空港樞紐建筑智慧設(shè)計研究

摘要： 智慧設(shè)計是空港樞紐設(shè)計的必要組成部分。從新一代機場的智慧建設(shè)需求角度出發(fā)，呈現(xiàn)了機場智慧設(shè)計的全景內(nèi)容，并結(jié)合以往機場經(jīng)驗及最新技術(shù)發(fā)展，構(gòu)建了更加優(yōu)化的智慧機場總體技術(shù)架構(gòu)。為智慧機場設(shè)計提供了一種可行路徑。關(guān)鍵詞： 智慧機場; 智慧總框架; 平臺; 機場智慧應(yīng)用

中圖分類號： TU855文獻標(biāo)志碼： A文章編號： 1674-8417（2024）08-0021-05

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.08.005

0引言

1950年，民航初創(chuàng)時，僅有小型飛機30多架，年旅客運輸量僅1萬人次;時至2021年，我國擁有民航客機約4 000架，年旅客運輸量約9億人次，國內(nèi)運輸機場共248個。按現(xiàn)有增長率，到2025年，中國民航旅客運輸量有可能趕超美國，屆時我國民用機場規(guī)劃建成數(shù)量達到320個，但也僅是接近美國民用運輸機場總量的60%?？梢?，中國機場建設(shè)缺口大，面臨需要用較少機場實現(xiàn)較大旅客吞吐量的現(xiàn)實訴求，因此，通過智慧機場建設(shè)提高機場運行效率至關(guān)重要。2010年，世界各國的新機場建設(shè)紛紛向“airport3.0”階段邁進，國內(nèi)機場建設(shè)領(lǐng)域在民航局引領(lǐng)下積極探索，2017年中國民航正式提出“智慧機場”建設(shè)理念，并逐步推出了一系列指導(dǎo)意見，鼓勵從業(yè)者積極研究、實踐。2019年，以“平安、綠色、智慧、人文”為核心的四型機場建設(shè)進入日程。智慧機場建設(shè)已成為我國機場建設(shè)的重要一環(huán)。

1空港樞紐建筑智慧設(shè)計框架

空港樞紐建筑智慧設(shè)計的關(guān)鍵要點之一是搭建合理的設(shè)計框架，應(yīng)涵蓋機場智能化系統(tǒng)的軟硬件建設(shè)，以建設(shè)內(nèi)容為落腳點、兼顧機場業(yè)務(wù)運行和管理的體現(xiàn)。首先分析機場業(yè)務(wù)角度的信息化框架模型，然后以智慧建筑技術(shù)架構(gòu)為基礎(chǔ)，結(jié)合機場弱電智能化系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容，推導(dǎo)出模塊化的智慧機場建設(shè)內(nèi)容框架。智慧機場技術(shù)框架研究路線如圖1所示。

2機場業(yè)務(wù)信息化框架

機場業(yè)務(wù)信息化框架分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)字平臺層、業(yè)務(wù)管理層、生產(chǎn)運行層、用戶體驗層5個層面。它以機場業(yè)務(wù)為核心，圍繞業(yè)務(wù)展現(xiàn)平臺及系統(tǒng)建設(shè)邏輯，其中基礎(chǔ)設(shè)施層包含云基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、高精度定位系統(tǒng)、綜合布線系統(tǒng)、數(shù)據(jù)機房、指揮中心、各弱電子系統(tǒng)等;用戶體驗層包含了PC、云終端、移動終端、自助服務(wù)終端等服務(wù)交互界面;而生產(chǎn)運行層、業(yè)務(wù)管理層、數(shù)字平臺層則體現(xiàn)了信息化建設(shè)邏輯層面的核心建設(shè)需求，包括機場主要生產(chǎn)運行模塊（如離港、行李、安防安檢、旅客服務(wù)與呼叫中心、交通協(xié)同、商業(yè)管理、能源管控、物流貨運等）、機場主要業(yè)務(wù)管理平臺（如生產(chǎn)協(xié)同平臺、安全安保平臺、旅客服務(wù)平臺、綜合交通平臺、商業(yè)管理平臺、能源管理平臺、航空物流平臺等）、機場主要數(shù)字平臺（如服務(wù)總線、數(shù)據(jù)/視頻/語音/地圖/位置等服務(wù)、云管理等）。機場業(yè)務(wù)信息化框架示例如圖2所示。

3智慧建筑技術(shù)架構(gòu)

智慧機場由以航站樓為主的若干智慧建筑組成，按照T/ASC 19—2021《智慧建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》中要求，智慧建筑應(yīng)根據(jù)不同建筑的功能需求、基礎(chǔ)條件和應(yīng)用方式做結(jié)構(gòu)化模塊設(shè)計，實現(xiàn)智慧場景組合的架構(gòu)形式。智慧建筑技術(shù)框架如圖3所示［1］。

智慧建筑的技術(shù)架構(gòu)應(yīng)著眼于長期規(guī)劃，根據(jù)建筑功能、使用、管理和維護需求配置平臺層和應(yīng)用層，具備兼容性和擴展性，并適應(yīng)創(chuàng)新應(yīng)用開發(fā)。架構(gòu)組成：感知執(zhí)行層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、智慧平臺層和智慧應(yīng)用層等［2］。

4空港樞紐建筑設(shè)計框架

空港業(yè)務(wù)與智慧建筑技術(shù)框架結(jié)合如圖4所示。

將機場業(yè)務(wù)需求注入智慧建筑技術(shù)架構(gòu)，依然分為應(yīng)用層、平臺層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、感知執(zhí)行層。智慧機場的智慧應(yīng)用場景，在不同機場的劃分方式大同小異，通常稱為“主題策劃”，每個主題內(nèi)涉及若干個智能化弱電信息子系統(tǒng)。

5空港樞紐建筑建設(shè)主題策劃

空港樞紐建筑之所以采用劃分主題的方式進行建設(shè)，主要因為智慧系統(tǒng)繁多，需要分類管理，而主題的劃分最優(yōu)方式是結(jié)合業(yè)務(wù)，從機場自身管理特點著手，讓智慧系統(tǒng)的服務(wù)對象（使用單位）根據(jù)自己對應(yīng)的主題參與到建設(shè)中來［3］。這樣對設(shè)計的落地、需求的明確、建成后的交接均有積極作用。同時，主題劃分、平臺的搭建與機場管理理念的結(jié)合尤為重要。各機場的智慧機場建設(shè)主題劃分大體相同又不盡相同，大體相同是由機場業(yè)務(wù)的確定性、目標(biāo)一致性決定的;而不盡相同是由各機場之間管理差異決定的。在設(shè)計中，應(yīng)將機場業(yè)務(wù)與技術(shù)發(fā)展相結(jié)合進行智慧機場主題劃分，在需求調(diào)研中不斷優(yōu)化，使之與機場管理方式盡可能貼近?？崭蹣屑~建筑設(shè)計框架示例如圖5所示。

經(jīng)多機場設(shè)計、調(diào)研情況梳理，從空港樞紐建筑建設(shè)需求及標(biāo)段實施便利性考慮，可以將信息弱電系統(tǒng)歸納為“智慧基礎(chǔ)設(shè)施”“智慧安全”“智慧通行”“智慧服務(wù)”“智慧運管”“智慧運維”，另加“智慧建造”建設(shè)過程管理類系統(tǒng)。

（1） 智慧基礎(chǔ)設(shè)施。為機場智能化信息弱電系統(tǒng)提供物理承載、信息傳輸?shù)幕A(chǔ)設(shè)施，主要包括機房工程、運控中心、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無源光網(wǎng)絡(luò)、綜合布線、綜合橋架管線、電梯五方通話、機場LTE/5G建設(shè)、機場物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)等?；A(chǔ)設(shè)施的重要性不言而喻，它是智慧機場的基石，決定了機場智慧系統(tǒng)未來發(fā)展的可能性。力爭在機場中實現(xiàn)全域感知，杜絕盲區(qū)死角，為智慧空港樞紐提供完善的感知層［4］。

（2） 智慧安全。智慧機場建設(shè)是“四型機場”的技術(shù)支撐，其中的“智慧安全”實際就是“平安機場”的技防部分。利用AI圖像分析技術(shù)、大數(shù)據(jù)、高性能存儲技術(shù)等技術(shù)措施為平安機場賦能成為智慧機場建設(shè)的普遍做法。智慧安全主題主要包含智慧安全管理平臺、智慧應(yīng)急指揮系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、隱蔽報警系統(tǒng)、智慧安檢、圍界安防、安檢信息管理系統(tǒng)、智能安檢設(shè)備、應(yīng)急救援管理系統(tǒng)等。

（3） 智慧通行。機場屬于交通建筑，對通行權(quán)限的管理、通行效率的提升、通行情況的記錄自然成為機場重點管理內(nèi)容。智慧通行包含人和車的通行管理，涉及系統(tǒng)有綜合交通管理平臺、綜合交通信息顯示系統(tǒng)、出租車蓄車場調(diào)度系統(tǒng)、智慧車庫、自助流程、無紙化通關(guān)、無感通關(guān)、一臉通行等。以往智慧通行涉及內(nèi)容散落在智慧安全、智慧基礎(chǔ)設(shè)施等主題類型中，從未來機場功能性日益突出的發(fā)展來看，將通行類管理系統(tǒng)統(tǒng)一策劃、協(xié)同設(shè)計將成為趨勢。

（4） 智慧服務(wù)。機場作為公共建筑的服務(wù)屬性，決定了智慧機場建設(shè)需要將服務(wù)類系統(tǒng)統(tǒng)籌規(guī)劃，從而達到服務(wù)有預(yù)案、過程有執(zhí)行、事后有回溯，全方位服務(wù)旅客，并為提升服務(wù)能力及服務(wù)效率提供有力保障。運行與旅客服務(wù)協(xié)同平臺、服務(wù)執(zhí)行測量系統(tǒng)、旅客關(guān)懷平臺、貴賓管理系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)、數(shù)字電視系統(tǒng)、智慧導(dǎo)引與綜合信息發(fā)布、衛(wèi)生間智能監(jiān)控系統(tǒng)、行李跟蹤系統(tǒng)、時鐘系統(tǒng)、智慧航班信息顯示、航站樓巡查巡檢系統(tǒng)、醫(yī)療急救信息管理系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)等。

（5） 智慧運管。智慧運管著眼于機場生產(chǎn)運行與管理，涵蓋機場運營主要業(yè)務(wù)系統(tǒng)，是機場作為功能性建筑設(shè)施的核心落腳點，包含智慧IOC、數(shù)字孿生、數(shù)據(jù)處理（IT自動化運維系統(tǒng)、機場云平臺運營管理系統(tǒng)、IaaS/PaaS/DaaS、數(shù)據(jù)倉庫、機場智能倉庫、機場綜合運行視圖、機場企業(yè)服務(wù)總線）、地理信息系統(tǒng)、離港系統(tǒng)、航班生產(chǎn)運行系統(tǒng)、協(xié)同運行指揮平臺、飛行區(qū)道面管理系統(tǒng)、地服管理系統(tǒng)、機坪車輛管理系統(tǒng)、自動泊位引導(dǎo)系統(tǒng)、登機橋管理系統(tǒng)、除冰系統(tǒng)、跑道外來物監(jiān)測系統(tǒng)、轉(zhuǎn)報系統(tǒng)、航空結(jié)算收費系統(tǒng)、貨運管理（貨運物流管理平臺、貨站管理系統(tǒng)、貨代管理系統(tǒng)）、全景監(jiān)控系統(tǒng)、商業(yè)綜合管理系統(tǒng)、商業(yè)POS系統(tǒng)等。

（6） 智慧運維。機場智慧運維主要立足于建筑設(shè)備自動化控制、資產(chǎn)管理等，包含建筑智能化集成IBMS、建筑設(shè)備自動化系統(tǒng)BAS、能源管理系統(tǒng)、機房動力與環(huán)境管理系統(tǒng)、資產(chǎn)管理系統(tǒng)等。

（7） 智慧建造。機場建設(shè)周期長、施工場地大、工作面廣、參與人員多、工期/質(zhì)量/安全管理要求高。利用智能化手段提升工地管理水平，達到“智慧建造”，是目前大型機場建設(shè)對施工單位的普遍要求，也是大型施工單位自主技術(shù)創(chuàng)新的熱點方向。由于“智慧建造”不屬于機場建設(shè)方直接投資和管控內(nèi)容，所以并不列入智慧機場建設(shè)“六大主題”，但由于其重要性使得它成為重要研究課題。智慧建造通常包括BIM建造管理、項目全生命周期管理、工序與資源管理系統(tǒng)、建設(shè)過程資料檔案系統(tǒng)、智慧工地監(jiān)控（建筑過程可視化系統(tǒng)）、周界安防管理系統(tǒng)、防疫監(jiān)測系統(tǒng)、安全著裝管理系統(tǒng)、升降機人員安全預(yù)警系統(tǒng)、工地?zé)o感考勤、車輛沖洗監(jiān)測等。

6結(jié)語

智慧機場作為“四型機場”建設(shè)的重要一環(huán)，同時還是綠色機場、平安機場、人文機場建設(shè)的基礎(chǔ)，只有綜合運用AI、大數(shù)據(jù)、云計算、新一代通信等技術(shù)，合理構(gòu)建平臺架構(gòu)并充分發(fā)揮平臺作用，才能避免數(shù)據(jù)孤島，將機場產(chǎn)生的各類海量數(shù)據(jù)進行高效的治理和利用。

［1］中國建筑學(xué)會.智慧建筑設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)：T/ASC19-2021［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2021.

［2］沈育祥，蔡增誼，郭安.從“智能”建筑到“智慧”建筑的技術(shù)革新［J］.建筑電氣，2020（5）：3-7.

［3］王曉穎.國內(nèi)智慧機場建設(shè)的研究現(xiàn)狀及趨勢分析［J］.建設(shè)監(jiān)理，2024（5）：57-60.

［4］鄭煒陵.以智慧場區(qū)為引領(lǐng)，推進“四型場區(qū)”建設(shè)［J］.上海信息化，2021（6）：28-32.

收稿日期： 20240620

Study on Smart Airport Design

GUO An

（East China Architectural Design amp; Research Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200000， China）

Abstract： Smart design is an essential part of the design of airport hubs.For this purpose，starting from the smart construction requirements of the new generation of airports，this article presents the panoramic content of smart airport design，and combines previous airport experience and the latest technological developments to construct a more optimized overall technical architecture of smart airports，providing a feasible path for the design of smart airports.

Key words： smart airport; smart overall framework; platform; smart airport application