如今,“低空经济”蓬勃发展,如何确保空间数据安全、飞行安全、航路畅通、计划有序,成为空域管理部门亟待解决的问题。

低空经济与数字孪生技术的交汇融合,正在塑造未来城市空中交通网络。 

上海漂视网络股份有限公司(以下简称“漂视”)是一家全生命周期工业数字孪生底座提供商,致力于为工业和基础设施行业提供三维数字化转型产品和专业化服务。

漂视基于自研的国产数字孪生图形引擎CIMPro孪大师,AI时空底座引擎PDG,面向通用航空企业、航空器制造企业、低空保障与综合服务企业、旅游业、物流业、农业的相关企业,推出数字孪生低空域虚拟仿真平台,为低空经济发展的基础设施建设、技术研发与创新、人才培养与教育、市场培育与推广、信息化与数字化提供专业的解决方案和产品服务。

数字孪生低空域虚拟仿真平台

数字孪生低空域虚拟仿真平台,适用于低空经济各链路业务的三维模拟验证。平台集成低空数字空域图、3D地图、知识库、规则库、三维可视化功能于一身,为规划适航空域的高效使用,提供基础设施数据、环境信息数据、时空分析数据、业务系统数据等支撑。 

1)城市级3D数据底座

只需一幅高清的卫星影像底图,基于漂视自研时空底座生成引擎PDG(Procedural Digital twin Generator)的自动建模技术,就能快速构建低空环境的数字孪生模型。

该引擎基于AI深度学习,通过几何特征抽取、语义理解、三维语义建模等核心能力,快速精准地识别图片中建筑物、街道、土壤、水域、植被等地物要素属性,自动生成高精度数字孪生时空底座,将原本需要耗费数月的建模时间,缩短至几天甚至几小时,极大缩减数字孪生建模成本,为低空飞行活动提供了精确的、动态的数据底座。

平台还支持导入高精度的三维模型(支持TB级数字底座流畅运行),精确映射真实世界的低空环境,包括建筑物、地形以及其他空中障碍物。

l 地图数据

平台内置WGS84和CGCS2000坐标系,提供携带高程信息的地理空间。

l 地理要素

包括河流、湖泊、山脉等自然地理要素的数据,用于更精确地模拟低空域的环境。

l 建筑要素

对于低空域内的建筑物、设施等,可接入其相关的数据,以便在数字孪生平台中进行准确的模拟和展示。

l 空间要素

如航空限制区、飞行禁区、低空开放区域等,确保飞行安全和合规性。

2)实时数据集成

平台集成了实时数据流,如气象信息、飞行器状态和空域动态,为低空飞行活动提供决策支持。

l 传感器数据

实时接入低空域内各类传感器的数据,如气象传感器、交通传感器等,以提供实时的环境信息和交通状况,支持决策和控制。

l 时空分析数据

包括历史飞行数据、交通流量数据等,用于对低空域进行时空分析,为未来的飞行计划和管理提供参考。

l 业务系统数据

与低空域管理相关的各类业务系统的数据,如飞行计划系统、空中交通管理系统等,用于实现数字孪生平台与业务系统的数据交互和集成。

3)飞行仿真与优化

平台还具备强大的仿真能力,能够模拟无人机和其他低空飞行器的飞行路径和性能,优化航线规划,降低运营风险。

4)智能检测与分析

平台支持智能化的空域管理和监控,提高低空经济活动的安全性和效率。通过这些综合能力,平台为低空经济的参与者提供了一个全面、可靠的数字孪生解决方案,推动了低空经济的智能化和可持续发展。

5)3D交互与双向操控

平台通过覆盖多业务场景的原创可视化API功能组件,简化了交互开发过程,帮助用户零代码实现对低空飞行器的精确控制和监控,使得非技术用户也能轻松参与到低空经济的数字化管理中来,提升了操作的便捷性和应用的普及性。

6)技术集成与扩展性

平台具备良好的技术集成能力,可以与其他系统如交通管理、应急响应等进行集成,提供扩展性解决方案,支持二次开发与私有化部署。

02 应用场景

漂视依托数字孪生技术服务和图形引擎开发的深厚积淀,提供虚拟空间下的空域编辑,支持灵活绘制禁飞区、管控区、适航区,并可通过三维空间计算等虚拟仿真服务,支持自动识别不同空域高度下的建筑障碍、管控区等,为空域管理提供灵活便捷的平台工具,并积极探索数字孪生在低空经济领域中的广阔应用。

01)空域规划与管理

数字孪生技术通过创建一个精确的低空空域虚拟副本,使得管理者能够在一个安全且可控的环境中进行空域规划、监控和管理。这个虚拟空间可以模拟各种飞行场景,测试不同的飞行计划,并预测可能的冲突和问题,从而优化空域利用率和飞行安全。此外,它还支持政策制定者进行长远规划,评估空域改革措施的潜在影响,实现空域资源的最优配置。

02)飞行路径仿真

数字孪生技术支持对飞行器飞行路径的详细仿真,这使得规划人员能够评估现有航线的有效性,并设计出更高效、成本更低的飞行路线。通过模拟不同的天气条件、交通流量和飞行策略,可以识别出影响飞行效率的因素,并制定相应的改进措施。这种方法不仅减少了实际试飞的需求,还有助于降低燃油消耗和排放,实现绿色飞行。

03)飞行器设计与测试

在数字孪生技术支持下,设计师和工程师可以在虚拟环境中进行飞行器的设计与测试。这种模拟方法允许他们对飞行器的性能进行预测和验证,无需构建昂贵的物理原型。通过这种方式,可以快速迭代设计,测试不同的配置和参数,直至找到最优解决方案。这大大加快了产品从概念到市场的速度,同时降低了研发成本和风险。

04)实时监控与预警

数字孪生技术提供实时监控功能,能够对飞行器的位置、速度、高度等关键参数进行实时跟踪。结合先进的数据分析和机器学习算法,系统能够预测潜在的风险和异常行为,及时发出预警。这不仅提高了飞行的安全性,还帮助管理者做出快速响应,避免可能的事故或延误,确保低空飞行活动的顺利进行。

05)数据集成与分析

数字孪生平台能够集成来自传感器、飞行器、气象站等多种来源的数据,形成一个全面的数据视图。通过对这些数据进行深入分析,管理者可以获得关于飞行效率、空域使用情况和安全风险的宝贵洞察。这些信息对于优化飞行操作、提高空域利用率和制定相关政策至关重要。

06)智能交通管理

数字孪生技术在低空交通管理中的应用,使得管理者能够模拟和优化低空交通流。通过预测交通模式和识别潜在的拥堵点,智能系统可以自动调整飞行计划,指导飞行器避开高峰区域。这种智能化管理不仅提高了低空交通的流畅性,还减少了飞行器之间的冲突风险,提升了整个低空交通系统的效率。

07)应急响应与救援

在紧急情况下,如自然灾害或事故救援,数字孪生技术能够迅速规划和模拟救援路径。通过分析受影响区域的实时数据,救援团队可以确定最佳的进入点、撤离路线和救援资源分配。这种高效的规划能力大大缩短了应急响应时间,提高了救援行动的成功率。

08)农业监测与植保

数字孪生技术在农业领域的应用,使得无人机可以进行精准的农作物监测和植保作业。通过模拟喷洒模式和作物生长环境,无人机能够以最佳路径和剂量进行喷洒,提高农药使用效率,减少对环境的影响。此外,通过监测作物生长情况,农民可以获得关于作物健康和产量的实时数据,及时做出管理决策。

09)环境监测与保护

数字孪生技术为环境监测与保护提供了一种有效的工具。通过模拟污染物在低空环境中的扩散情况,环境专家可以评估不同污染源的影响,并制定相应的控制策略。此外,通过监测低空环境中的生态变化,可以及时发现环境问题,采取预防措施,保护生态环境。

10)教育培训与模拟

数字孪生技术在教育培训领域的应用,为飞行操作人员提供了一个安全的虚拟训练环境。通过模拟各种飞行场景和紧急情况,学员可以在没有实际飞行风险的情况下,练习飞行技能和应对策略。这种模拟训练不仅提高了培训的安全性,还使得学员能够在控制的环境中掌握必要的操作技能,提高了培训的效率和效果。

低空经济的蓬勃发展,离不开数字孪生技术的有力支撑。上海漂视网络股份有限公司积极响应国家政策,凭借其在数字孪生领域的创新实力,基于CIMPro孪大师与AI时空底座引擎PDG,助力低空经济更加安全、高效,为低空经济注入了强劲动力。