數(shù)字化工具在空港建筑空間塑造中的應(yīng)用

楊洪順 張 強(qiáng) 魏凱杰 梁兆侃

在數(shù)字化時代，建筑領(lǐng)域日新月異的發(fā)展催生了許多先進(jìn)技術(shù)，其中數(shù)字化工具作為一項引領(lǐng)性技術(shù)，不僅在各個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，而且在空港建筑空間塑造中發(fā)揮出獨特的作用。隨著全球交通的不斷發(fā)展，空港作為連接不同地域的重要節(jié)點，其建筑空間的塑造愈發(fā)受到重視。數(shù)字化工具在空港建筑中的應(yīng)用，旨在通過創(chuàng)新性的方式提升空港環(huán)境的舒適度、便捷性和功能性[1]。

1 數(shù)字化工具的應(yīng)用優(yōu)勢

1.1 創(chuàng)意表達(dá)和可視化

空港建筑的設(shè)計過程中，創(chuàng)意表達(dá)和可視化是不可或缺的環(huán)節(jié)。數(shù)字化工具通過豐富的功能和直觀的展示方式，可豐富設(shè)計師表達(dá)創(chuàng)意的手段：

1）數(shù)字化工具幫助設(shè)計師以更直觀的方式呈現(xiàn)想法。通過三維建模、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，設(shè)計師可以將復(fù)雜的設(shè)計概念轉(zhuǎn)化為生動的圖像或動畫，使非專業(yè)人士也能深刻理解設(shè)計思想。這種創(chuàng)意表達(dá)方式不僅促進(jìn)了與利益相關(guān)者的有效溝通，而且增強(qiáng)了設(shè)計團(tuán)隊之間的協(xié)作。

2）數(shù)字化工具為設(shè)計師提供了更大的創(chuàng)作空間。通過數(shù)字化平臺，設(shè)計師可以便捷地嘗試各種設(shè)計方案，調(diào)整各種參數(shù)和元素，實時查看設(shè)計效果，并根據(jù)實際需要進(jìn)行優(yōu)化[2]。這種迭代和實驗的方式有助于挖掘出更多可能性，使設(shè)計更具創(chuàng)新性。

3）數(shù)字化工具能夠?qū)⒃O(shè)計從紙面或計算機(jī)屏幕上解放出來。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，設(shè)計師和利益相關(guān)者可以置身于建筑空間中，親身感受設(shè)計的氛圍、尺度和細(xì)節(jié)。這種親身體驗有助于人們更好地理解設(shè)計意圖，發(fā)現(xiàn)潛在的問題，及時進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，從而打造出更符合需求的建筑。

1.2 設(shè)計精度較為突出

在空港建筑空間塑造中應(yīng)用數(shù)字化工具時，對于設(shè)計精度的提升十分顯著。數(shù)字化工具以其精確的建模和超強(qiáng)的分析能力，為空港建筑的設(shè)計和規(guī)劃提供了更高的準(zhǔn)確度，幫助設(shè)計人員在建筑設(shè)計的各個階段都能取得令人矚目的成果。數(shù)字化工具通過先進(jìn)的建模技術(shù)，能夠在建筑設(shè)計的初期就以較高的精度捕捉空間要素。傳統(tǒng)的平面圖難以完整表達(dá)三維空間，而數(shù)字化工具通過三維建模技術(shù)能夠精準(zhǔn)呈現(xiàn)建筑的形態(tài)、結(jié)構(gòu)和比例。設(shè)計師可以在數(shù)字化平臺上創(chuàng)建精細(xì)的建筑模型，準(zhǔn)確反映每個空間的尺寸、形狀和布局，更好地滿足空港建筑的功能需求。在設(shè)計過程中，設(shè)計人員借助數(shù)字化工具，能夠進(jìn)行極為精確的仿真分析。例如，基于數(shù)字化建模，設(shè)計師可以進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，預(yù)測建筑在不同負(fù)荷下的受力情況，確保建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性[3]。

1.3 用戶體驗較為顯著

數(shù)字化工具的應(yīng)用使得空港建筑的設(shè)計更加注重用戶體驗：首先，通過數(shù)字化工具，設(shè)計人員可以提供準(zhǔn)確實時的導(dǎo)航和信息展示。旅客在空港內(nèi)可以輕松獲取航班信息、登機(jī)門指引以及商店、餐廳等相關(guān)設(shè)施的位置信息，降低旅途中的焦慮感。這種人性化的信息傳遞使得旅客在空港中能夠更加舒適地移動，提升整體的旅行體驗。其次，數(shù)字化工具為空港建筑增添了諸多樂趣。虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)能夠為旅客帶來全新的體驗，如虛擬游覽、互動展覽等方式增加了旅途的趣味性。最后，數(shù)字化工具還有助于提升服務(wù)的定制化水平。通過數(shù)字化平臺，旅客可以根據(jù)自身需求定制個性化服務(wù)，如定制的旅行計劃、推薦的餐飲選擇等。這種定制化服務(wù)不僅滿足了旅客的特定需求，也增強(qiáng)了旅客與空港之間的聯(lián)系，使在旅途中的人們感受到更多關(guān)懷。

1.4 項目溝通較為便利

數(shù)字化工具提供了多樣化的溝通手段，使項目團(tuán)隊能夠便利溝通：首先，通過數(shù)字化平臺，團(tuán)隊成員可以便捷地進(jìn)行遠(yuǎn)程會議，不再受制于地理位置的限制。這種便利的溝通方式能夠加速決策的制定，提高了項目效率。其次，數(shù)字化工具的可視化呈現(xiàn)使項目團(tuán)隊之間能夠更直觀地理解設(shè)計思想。通過數(shù)字化建模、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)，設(shè)計方案和建筑模型能夠以更清晰、生動的方式得到展示，消除了傳統(tǒng)紙質(zhì)資料的局限性。這使得團(tuán)隊成員能夠共享和理解設(shè)計概念，減少了信息傳遞和解釋上的誤差。最后，數(shù)字化工具可以為項目團(tuán)隊提供良好的反饋渠道和參與機(jī)會。借助數(shù)字化平臺，項目團(tuán)隊成員可以實時討論和反饋設(shè)計方案，指出存在的問題，并及時提出解決方案。這種即時的反饋機(jī)制，有助于團(tuán)隊持續(xù)優(yōu)化方案，使設(shè)計更加符合實際需求。

2 數(shù)字化工具的應(yīng)用表現(xiàn)

2.1 建筑漫游和評估

數(shù)字化工具為用戶提供了沉浸式的建筑漫游體驗。通過使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，用戶可以置身于尚未建成的建筑中，實時感受空間的比例、布局和氛圍。這種虛擬的漫游體驗使設(shè)計方案生動具體，有助于及時發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計問題，從而避免在后期施工或使用階段做出不必要的改變。另外，數(shù)字化工具還支持建筑的視覺評估。通過數(shù)字化模型，設(shè)計師和決策者可以從多個角度觀察建筑的外觀，不僅可以實時查看建筑在不同光線下的表現(xiàn)，還能夠根據(jù)設(shè)計需求進(jìn)行燈光模擬，預(yù)測建筑在不同時間段的光影變化。這種視覺評估可以確保建筑外觀的美觀性以及與環(huán)境的協(xié)調(diào)性[4]。

2.2 流量管理和預(yù)測

數(shù)字化工具在流量管理方面提供了實時監(jiān)測和分析功能。通過使用傳感器、攝像頭等設(shè)備，可以實時了解旅客在不同區(qū)域的分布情況，生成實時的熱度圖，分析整體流量數(shù)據(jù)，使得空港管理者能夠了解區(qū)域的擁堵情況，從而更好地調(diào)配資源，優(yōu)化人流管理。同時，數(shù)字化工具能夠幫助管理人員預(yù)測旅客流量。通過對歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行模型分析，可以預(yù)測在未來的某一時段內(nèi)的人流變化趨勢?？崭酃芾碚吣軌驌?jù)此提前制定應(yīng)對措施，例如增加安檢通道、調(diào)整人員配置等，以應(yīng)對預(yù)計的人流壓力，確?？崭鄣恼＿\營。

2.3 實時導(dǎo)航和信息展示

數(shù)字化工具為旅客提供了準(zhǔn)確、實時的導(dǎo)航功能。通過數(shù)字化平臺，旅客輸入目的地信息，系統(tǒng)將為其提供最佳的導(dǎo)航路徑，不僅包括航站樓內(nèi)部的導(dǎo)航，還覆蓋到停車場、公共交通站點等外部區(qū)域，從而使旅客在整個旅程中能夠更加便捷地到達(dá)目的地。數(shù)字化工具還支持實時的信息展示。例如在空港內(nèi)，旅客可以通過數(shù)字化屏幕、移動應(yīng)用等途徑，獲取航班信息、登機(jī)口指引、延誤通知等實時信息，避免因信息不準(zhǔn)確或延遲而產(chǎn)生焦慮情緒。

3 數(shù)字化工具的應(yīng)用挑戰(zhàn)

3.1 技術(shù)復(fù)雜性較大

數(shù)字化工具涉及多種復(fù)雜的技術(shù)，如三維建模、虛擬現(xiàn)實和大數(shù)據(jù)分析等。在空港建筑的實際應(yīng)用中，這些技術(shù)需要高度專業(yè)的知識和技能來開發(fā)、定制和維護(hù)，需要聘請專業(yè)的技術(shù)人員或團(tuán)隊，從而增加了人力和培訓(xùn)成本[5]。

不同的數(shù)字化工具可能需要不同的技術(shù)平臺提供支撐，這就需要復(fù)雜的集成和較高的適配性能，增加了技術(shù)系統(tǒng)的復(fù)雜性，進(jìn)而提升系統(tǒng)的維護(hù)和升級難度。面對技術(shù)的快速更新和演進(jìn)，需要持續(xù)投入和跟進(jìn)新的技術(shù)趨勢，以保持?jǐn)?shù)字化工具的有效性。對于空港管理團(tuán)隊和設(shè)計師而言，掌握和應(yīng)用這些復(fù)雜的技術(shù)，必將投入大量的時間和資源成本。

3.2 數(shù)據(jù)隱私和安全問題

在應(yīng)用數(shù)字化工具的過程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)收集、存儲和傳輸?shù)炔僮鳎ńㄖO(shè)計數(shù)據(jù)、旅客信息和運營數(shù)據(jù)等。這些數(shù)據(jù)包含一些敏感信息，如個人身份信息、航班計劃、財務(wù)數(shù)據(jù)等。如果這些數(shù)據(jù)不能得到充分保護(hù)，可能會引發(fā)嚴(yán)重的隱私泄露問題，損害個人和組織的權(quán)益。數(shù)字化工具的應(yīng)用，涉及多個參與方，如設(shè)計師、建筑師、空港管理者和科技供應(yīng)商等。不同參與方之間的數(shù)據(jù)共享和交換存在數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。例如，設(shè)計師要訪問建筑模型數(shù)據(jù)，而空港管理者要訪問運營數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)權(quán)限和訪問控制不當(dāng)，將導(dǎo)致數(shù)據(jù)被濫用或泄露。

3.3 用戶體驗要求高

用戶在使用數(shù)字化工具的過程中，需要適應(yīng)新的界面、交互方式和使用習(xí)慣。例如，虛擬現(xiàn)實導(dǎo)航和移動應(yīng)用操作等，與傳統(tǒng)的導(dǎo)航方式和信息獲取方式存在較大差異，一些用戶需要經(jīng)歷一定的學(xué)習(xí)和適應(yīng)過程，尤其是對于年齡較大或技術(shù)不熟悉的用戶，將會花費更多的時間適應(yīng)。另外，數(shù)字化工具的應(yīng)用將帶來信息過載問題。雖然數(shù)字化工具可以提供大量的信息和豐富的功能，但用戶也會因為信息過多而感到困惑。在空港內(nèi)，旅客需要同時關(guān)注航班信息、導(dǎo)航指引和服務(wù)推薦等多方面的信息，如何呈現(xiàn)這些信息，并確保用戶能夠快速有效地獲取所需信息是一個挑戰(zhàn)。

3.4 投資成本比較大

引入數(shù)字化工具，涉及硬件設(shè)備、軟件開發(fā)、系統(tǒng)集成等多方面的成本。例如，在建設(shè)虛擬現(xiàn)實導(dǎo)航系統(tǒng)時，需購買高質(zhì)量的虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，VR）設(shè)備和傳感器；在開發(fā)移動應(yīng)用時，需雇用開發(fā)團(tuán)隊；在搭建大數(shù)據(jù)平臺時，需購買服務(wù)器和存儲設(shè)備。對于預(yù)算有限的空港建筑項目來說，無疑是一筆較大的花費。數(shù)字化工具的引入，也涉及培訓(xùn)和人員配備的成本。例如，為了充分發(fā)揮數(shù)字化工具的功能，需要對員工進(jìn)行培訓(xùn)，以提升他們的技術(shù)操作能力，而一些新的職位如數(shù)據(jù)分析師、數(shù)字化工程師等，需要聘請或培訓(xùn)相關(guān)人才，從而增加了人力成本。

4 數(shù)字化工具的應(yīng)用創(chuàng)新

4.1 引入先進(jìn)技術(shù)人才

數(shù)字化工具的開發(fā)和應(yīng)用涉及多種技術(shù)，如虛擬現(xiàn)實、大數(shù)據(jù)分析和人工智能等[6]。為了充分發(fā)揮數(shù)字化工具的潛力，空港建筑項目需要引入具有專業(yè)知識和經(jīng)驗的先進(jìn)技術(shù)人才。這些技術(shù)人才在技術(shù)開發(fā)、系統(tǒng)集成和數(shù)據(jù)分析等實踐中擔(dān)任著關(guān)鍵角色，推動數(shù)字化工具的升級。先進(jìn)技術(shù)人才不僅具備專業(yè)技能，而且能夠?qū)⒆钚碌募夹g(shù)應(yīng)用到空港建筑項目中，以提升數(shù)字化工具的性能。例如，引入虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，可以為旅客提供沉浸式的導(dǎo)航服務(wù)；引入人工智能技術(shù)，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測，優(yōu)化空港運營管理。先進(jìn)技術(shù)人才還能夠推動數(shù)字化工具的創(chuàng)新應(yīng)用，借鑒其他行業(yè)的經(jīng)驗，將先進(jìn)技術(shù)與空港建筑管理相結(jié)合，開發(fā)出獨特的解決方案。例如，通過使用傳感器和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以實現(xiàn)智能化的人流管理和資源分配，提升空港的運行效率，為旅客帶來良好的體驗。

4.2 做好數(shù)據(jù)安全保障

數(shù)據(jù)安全是數(shù)字化工具應(yīng)用的基石，尤其在涉及旅客個人信息、航班計劃、運營數(shù)據(jù)等敏感信息時，更加具有現(xiàn)實意義。為了保障數(shù)據(jù)安全，空港建筑項目可以采取多種創(chuàng)新策略。一方面，確保數(shù)據(jù)加密和傳輸安全。在傳輸過程中，使用加密技術(shù)對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行保護(hù)，防止在傳輸途中數(shù)據(jù)被竊取或篡改。采用安全的通信協(xié)議和加密算法，確保數(shù)據(jù)在傳輸中的機(jī)密性和完整性。另一方面，建立嚴(yán)格的數(shù)據(jù)訪問控制和權(quán)限管理機(jī)制。只有經(jīng)過授權(quán)的人員，才可以訪問特定的數(shù)據(jù)，根據(jù)角色和需求細(xì)分訪問權(quán)限。通過采用這種方式，可以有效避免未經(jīng)授權(quán)的人員訪問敏感信息，降低數(shù)據(jù)泄露的風(fēng)險。

4.3 提高全感官性體驗

在應(yīng)用數(shù)字化工具過程中，可以利用多種技術(shù)手段，從視覺、聽覺、觸覺等多個感官入手，為旅客提供更全面的體驗[7]：

1）虛擬現(xiàn)實與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)。通過引入虛擬現(xiàn)實和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，旅客可以在數(shù)字環(huán)境中獲得身臨其境的體驗。例如，在空港內(nèi)提供虛擬現(xiàn)實導(dǎo)覽，旅客可以透過虛擬現(xiàn)實眼鏡探索航站樓，獲取信息、導(dǎo)航并感受空港的氛圍。

2）聲音導(dǎo)引與音頻體驗。數(shù)字化工具可以結(jié)合聲音導(dǎo)引、音頻解說等方式，為旅客提供引人入勝的聲音體驗。在數(shù)字導(dǎo)覽中加入音頻解說，解釋空港的歷史、文化等，為旅客帶來更加豐富的感知。

3）觸感體驗?？梢砸胗|感反饋技術(shù)，讓旅客在使用數(shù)字化工具時能夠感受到觸覺上的反饋。例如，在觸摸屏幕進(jìn)行操作時，通過觸感反饋模擬按鍵的感覺，可以增強(qiáng)用戶的操作體驗。

4.4 適當(dāng)拓展融資渠道

在空港建筑空間塑造中應(yīng)用數(shù)字化工具時，適當(dāng)拓展融資渠道是一項重要的策略。融資在數(shù)字化工具的研發(fā)、應(yīng)用和推廣過程中具有決定性作用，多元化的融資渠道可以保證項目發(fā)展的可持續(xù)性，為數(shù)字化工具的成功應(yīng)用奠定堅實的基礎(chǔ)[8]。傳統(tǒng)融資途徑包括銀行貸款、風(fēng)險投資和天使投資，這些途徑不僅可以為項目提供所需的資金支持，而且能夠引入投資者的專業(yè)知識，助力數(shù)字化工具的升級。與相關(guān)企業(yè)、機(jī)構(gòu)建立合作伙伴關(guān)系，吸引合作伙伴進(jìn)行投資，也是一種創(chuàng)新的融資策略。通過與技術(shù)供應(yīng)商、數(shù)字化工具開發(fā)公司等開展合作，共同投資開發(fā)項目，可以分擔(dān)研發(fā)和投資風(fēng)險，實現(xiàn)資源共享和協(xié)同創(chuàng)新。政府資助在數(shù)字化工具應(yīng)用中也起著重要作用。申請政府科技創(chuàng)新資助、產(chǎn)業(yè)發(fā)展基金等，可以獲得資金支持，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。

5 結(jié)語

數(shù)字化工具在空港建筑空間塑造中，具有巨大的應(yīng)用潛力，通過創(chuàng)新應(yīng)用可以優(yōu)化設(shè)計效率。從多個角度探討數(shù)字化工具的應(yīng)用優(yōu)勢，深入剖析面臨的應(yīng)用挑戰(zhàn)，并提出可行性的創(chuàng)新策略，以推動數(shù)字化工具在空港建筑領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。在不斷變革的數(shù)字化浪潮中，確保工具應(yīng)用的穩(wěn)定、安全和創(chuàng)新，將為空港建筑營造更加優(yōu)質(zhì)、智能的體驗。