多功能显示器按需展示不同数据。简化飞行员对飞机的操纵与导航,使飞行员能专一于最相干的信息。联合大数据、云计算等技术实现通用航空行业的数字化、绿色化航行。

“十三五”以来,通用航空与运输航空“两翼齐飞”,以低空游览、娱乐航行等为代表的新兴业态蓬勃发展,无人机利用范畴和畛域也不断扩大。

“十三五”末,中国民航燃效程度较 2000 年晋升近 30%,累计缩小二氧化碳排放约 3.6 亿吨;中国机场电气化率近 60%,场内新能源车辆占比达到 16%,飞机 APU 代替设施装置率、使用率均超过 95%,机场光伏我的项目年发电量超 2000 万千瓦时。

随着碳达峰和碳中和指标的提出,不止民航在减碳,交通产业与数字技术深度交融后也进行了诸多减碳尝试。聚焦车联网、飞联网、智慧港航等应用领域,发展了智能驾驶、智慧机场等多个智慧交通的行业摸索。

更多行业利用实例能够参考图扑软件官网案例链接:https://www.hightopo.com/demo…

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