自開航以來，北京大興國際機場積極落實民航局《推進四型機場建設行動綱要》《推進新型基礎設施建設五年行動方案》等文件要求，將航站樓打造成有溫度、可感知、會融合的生命體，既擁有像大腦一樣自進化的智慧管理平臺，也具備集合感知、分析、決策等智慧能力的神經系統(tǒng)網(wǎng)絡。

  基于建設階段創(chuàng)造的良好條件以及航站樓“有機生命體”的設想，大興機場積極探索“云存、云聯(lián)、云享”數(shù)據(jù)傳輸新模式，利用樓宇自控系統(tǒng)將暖通空調、照明、電梯、行李系統(tǒng)等多元化的產品組合起來，探索構建服務美好出行和滿足運維需求的綠色低碳、安全舒心、降本增效的智慧航站樓“有機生命體”。

智能調光算法調節(jié)后的照度反饋 （大興機場航站樓管理部供圖）

  創(chuàng)新引領，搭建可視化運維平臺

  機場航站樓供能服務覆蓋面廣，生產運行系統(tǒng)復雜多樣，人員流動及聚散狀態(tài)不可預知。而與之相伴而生的則是多系統(tǒng)數(shù)據(jù)碎片化、跨專業(yè)定位與分析難以融合、資源配置不均衡等問題，這些問題在一定程度上掣肘后疫情時代機場數(shù)字化轉型進程以及一線運營團隊智慧化服務能力提升。

  為此，大興機場通過多項舉措增強全員經營意識，提升創(chuàng)新能力，整合內部資源，引入外部科研力量，成立“基于BIM和GIS融合的一體化運維平臺架構”項目組。同時，大興機場借助物聯(lián)網(wǎng)、BIM建模、微服務等技術，搭建可視化運行管理平臺，以提高運行數(shù)據(jù)采集的自動化程度、機電系統(tǒng)與需求的匹配度以及運行資源的利用效率，探索自控系統(tǒng)多能感知、預測研判、協(xié)同運行和智能決策的創(chuàng)新技術路線。

  按照項目總體規(guī)劃，大興機場計劃取得發(fā)明專利兩項、軟件著作權兩項。目前，發(fā)明專利“一種基于航站樓GIS和BIM模型的可視化配電管理方法”和“一種智能照明調節(jié)方法、系統(tǒng)及計算機存儲介質”已進入申報環(huán)節(jié)，軟件著作權“航站樓智能照明調節(jié)管理控制系統(tǒng)V1.0”和“航站樓BIM模型可視化配電管理系統(tǒng)V1.0”已分別于今年2月22日和2月23日完成登記并正式獲得登記證書。

  構建電力資源時空底座是其中的一項重要工作。項目組以數(shù)字孿生智慧機場總體規(guī)劃為藍圖，針對能源系統(tǒng)中對信息關聯(lián)度及組織管理能力要求較高的電力資源，利用BIM模型編碼系統(tǒng)唯一性的特點，編制建筑構件、電力機房、電氣干線、末端電箱等基礎構建ID，將真實世界的電力資源分布情況一一映射在BIM模型和數(shù)據(jù)庫中，實現(xiàn)電力資源的三維可視化展示；與此同時，打破航站樓電力運行監(jiān)控系統(tǒng)與配電系統(tǒng)的數(shù)據(jù)壁壘，在完成數(shù)據(jù)清洗、治理、分類的基礎上，建立電力系統(tǒng)專項數(shù)據(jù)庫，不僅將各類構件整合在一個三維空間里，更可以隨時對電力系統(tǒng)做“三維彩超”，精準、直觀地展現(xiàn)第一現(xiàn)場原貌并作出診斷分析，輔助人工進行控制決策。

  面對不斷變化的用電需求，除適配與兼容外，“大數(shù)據(jù)庫”系統(tǒng)也會自主分析狀態(tài)變化趨勢。未來，隨著機器學習技術的發(fā)展，項目組將持續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)路線規(guī)劃及數(shù)據(jù)研判等功能，從數(shù)據(jù)層面不斷提升航站樓電力資源管理效率，拓展智能決策廣域，“讓機器能理解、會思考”成為現(xiàn)實。

  算法支撐，創(chuàng)造數(shù)字化空間

  一直以來，大興機場通過創(chuàng)新算法構建智控網(wǎng)絡。基于大興機場航站樓照明回路設計特點與不同空間自然光照數(shù)據(jù)采集結果，一線運營團隊將照明系統(tǒng)分區(qū)分時精細化控制策略作為動態(tài)調節(jié)手段。然而，此類實操局限于人工調光控制層級，與實際需求匹配仍存在一定時間差。

  鑒于此，項目組在搭建可視化平臺的基礎上，將照明系統(tǒng)遷移到數(shù)字化空間，在三維場景中進行自然光照算法模擬，運用Re?vit、Rhino、Grasshopper等多種輔助工具建立了自適應無極調光控制模型，既實現(xiàn)了航站樓照明系統(tǒng)光源遠程控制，又可依托算法的可靠性實現(xiàn)根據(jù)時段、光照、人流等預設數(shù)據(jù)的自動調節(jié)。

  與傳統(tǒng)群控方案相比，自適應無極調光模式采取的是單燈控制策略，每一盞燈都有獨立的“綻放”方式，一簇又一簇花燈在光感上呈現(xiàn)出平滑而柔美的過渡，在提供給旅客溫馨舒適的視覺感受的同時，也極大提高了設備應用效能，是節(jié)能增效、綠色降碳的有效措施，為綠色機場建設助力。

  萬物互聯(lián)聚合多樣生態(tài)。與照明系統(tǒng)有所區(qū)別的是，項目組在空調系統(tǒng)可視化展示與智能控制方面則采用了無線監(jiān)控技術：創(chuàng)新利用大興機場私有云平臺，部署空調機組云端控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了對兩臺試點空調機組的遠程監(jiān)視與個性化溫度控制。“云+”技術的應用極大地降低了傳統(tǒng)系統(tǒng)智慧化升級難度，可以低成本將建筑設備短平快地接入遠程控制系統(tǒng)，為位置離散、服務標準有差異、設備品類不一的個性化需求提供專項方案，成為智慧化運行的重要手段。

  智慧開放，構建科技減碳生態(tài)圈

  在航站樓基于BIM和GIS融合的一體化運維平臺架構研究項目一期成果基礎上，大興機場正持續(xù)推進智慧機場建設。

  一方面，引入“外腦”，聯(lián)合科研院所深度合作，完善創(chuàng)新成果內涵與表現(xiàn)形式，加快前期研究成果的效益轉化，助力專利成果在民航領域商用推廣；另一方面，修煉“內功”，基于樓宇自控系統(tǒng)在數(shù)字孿生方面先行先試的成功案例，系統(tǒng)性整合資源，開發(fā)關鍵系統(tǒng)狀態(tài)實時感知、運行模擬、故障預測、自適應智能調控等功能，以滿足多場景、多任務、聯(lián)動式資源管理的實際需求，實現(xiàn)能源系統(tǒng)智慧化運行。