Los gemelos digitales crean 'gemelos' para aeropuertos y aviones
La tecnología tiene mucho que ofrecer.
El emparejamiento digital aprovecha al máximo datos como modelos físicos, actualizaciones de sensores e historial de operaciones. , para integrar procesos de simulación multidisciplinarios, multifísicos, multiescala y multiprobabilidad para completar el mapeo en el espacio virtual, reflejando así el proceso del ciclo de vida completo del equipo físico correspondiente. En términos sencillos, un gemelo digital consiste en crear un gemelo digital basado en un dispositivo o sistema mediante la recopilación de diversos datos.
"La aplicación actual de los sistemas de gemelos digitales en la industria de la aviación civil se basa principalmente en información geográfica tridimensional, y aún se encuentra en la etapa de gemelo digital estático, con baja frecuencia de actualización de datos. Sus principales funciones son integración de información y visualización de datos". Yang Jie dijo: "El siguiente paso será realizar un emparejamiento digital dinámico utilizando esta tecnología como portadora, los datos del aeropuerto y la aeronave se integrarán después de que los datos accedidos se muestren visualmente. El mundo físico se controlará a la inversa a través de los gemelos para lograr el propósito de control de procesos. En el futuro, también es posible combinar 5G, inteligencia artificial, detección ubicua y otras tecnologías para lograr un control preciso”.
En. En la tecnología de emparejamiento digital, un sistema existe en el mundo físico real y el otro sistema existe en el mundo informático virtual. En un mundo ideal, la ontología y el gemelo podrían establecer una conexión integral en tiempo real o casi real. Los dos no son completamente independientes y la relación de mapeo también es bidireccional en tiempo real. Sobre la base de la información proporcionada por los gemelos, se toman más medidas para implementar la intervención. Tomando como ejemplo el mantenimiento de aeronaves, primero construya un modelo de la aeronave real en el espacio digital y utilice sensores para sincronizarlo completamente con el estado real de la aeronave. Después de cada vuelo, en función de la condición estructural y las cargas pasadas, se realiza un análisis oportuno para evaluar si necesita mantenimiento y si puede soportar la carga de la próxima misión.
“El mantenimiento de aeronaves es solo un punto en el gemelo digital y, cuando se conecta, formará una superficie. En la actualidad, muchos aeropuertos nacionales han lanzado sistemas de video en movimiento, que se pueden ver en la torre. o centro de comando de operaciones Situación en tiempo real de la escena del aeropuerto. Sin embargo, en caso de mal tiempo como lluvia, nieve, neblina, etc., algunas cámaras se bloquean, lo que puede afectar el monitoreo de objetivos dinámicos clave. El sistema dual digital, la recopilación de datos en tiempo real a través de sensores puede reflejar el funcionamiento de la situación del objetivo, proporcionando al personal información más precisa, mejorando así las capacidades de apoyo de combate. En el futuro, con el desarrollo de la tecnología, la estructura piramidal tradicional no desaparecerá. "Ya no existe, Internet de todo se convertirá en una realidad y la percepción se hará realidad en todas partes. La tecnología de gemelos digitales tendrá más espacio para jugar", afirmó Yang Jie.
Actualmente, la mayoría de aeropuertos todavía dependen de las plataformas terminales para la toma de decisiones a la hora de realizar tareas. Por ejemplo, cuando un vehículo irrumpe en la pista, el personal de la torre debe dirigir por separado la aeronave y el vehículo para evitar la situación. En el futuro, se instalarán sensores en aviones y vehículos, y dos tipos diferentes de terminales podrán obtener los datos de cada uno. Una vez que existe un riesgo de intrusión en la pista, a través de la computación de borde, el sistema gemelo digital notificará directamente al conductor del vehículo para que lo evite y proporcione rutas de evacuación. La velocidad de respuesta es rápida y el factor de seguridad es alto. El tiempo de respuesta de alarma de nivel de milisegundos se elimina. riesgos de seguridad causados por retrasos.
Contar con base de I+D.
A principios de este año, la Administración de Aviación Civil de China publicó una hoja de ruta para la construcción de una aviación civil inteligente, dividiendo el diseño general de la aviación civil inteligente en cinco tareas principales, cuatro tareas principales y tres tipos. de cooperación industrial, diez elementos de apoyo y 48 perspectivas de escenarios. La construcción de una aviación civil inteligente requiere el desarrollo y la aplicación de tecnología de hermanamiento digital, centrándose en proyectos piloto como viajes convenientes durante todo el proceso, operaciones refinadas basadas en rutas de vuelo de cuatro dimensiones, operaciones colaborativas en todo el aeropuerto e industria basada en datos. supervisión, para ayudar a la colaboración de la industria y construir una industria de aviación civil inteligente CUHK muestra su talento.
Los edificios altos no surgen de la nada, y lo mismo ocurre con la investigación y el desarrollo tecnológico. A partir de 2013, el Instituto de Investigación Aeroespacial comenzó a establecer estaciones terrestres ADS-B. Los datos recopilados por ADS-B son de gran beneficio para la aplicación de la tecnología de gemelos digitales. Además, los sistemas de monitoreo de vehículos en áreas de vuelo de aeropuertos como el aeropuerto de Guangzhou Baiyun y el aeropuerto de Shenzhen Baoan, y los sistemas globales de seguimiento y monitoreo de vuelos como Air China y Sichuan Airlines no solo han acumulado una rica experiencia en seguimiento y monitoreo de aeronaves y seguimiento de vehículos y El monitoreo, pero también contribuyó al desarrollo de la tecnología y la aplicación de gemelos digitales sentó una base sólida.
La llegada de la era 5G ha hecho que la tecnología de emparejamiento digital sea una opción natural. Internet de todo hace que la transmisión de datos sea cada vez más rápida, y hay sensores y cámaras en todas partes que capturan cada vez más detalles. El sistema tradicional de control de operaciones aeroportuarias basado en información geográfica tridimensional ya no puede satisfacer las necesidades de los tiempos. Se entiende que el desarrollo de la tecnología de gemelos de datos de la Academia de Aeronáutica y Astronáutica utiliza motores de juego como soporte. Después de acceder a los datos relevantes, no solo se puede lograr la integración y visualización de los datos, sino que también el sistema puede funcionar sin problemas. La información clave entre el mundo gemelo y el mundo real está sincronizada al nivel de la experiencia sensorial.
Actualmente, el desarrollo y aplicación de la tecnología de gemelos digitales aún se encuentra en la etapa de integración de información y visualización de datos, pero ya ha tenido un gran impacto en la operación de aeropuertos y aviones.
La tecnología dinámica de gemelos digitales afectará a todos los procesos de la industria de la aviación civil, mejorando la eficiencia y el empoderamiento de cada proceso.
Basado en el emparejamiento digital, se pueden generar imágenes de emparejamiento en tiempo real a partir de datos del aeropuerto, el personal, la aeronave, el vehículo y otros datos, lo que hace que la capacitación del personal sea más conveniente. Los conductores de vehículos ya no necesitan ir al aula con libros de texto para aprender las reglas de conducción en los aeropuertos, sino que aprender en el escenario de operación en tiempo real del sistema será más inteligente; Los equipos y vehículos se probarán primero mediante el sistema de gemelo digital y luego se producirán y aplicarán formalmente en masa, minimizando así los costos...
Los datos son la clave
Cuanto más completo sea el recopilación de datos, cuantos más datos se puedan analizar en tiempo real, más se acercará a la realidad. Por un lado, los datos recopilados por tecnologías como ADS-B son complementarios a la tecnología de gemelos digitales, pero cada tecnología tiene una tendencia a utilizarse y los datos recopilados tienen limitaciones. Los datos transmitidos por ADS-B se limitan a la posición de la aeronave, altitud, rumbo, velocidad, velocidad de ascenso, etc. La intención original de esta tecnología es más hacia el control del tráfico aéreo, pero no puede obtener datos como el volumen de combustible, los parámetros del motor, la información de salida de la computadora de gestión de vuelo, etc. Es necesario acceder a los datos a través de múltiples interfaces. Por otro lado, la recopilación de datos del mundo real aún no se ha cubierto por completo. Las cámaras y los sensores están aumentando con el desarrollo de los tiempos, y el número de instalaciones y equipos conectados también aumentará lentamente. Además, la recopilación en tiempo real de datos de ubicación de las personas implica muchas cuestiones, como la privacidad, y debe tratarse con más precaución.
“Los indicadores clave de la recopilación de datos espaciales son la precisión y la frecuencia de recopilación. En el sistema GPS y el sistema satelital Beidou que se van poniendo en uso gradualmente, la precisión de la posición y la precisión del posicionamiento pueden alcanzar niveles de decímetros o incluso centímetros. , que puede satisfacer las necesidades de los aeropuertos en funcionamiento ", dijo Yang Jie, "pero la principal limitación en el desarrollo de la tecnología es la frecuencia de retorno de la posición, aunque la tecnología actual puede alcanzar el estándar de 20 Hz. La información de datos se puede transmitir 20 veces por segundo, muchos aeropuertos todavía tienen un problema. Todavía permanece en el estado de transmitir datos una vez cada segundo y cada pocos segundos”.
La frecuencia de transmisión de datos del radar tradicional. El monitoreo y el monitoreo de la estación de datos son bastante diferentes, desde una vez cada 4 segundos hasta una vez cada 15 minutos, y no pueden reflejar el mundo real en tiempo real. Después de instalar ADS-B, los datos se pueden transmitir dos veces a 1 segundo como máximo, pero aún está lejos de las capacidades técnicas de 20 Hz.
“Los aeropuertos nacionales básicamente no utilizan 20 Hz, y muy pocos pueden alcanzar los 5 Hz. Cuanto mayor es la frecuencia de retorno, mayor es el ancho de banda consumido y mayor es la presión de procesamiento sobre el procesador en segundo plano. perspectiva "Si desea que la tecnología de gemelos digitales desempeñe un papel más importante, primero debe resolver estos problemas", explicó Yang Jie.
Solo manejando adecuadamente cuestiones como la recopilación de datos, la frecuencia de retorno, la precisión y el procesamiento, la tecnología de gemelos digitales contribuirá realmente a la construcción de aeropuertos inteligentes, en lugar de proporcionar un "jarrón" de plataformas de visualización de datos. Este tipo de tecnología de la información está integrada orgánicamente con la infraestructura tradicional, utilizando la computación en la nube, big data, Internet de las cosas, inteligencia artificial y comunicaciones 5G como medios centrales para promover el desarrollo de alta calidad y el gran progreso de los aeropuertos de mi país.