新基建背景下民用机场建设发展思考

□ 中国民航工程咨询公司 吴程程 冯广东 李彤阳/文

2018年12月，中央经济工作会议上首次提出“新基建”，提出加快5G商用步伐，加强人工智能、工业互联网、物联网等新型基础设施建设。2019年以来，面对经济结构转型、贸易战、新冠肺炎疫情等多重复杂因素影响，党中央多次强调加快新基建进度，将新基建作为我国社会经济数字化转型的重要支撑，作为我国未来基于数字化的全球工业革命中占得先机的重要基石。

对于民航业而言，各类新技术应用日新月异，新一轮科技革命和产业变革正在全方位重塑民航业的形态、模式和格局。为顺应这一历史潮流，中国民航正在以“智慧机场”为重要抓手之一，努力探索智慧发展之路，并提出未来要坚持“智慧民航为主线”的发展思路。而民航新基建，推动新一代信息技术赋能民航基础设施，使得民航基础设施具备新功能、呈现新形态、适应新发展，进而引领、培育智慧民航产业生态体系。

民用机场是民航业最重要的基础设施载体，是民航传统基础设施与新型基础设施最重要的融合平台之一，也是智慧民航建设的集中展示窗口，推动民用机场新基建势在必行。

科学把握新基建背景下机场规划建设发展趋势

（一）新基建将催生新一轮智慧机场规划设计热潮

新基建与智慧机场建设密切相关。从新基建的内涵来看，经历了几轮演变和扩展，大致可概括为两个维度，即“数字化基础设施”和“基础设施数字化”，前者以人工智能、5G、工业互联网、物联网等信息基础设施建设为代表，后者主要指交通、能源等传统基础设施的数字化改造与升级。按照《四型机场建设导则》，智慧机场建设包含五大层级，分别是：基础设施层、数字平台层、业务管理层、生产运行层和用户体验层。其中，基础设施层为智慧机场建设提供基础物理通信链路、数据存储交换设备、可视化管理平台、空间定位、探测感知等基础技术资源；数字平台层是机场基于业务需要建立的云管理平台和统一信息交互平台，这两个层级的建设属于“数字化基础设施”的主要任务领域。另外，业务管理层强调机场应在生产运行层建立相应的业务系统，即信息技术需回归机场传统业务场景，并基于此建立有序的数据交互和流程管理；生产运行层强调机场除基础业务的信息化、系统化外，还应实现机场复杂事件管理、资源智能分配、设施设备BIM可视化运维管理等功能；而用户体验层强调机场为旅客、管理人员等机场全用户提供丰富便捷、界面友好的操作终端，包括智能移动终端、自助服务终端、AR/VR设备等。不难看出，业务、运行、用户这三个层级的建设，都是基于传统业务场景和运行需求的数字化，属于“基础设施数字化”的任务领域。

新基建内容几乎涵盖机场智慧系统所有前沿领域，建设内容之广、之新，必将催生新一轮智慧机场规划设计。同时，“十四五”时期仍然是机场规划建设的高峰期，全国将增加运输机场30个以上，改扩建机场超过40个，预计储备项目投资将超过1.3万亿，这为机场新基建和智慧化发展提供了丰富的应用场景和广阔的发展空间。对于已经开展智慧机场建设规划的大型机场，将进一步深化新基建系统的整体部署，并扩展数字化覆盖的业务范围和应用场景；对于尚未开展智慧机场规划的中小型机场，也需结合机场发展需要，系统推进智慧机场建设。不管是大型还是中小型机场，数字化基础设施部署建设和基础设施数字化改造，均是智慧机场建设的两条基础路径，后续所有的智能化、智慧化的高级形态，均由前两条基础路线交替演化而来。

（二）新基建将加快数字孪生机场建设进程

数字孪生机场，是运用数字孪生技术，克隆出与物理机场对应的虚拟机场，实现对机场运行全貌的实时展示。数字孪生机场是智慧机场的典型实现路径，其依托的正是以云计算、大数据、物联网、人工智能、5G通信为代表的信息化技术与传统基建的有机融合。比如，在机场前期规划设计阶段，依托BIM正向设计，实现物理机场的数字化，同时基于BIM平台的多专业协同设计，实现设计深化，协同解决复杂物理空间和工程界面下容易导致的设计碰撞问题。在机场建设施工阶段，依托数字化、信息化的工程管理系统，实现工程量清单自动核算、无纸化计量、实时请款、变更审查等功能；依托BIM技术打造数字化工程质量验评系统，实现工程现场按模施工、按模检查和按模验收，依托数字技术集成建设方、监理方、施工单位等主体的功能角色。在机场运行维护阶段，数字孪生机场通过大数据挖掘、人工智能以及深度学习等新理论新方法的应用，整合各类数据资源，实现机场运行品质的实时感知和可视化交互，依托数据高阶分析与挖掘服务技术，实现业务瓶颈问题的精准发现，利用仿真模拟技术对运行方案进行智能评估分析、优化运行策略等。

由此可见，在规划设计、施工建造和运行维护的机场全生命周期中，数字孪生机场的构建，都离不开物联网技术对物理感知数字化的支撑，云计算、大数据和人工智能对数据高阶分析及自主决策上的支撑，以及5G、北斗等技术等在机场运行场景可视化展示、车辆自动驾驶及路径规划、人机交互等方面的支撑。因此，有机融合信息化技术与民航传统基建，以云计算、大数据、物联网、人工智能、5G通信为核心技术手段，探索以物理感知为建设前提，以数据处理作支撑，以数据挖掘为核心，最终实现机场各种信息的可感知化和可视化，助力打造数字孪生机场，将是民用机场新基建的重要使命。

准确识别当前机场推进新基建中的问题

当前中国民航正处于发展阶段的转换期、发展任务的拓展期、发展质量的提升期、发展方式的转型期，“四期叠加”为行业带来新动力、新机遇，对民用机场建设发展更好地与新基建融合，也提出了新要求。但必须深刻认识到，在推进机场新基建工作中，还存在一些不足，面临一些挑战。

（一）对新基建的认识还存在误区

新基建不是对传统机场建设发展理念的完全替换。应当充分认识到，“新基建”是相对于“传统基建”而产生的概念，与传统基建是继承发展的关系，并不是对立、割裂的关系。推进新基建与机场设施融合发展，并不是全盘抛弃以往好的做法、好的经验，而是要推动新型基础设施与传统的民用机场建设发展体系深度融合，在机场规划、设计、建造、运营全生命周期各个环节的各项工作中融合新基建理念，以数字化、信息化推动机场建设、运营、监管模式体系的智能化、智慧化，进而推动机场发展的转型升级。机场由传统形态向智慧形态的转型，绝非仅仅是部署几套智慧控制系统、堆砌几套新产品所能支撑的，而必须是自下而上地与新基建做好充分融合，依托新型基础设施搭建机场的数据接入、数据传输、数据计算与存储、数据处理、数据服务，进而支撑最上层的智慧机场业务应用。

（二）新基建建设方案与实际需求适配不足

长期以来，机场聚焦于安全保障、高效运行、旅客服务等工作中的突出矛盾和问题，通过相关新技术、新设备的引进和应用，对有关问题予以破除或缓解，取得了一定成效。但是我们还要看到，有些单位还停留在认为推进机场的新基建就是堆砌新技术、新系统的简单理解阶段，没有深刻领会“智慧发展”对于机场建设发展的总线引领作用，在新基建建设方案上还习惯于“追赶潮流”和“抄作业”，习惯于参考、照搬别的机场用了什么先进技术、先进设备、先进系统。事实上，推进机场与新基建融合，是要让机场成为创新的主体，围绕自身实际业务和工作流程，系统梳理整体框架和具体建设方案。

（三）信息技术快速更迭与民航基础设施长期稳定的矛盾

新型基础设施因信息技术快速更迭具有较强的不确定性，民航基础设施运行和管理需要长期稳定。如何处理机场新基建的“变”和“不变”，以及如何平衡机场新型基础设施规划建设的时代先进性、落地适用性和长期可更新、可迭代性，将为机场新基建带来巨大挑战。在技术浪潮不断奔流的当下，解决上述矛盾，核心思路是要准确把握智慧机场建设中何为变、何为不变——变的是技术的实现形式，不变的是需求。在智慧机场框架构建上，对基础设施层和数字平台层应统一相关标准，对业务管理层、生产运行层和用户体验层，则可鼓励灵活开发和创新。在技术上，要强调中央数据的稳定不变，但对前端设备和应用系统，则可随时代变化迭代升级；在体制机制上，则要打破具体部门、具体业务板块的切割，强调流程顺畅为本质要求。

统筹谋划全力推进民用机场新基建

（一）系统梳理新基建与智慧机场的关系，做好理念融合

以新一代信息技术为代表的新基建是智慧民航和“四型机场”的建设融合点，将为智慧机场构建多个应用场景。根据智慧机场自动化、无人化、自治化的发展方向，智慧机场的建设过程可以描述为构建“智慧生命体”的过程。5G、互联网等支撑数据的快速传输，是智慧生命体的“循环系统”；泛在布局的物联网及传感设备构成的系统支撑智慧机场的深度泛在感知，是智慧生命体的“感知系统”；大数据、云计算、人工智能等支撑智慧决策，是智慧生命体的“神经中枢”；而执行中枢下达的判断，实现保障机场协同运行及作业与服务智能化等功能的则是智慧生命体的“运动系统”。基于此，新基建实质上是支撑智慧机场生命体循环系统、感知系统和神经中枢的基石，在机场高质量建设发展过程中，要深刻认识新基建和智慧机场生命体的融合支撑关系，从机场策划、规划之初，就以新基建为承载体系化构思智慧生命体的感知、循环、运动系统和神经中枢，形成血液畅达、感知敏锐、肌肉强健、大脑发达的智慧生命整体，实现数字与物理的全面融合，以及系统与业务的全面融合。

（二）全面适应民用机场高质量发展要求，做好建用融合

民用机场新基建是实现智慧机场建设的手段，智慧机场是新基建的服务对象和应用场景，两者关系决定了民用机场新基建要注意契合机场建设发展的特点、条件、问题和现实需求，因地制宜安排新基建建设内容。具体实践中，智慧机场新基建应遵循三方面原则。

一是应坚持需求主导。我国248个运输机场中，75%是年旅客吞吐量200万及以下的中小机场（2021年底数据），并无足够财力能力支撑机场实施全域化、系统化的新基建融合改造；即便是大中型枢纽机场，在系统推动智慧机场新基建上也存在困难。因此，推动机场领域新基建，必须要把握关键，找准短板，突出亮点，有所为，有所不为。不管是数字化基础设施建设，还是传统机场设施的数字化改造，都是围绕机场运行业务场景和用户场景的优化设计和改造提升。在进行此类优化和改造时，要根据不同规模、不同类型机场提出针对性的智慧场景视点，要结合大中小型机场差异化的服务对象、功能需求、实现路径和建设规模，提出真正适应机场自身的建设方案。

二是应坚持效率优先。推进新基建，不能抛开投入谈产出，也不能抛开效率谈效果。以新能源设施为例，在部署机场车辆充电网络等基础设施时，一要满足高频使用场景，二要重点区域先行，确保在使用频率最高、应用需求最迫切的地方优先布局，如此才能提高投入产出比。新基建所支撑的智慧机场，绝非“为了数字化而数字化”，而是能在有限投入之下，切实提升机场安全保障能力、运行效率、绿色友好水平和人文服务体验。

三是应坚持规划衔接。为避免投资浪费和决策失误，加强智慧机场与新基建的建用协同规划对系统资源共享、整体能力发挥和系统功能的可持续性具有重要意义。例如，机场智能管网及智慧能源管理系统的建设、轨道交通与机场航站楼的科学衔接、机场空侧无人驾驶及智慧交通的建设，都需要在建设之初就进行统筹规划，否则后续再实施改造就会出现难度高、费用大等问题。

（三）深入推进机场物联数联智联工作，做好系统融合

机场全要素的可感知化、数字化，以及各类信息和决策的互联化、协同化，是智慧机场的实现路径。目前在这个实现路径中，还存在三个典型问题。一是表现在深度感知远远不够，感知终端数量少、缺乏维护、信息零散，对机场运行特征的刻画不够全面，即“物联”不足；二是数字设施之间的联通共享存在壁垒，各类系统之间缺乏高效串联，即“数联”不足；三是由于“物联”和“数联”不足导致的物理机场层面协同运行受阻，即“智联”不足。在新基建推动下，机场应立足实际运行需求，按照“物联”“数联”“智联”的发展路径，推动智慧机场的信息化基础设施有序升级和完善，使信息基础网络的覆盖范围、联接效率、安全可靠系数逐步提高；打破数据壁垒，提升信息数据资源的流动性，推进软件系统互联互通，实现数字网络系统的融合汇聚，以及对机场充分的数字化映射和数字孪生；依托中台开发智慧安防、作业、服务、商业等应用，逐步形成智慧应用平台体系，引导机场将大数据技术应用于运行和运营管理，最终提升智能化协同化管理水平和服务水平。

（四）积极推进行业内外开放合作，做好工作融合

统筹推进民用机场新基建应更加强调开放合作，离不开行业管理部门、机场、各类市场主体和行业内外信息技术企业或机构的通力协作。

一是行业管理部门主动作为。在统筹好机场传统基础设施和新型基础设施、注重区域协调和大中小型机场协同带动、协调现实需求和长远发展思路基础上，对公益性、复用性较强的数据平台和标准体系，要进行统一推动，避免重复建设。对投资回报较好、机场自主性较大的领域，应制定合理的政策引导和治理方案，避免出现投资乱象。

二是大中型机场发挥枢纽引领作用。大中型机场作为区域中心机场，可借助大数据、物联网、边缘计算等技术，搭建区域数据共享平台，提升中小机场信息化建设水平，依托自身新基建工作带动区域内中小机场走上智慧管理道路。比如，建设机场集团版ACDM系统，集成区域内各机场运行数据，提升中小机场数据共享质量，可以推动实现区域内所有机场“运行一张图”“安全一张网”和“服务一条线”，大大节约中小机场在推进新基建工作上的财力物力精力投入。

三是要重点推进行业内外跨界合作。新基建强调数字基础设施的建设和传统机场设施的数字化，强调全产业链上针对机场数字化转型的系统响应和升级优化。在这一领域，传统的民航设计院、科研院所在新基建技术储备方面可能存在一定的不足，而国内大批的信息技术公司、互联网公司等则掌握新型基础设施的关键技术，但对机场运行和运营管理不熟悉。因此，聚焦机场新型基础设施建设的关键环节和核心技术，科学引导机场运营管理主体与民航业内科研院所、信息技术和互联网公司等单位形成广泛深度合作，构建强强联合、优势互补、自主可控的协同创新体系，推动民用机场新基建高效落地和健康发展。