智慧机场建设概论

目 录
第1章 绪论 1
1．1 机场概述 1
1．1．1 定义与分类 1
1．1．2 系统组成 2
1．1．2．1 设施 2
1．1．2．2 保障设备 3
1．1．2．3 人员与组织 5
1．1．2．4 信息系统 7
1．1．3 业务工作 8
1．1．3．1 生产运行 10
1．1．3．2 旅客服务 10
1．1．3．3 安全管控 10
1．1．3．4 商业经营 10
1．1．3．5 企业管理 10
1．1．4 运行指挥 11
1．1．4．1 运行模式 11
1．1．4．2 指挥体制 12
1．1．4．3 职能任务 13
1．1．5 机场信息化 14
1．2 智慧机场的产生背景 15
1．3 智慧机场的概念特点 17
1．3．1 概念 17
1．3．2 特点 17
1．4 智慧机场的发展状况 19
1．4．1 发展历程 19
1．4．2 当前状况 19
1．4．2．1 生产运行领域 19
1．4．2．2 旅客服务领域 20
1．4．2．3 安全管控领域 21
1．4．2．4 商业经营领域 22
1．4．2．5 企业管理领域 23
1．5 智慧机场的需求分析 23
1．5．1 生产运行领域需求 24
1．5．2 旅客服务领域需求 25
1．5．3 安全管控领域需求 26
1．5．4 商业经营领域需求 27
1．5．5 企业管理领域需求 27
1．6 智慧机场的目标任务 28
1．6．1 建设目标 28
1．6．2 主要任务 29
1．7 本书的编排结构 29
第2章 智慧机场规划设计 32
2．1 规划方法 32
2．1．1 规划目的 32
2．1．2 规划方法 33
2．2 业务架构 35
2．2．1 生产运行业务架构 36
2．2．2 旅客服务业务架构 37
2．2．3 安全管控业务架构 38
2．2．4 商业经营业务架构 39
2．2．5 企业管理业务架构 39
2．3 应用架构 40
2．4 数据架构 42
2．5 技术架构 45
2．5．1 技术路线 45
2．5．2 主要内容 46
2．6 信息安全架构 47
2．7 IT治理架构 49
第3章 智慧机场公共基础支撑平台 51
3．1 基础网络通信平台 51
3．1．1 空地通信 51
3．1．1．1 ADS-B 52
3．1．1．2 AeroMACS 55
3．1．2 地面无线通信 58
3．1．2．1 无线宽带专网 58
3．1．2．2 机场WIFI 61
3．1．3 物联网通信 64
3．1．4 5G通信 68
3．1．5 定位通信 72
3．2 云计算平台 75
3．2．1 需求分析 75
3．2．2 总体设计 76
3．2．3 基础设施 77
3．3 大数据平台 78
3．3．1 体系架构 78
3．3．2 数据融合 82
3．3．3 应用领域 84
3．3．4．1 机场运行领域 84
3．3．4．2 旅客服务领域 85
3．3．4．3 安全管控领域 86
3．3．4．4 商业经营领域 86
3．3．4．5 企业管理领域 87
3．4 可视化平台 88
3．4．1 总体设计 89
3．4．1．1 系统架构 89
3．4．1．2 主要功能 90
3．4．1．3 关键技术 92
3．4．2 GIS系统 93
3．4．3 BIM系统 96
3．4．3．1 定义与功能 96
3．4．3．2 BIM模型搭建与管理 97
3．4．3．3 GIS和BIM的集成 101
3．4．3．4 应用方法 102
3．4．4 视频监控系统 103
3．4．4．1 后台视频监控系统（CCTV） 103
3．4．4．2 智能视频分析系统 105
3．4．4．3 基于虚拟现实的三维全景视频监控系统 108
3．5 信息安全平台 112
3．5．1 威胁分析 112
3．5．2 系统架构 113
3．5．3 主要功能 114
3．5．4 关键技术 115
3．6 物联网平台 116
3．7 信息系统集成平台 117
3．7．1 基于SOA的系统集成 118
3．7．1．1 系统架构 118
3．7．1．2 主要功能 119
3．7．1．3 具体实现 120
3．7．2 基于数据中台的系统集成 122
3．7．2．1 系统架构 122
3．7．2．2 主要功能 124
3．7．2．3 具体实现 125
3．8 业务基础平台 125
3．8．1 航班正常性管理平台 125
3．8．1．1 业务流程 126
3．8．1．2 系统架构 126
3．8．1．3 具体实现 127
3．8．2 会员管理平台 129
第4章 智慧机场生产运行业务系统 132
4．1 ACDM系统 132
4．1．1 运行原理 132
4．1．2 需求分析 134
4．1．3 系统架构 134
4．1．4 工作流程 137
4．1．5 关键模块 138
4．1．5．1 航班监控 138
4．1．5．2 运行预测 142
4．1．5．3 信息服务 142
4．1．5．3．1 整体信息关系 143
4．1．5．3．2 里程碑管理信息交互 143
4．1．5．4 资源管理 145
4．1．5．4．1 系统概述 145
4．1．5．4．2 需求分析 146
4．1．5．4．3 系统架构 148
4．1．5．4．4 具体实现 149
4．2 场面活动引导与控制系统 152
4．2．1 系统概述 152
4．2．2 需求分析 154
4．2．3 系统架构 155
4．2．4 具体实现 156
4．3 机场空侧管理系统 157
4．3．1 系统架构 157
4．3．2 道面管理系统 159
4．3．3 设备管理系统 160
4．3．3．1 系统组成 160
4．3．3．2 感知设计 161
4．3．3．3 路由设计 162
4．4 指挥调度系统 164
4．4．1 需求分析 164
4．4．2 系统架构 168
4．4．3 具体实现 169
4．4．4 实施效果 170
4．5 应急管理系统 172
4．5．1 需求分析 172
4．5．1．1 业务目标 172
4．5．1．2 业务需求 172
4．5．1．3 功能需求 172
4．5．2 系统架构 174
4．5．3 具体实现 175
4．5．3．1 应急事件处置过程 175
4．5．3．2 主要功能模块开发 175
4．6 除冰管理系统 176
4．6．1 系统架构 176
4．6．2 主要功能 177
4．6．3 具体实现 177
4．7 货运管理系统 177
4．7．1 需求分析 178
4．7．2 系统架构 179
4．7．4 具体实现 180
4．7．4．1 进出港流程管理 180
4．7．4．2 拖车调度 181
4．7．4．3 装卸货过程监控 182
4．7．4．4 突发事件处理 183
4．7．4．5 货运生产统计分析方法 183
第5章 智慧机场旅客服务业务系统 184
5．1 综合服务系统 184
5．1．1 业务背景 184
5．1．1．1 机场服务的概念 184
5．1．1．2 机场服务的内容 185
5．1．1．3 机场服务的流程 185
5．1．1．4 机场服务的问题 186
5．1．2 需求分析 187
5．1．2．1 建设目标 187
5．1．2．2 业务功能 187
5．1．3 系统架构 189
5．1．4 关键技术 191
5．1．4．1 客流分析 191
5．1．4．2 排队分析 192
5．1．4．3 人员设备追踪 193
5．2 陆侧交通系统 193
5．2．1 需求分析 193
5．2．1．1 建设目标 193
5．2．1．2 业务需求 193
5．2．2 系统架构 194
5．2．3 具体实现 195
5．2．3．1 运营调度 195
5．2．3．2 信息服务 196
5．2．3．3 应急指挥 196
5．3 定位导航系统 196
5．3．1 需求分析 197
5．3．2 技术原理 197
5．3．3 系统组成 200
5．4 动态标识系统 201
5．5 行李跟踪系统 202
5．5．1 需求分析 202
5．5．1．1 建设目标 202
5．5．1．2 建设内容 202
5．5．2 系统架构 203
5．5．3 系统功能 203
5．5．4 具体实现 204
第6章 智慧机场安全管控业务系统 205
6．1 安全综合管理系统 205
6．1．1 建设目标 205
6．1．2 系统架构 206
6．1．3 主要功能 206
6．1．3．1 安全信息管理 206
6．1．3．2 安全监督检查 211
6．1．3．3 安全态势监控 212
6．1．3．4 安全绩效管理 212
6．1．3．5 安全应急响应 213
6．1．3．6 安全培训考核 213
6．2 机场安检信息系统 214
6．2．1 业务流程 214
6．2．2 建设目标 215
6．2．3 功能需求 216
6．3 场道异物检测（FOD）系统 217
6．3．1 监测原理 217
6．3．2 系统架构 218
6．3．3 关键技术 219
6．3．3．1 毫米波雷达对地微小目标探测技术 219
6．3．3．2 复杂背景下不确定目标的图像识别技术 220
6．3．3．3 性能验证与评估技术 220
6．4 机场围界安防系统 220
6．4．1 建设目标 221
6．4．2 系统组成 221
6．4．3 主要功能 222
第7章 智慧机场商业经营业务系统 223
7．1 非航全业务管理系统 223
7．1．1 业务背景 223
7．1．2 需求分析 224
7．1．3 系统架构 224
7．2 O2O电商平台 225
7．2．1 业务背景 225
7．2．2 需求分析 226
7．2．3 系统架构 226
7．3 停车场管理系统 227
7．3．1 业务背景 227
7．3．2 需求分析 228
7．3．2．1 建设目标 228
7．3．2．2 功能设计 228
7．2．3 系统架构 229
第8章 智慧机场企业管理业务系统 230
8．1 经营分析系统 230
8．1．1 业务背景 230
8．1．2 需求分析 231
8．1．3 系统架构 231
8．1．4 关键技术 232
8．2 战略管理系统 233
8．2．1 理论基础 233
8．2．2 建设目标 233
8．2．3 系统架构 233
8．2．4 主要功能 234
8．3 资产管理系统 236
8．3．1 业务背景 236
8．3．2 需求分析 237
8．3．3 系统架构 237
8．4 能源管理系统 238
8．4．1 需求分析 239
8．4．2 系统架构 239
8．4．3 主要功能 241
第9章 智慧机场无人化保障装设备 244
9．1 新型服务保障机器人 244
9．1．1 割草机器人 244
9．1．2 行李搬运机器人 248
9．3．3 服务机器人 249
9．2 加改装AGV式机器人 250
9．2．1 AGV概述 250
9．2．1．1 AGV的定义 250
9．2．1．2 AGV单机 251
9．2．1．3 AGV系统 253
9．2．1．4 AGV关键技术 254
9．2．1．5 AGV加改装思路 259
9．2．2 道面安全检测机器人 260
9．2．3 智能安防巡检机器人 263
9．3 特种车辆无人化改造 265
9．1．1 无人驾驶水平划分 265
9．1．2 智能化改造方法 265
9．4 机场多机器人协同 267
9．4．1 体系结构 268
9．4．2 通信方式 273
9．4．3 协调控制 273
9．4．4 云机器人系统 274
第10章 智慧机场数字孪生系统 276
10．1 理论基础 276
10．1．1 数字孪生概述 276
10．1．2 数字孪生机场 277
10．2 总体架构 280
10．2．1 技术架构 280
10．2．1．1 数字孪生通用技术架构 280
10．2．1．2 数字孪生机场技术架构 281
10．2．2 核心平台 282
10．2．2．1 机场信息模型平台 282
10．2．2．2 数据服务平台 284
10．2．2．3 仿真服务平台 285
10．2．3 关键技术 290
10．2．3．1 基于激光扫描的三维重建技术 290
10．2．3．2 基于物联感知的全域标识技术 290
10．2．3．3 基于空间理解的全要素数字化表达 293
10．2．3．4 基于虚实融合的可视化呈现 293
10．2．3．5 基于一体化建模的机场仿真 294
10．2．3．6 基于深度学习的决策优化技术 294
10．2．3．7 基于空间分析计算的布局优化 295
10．3 系统实施 296
10．3．1 建立机场的高精度数字化模型 296
10．3．1．1 机场平面模型 296
10．3．1．1．1 地面设施模型 296
10．3．1．1．2 地下管线模型 299
10．3．1．1．3 机场空域模型 301
10．3．1．2 机场三维模型 303
10．3．1．2．1 机场地面三维模型 303
10．3．1．2．2 地下管线三维模型 307
10．3．1．2．3 机场净空三维模型 307
10．3．1．2．4 特殊效果仿真模型 308
10．3．2 采集真实数据并与数字化模型关联 312
10．3．2．1 机场多元异构数据采集要求 312
10．3．2．2 机场多元异构数据采集框架 313
10．3．2．3 机场多元异构数据采集实现 315
10．3．3 开发机场设施设备故障预测模型 316
10．3．3．1 故障预测方法概述 316
10．3．3．2 基于神经网络的故障预测 317
10．3．4 开发全要素全流程机场仿真系统 319
10．3．4．1 机场仿真发展状况 319
10．3．4．2 基于AUML建立机场仿真模型 321
10．3．4．2．1 理论基础 322
10．3．4．2．2 AUML建模思路 324
10．3．4．2．3 具体方法 325
10．3．4．3 机场空侧仿真系统 328
10．3．4．3．1 开发目标 328
10．3．4．3．2 总体流程 328
10．3．4．3．3 仿真模型 329
10．3．4．3．4 核心模块 332
10．3．4．4 机场航站楼仿真系统 335
10．3．4．5 机场陆侧仿真系统 336
10．3．4．6 面向数字孪生实现在线仿真和实时预测 337
10．3．4．6．1 基于事件调度法的持续瞬态仿真 338
10．3．4．6．2 典型仿真事件处理逻辑 338
10．3．4．6．3 融合实时数据实现在线预测 341
10．4 应用场景 342
10．4．1 规划设计 342
10．4．2 建设施工 344
10．4．3 能力评估 348
10．4．4 车辆调度 349
10．4．4．1 概念特点 350
10．4．4．2 主要内容 350
10．4．4．3 基于数字孪生机场的车辆调度 352
10．4．5 应急演练 353
10．4．5．1 概念特点 353
10．4．5．2 系统组成 354
10．4．5．3 运行流程 354
第11章 智慧机场标准体系与评估体系 357
11．1 标准体系 357
11．1．1 建设思路 357
11．1．1．1 智慧机场系统架构 358
11．1．1．2 智慧机场标准体系结构 361
11．1．1．3 智慧机场标准体系框架 361
11．1．2 建设内容 362
11．1．2．1 总体共性标准 362
11．1．2．2 关键技术与支撑平台标准 363
11．1．2．3 行业应用标准 363
11．1．3 组织实施 364
11．2 评估体系 365
第12章 智慧机场案例分析与实施路径 370
12．1 典型案例 370
12．1．1 首都机场 370
12．1．1．1 整体建设成果 370
12．1．1．2 特色亮点 373
12．1．2 深圳机场 374
12．1．2．1 整体建设成果 374
12．1．2．2 特色亮点 375
12．1．3 重庆机场 378
12．1．3．1 整体建设成果 378
12．1．3．2 特色亮点 379
12．1．4 长沙机场 380
12．1．4．1 整体建设成果 380
12．1．4．2 特色亮点 380
12．1．5 茅台机场 382
12．1．5．1 整体建设成果 382
12．1．5．2 特色亮点 383
12．1．6 鄂州机场 386
12．1．6．1 整体建设成果 386
12．1．6．2 特色亮点 387
12．2 实施路径 388
12．2．1 诊断先行，精准把握企业需求 390
12．2．2 集成创新，整体推进建设内容 394
12．2．3 技术赋能，打造标杆示范引领 395
12．2．4 融通发展，促进产业生态培育 397
12．2．5 人才为本，创新人才培训体系 398
参考文献 400