数字化工具在空港建筑空间塑造中的应用

杨洪顺 张 强 魏凯杰 梁兆侃

在数字化时代，建筑领域日新月异的发展催生了许多先进技术，其中数字化工具作为一项引领性技术，不仅在各个领域展现出巨大的应用潜力，而且在空港建筑空间塑造中发挥出独特的作用。随着全球交通的不断发展，空港作为连接不同地域的重要节点，其建筑空间的塑造愈发受到重视。数字化工具在空港建筑中的应用，旨在通过创新性的方式提升空港环境的舒适度、便捷性和功能性[1]。

1 数字化工具的应用优势

1.1 创意表达和可视化

空港建筑的设计过程中，创意表达和可视化是不可或缺的环节。数字化工具通过丰富的功能和直观的展示方式，可丰富设计师表达创意的手段：

1）数字化工具帮助设计师以更直观的方式呈现想法。通过三维建模、虚拟现实等技术，设计师可以将复杂的设计概念转化为生动的图像或动画，使非专业人士也能深刻理解设计思想。这种创意表达方式不仅促进了与利益相关者的有效沟通，而且增强了设计团队之间的协作。

2）数字化工具为设计师提供了更大的创作空间。通过数字化平台，设计师可以便捷地尝试各种设计方案，调整各种参数和元素，实时查看设计效果，并根据实际需要进行优化[2]。这种迭代和实验的方式有助于挖掘出更多可能性，使设计更具创新性。

3）数字化工具能够将设计从纸面或计算机屏幕上解放出来。通过虚拟现实技术，设计师和利益相关者可以置身于建筑空间中，亲身感受设计的氛围、尺度和细节。这种亲身体验有助于人们更好地理解设计意图，发现潜在的问题，及时进行调整和改进，从而打造出更符合需求的建筑。

1.2 设计精度较为突出

在空港建筑空间塑造中应用数字化工具时，对于设计精度的提升十分显著。数字化工具以其精确的建模和超强的分析能力，为空港建筑的设计和规划提供了更高的准确度，帮助设计人员在建筑设计的各个阶段都能取得令人瞩目的成果。数字化工具通过先进的建模技术，能够在建筑设计的初期就以较高的精度捕捉空间要素。传统的平面图难以完整表达三维空间，而数字化工具通过三维建模技术能够精准呈现建筑的形态、结构和比例。设计师可以在数字化平台上创建精细的建筑模型，准确反映每个空间的尺寸、形状和布局，更好地满足空港建筑的功能需求。在设计过程中，设计人员借助数字化工具，能够进行极为精确的仿真分析。例如，基于数字化建模，设计师可以进行结构分析，预测建筑在不同负荷下的受力情况，确保建筑结构的稳定性[3]。

1.3 用户体验较为显著

数字化工具的应用使得空港建筑的设计更加注重用户体验：首先，通过数字化工具，设计人员可以提供准确实时的导航和信息展示。旅客在空港内可以轻松获取航班信息、登机门指引以及商店、餐厅等相关设施的位置信息，降低旅途中的焦虑感。这种人性化的信息传递使得旅客在空港中能够更加舒适地移动，提升整体的旅行体验。其次，数字化工具为空港建筑增添了诸多乐趣。虚拟现实和增强现实技术能够为旅客带来全新的体验，如虚拟游览、互动展览等方式增加了旅途的趣味性。最后，数字化工具还有助于提升服务的定制化水平。通过数字化平台，旅客可以根据自身需求定制个性化服务，如定制的旅行计划、推荐的餐饮选择等。这种定制化服务不仅满足了旅客的特定需求，也增强了旅客与空港之间的联系，使在旅途中的人们感受到更多关怀。

1.4 项目沟通较为便利

数字化工具提供了多样化的沟通手段，使项目团队能够便利沟通：首先，通过数字化平台，团队成员可以便捷地进行远程会议，不再受制于地理位置的限制。这种便利的沟通方式能够加速决策的制定，提高了项目效率。其次，数字化工具的可视化呈现使项目团队之间能够更直观地理解设计思想。通过数字化建模、虚拟现实等技术，设计方案和建筑模型能够以更清晰、生动的方式得到展示，消除了传统纸质资料的局限性。这使得团队成员能够共享和理解设计概念，减少了信息传递和解释上的误差。最后，数字化工具可以为项目团队提供良好的反馈渠道和参与机会。借助数字化平台，项目团队成员可以实时讨论和反馈设计方案，指出存在的问题，并及时提出解决方案。这种即时的反馈机制，有助于团队持续优化方案，使设计更加符合实际需求。

2 数字化工具的应用表现

2.1 建筑漫游和评估

数字化工具为用户提供了沉浸式的建筑漫游体验。通过使用虚拟现实技术，用户可以置身于尚未建成的建筑中，实时感受空间的比例、布局和氛围。这种虚拟的漫游体验使设计方案生动具体，有助于及时发现潜在的设计问题，从而避免在后期施工或使用阶段做出不必要的改变。另外，数字化工具还支持建筑的视觉评估。通过数字化模型，设计师和决策者可以从多个角度观察建筑的外观，不仅可以实时查看建筑在不同光线下的表现，还能够根据设计需求进行灯光模拟，预测建筑在不同时间段的光影变化。这种视觉评估可以确保建筑外观的美观性以及与环境的协调性[4]。

2.2 流量管理和预测

数字化工具在流量管理方面提供了实时监测和分析功能。通过使用传感器、摄像头等设备，可以实时了解旅客在不同区域的分布情况，生成实时的热度图，分析整体流量数据，使得空港管理者能够了解区域的拥堵情况，从而更好地调配资源，优化人流管理。同时，数字化工具能够帮助管理人员预测旅客流量。通过对历史数据进行模型分析，可以预测在未来的某一时段内的人流变化趋势。空港管理者能够据此提前制定应对措施，例如增加安检通道、调整人员配置等，以应对预计的人流压力，确保空港的正常运营。

2.3 实时导航和信息展示

数字化工具为旅客提供了准确、实时的导航功能。通过数字化平台，旅客输入目的地信息，系统将为其提供最佳的导航路径，不仅包括航站楼内部的导航，还覆盖到停车场、公共交通站点等外部区域，从而使旅客在整个旅程中能够更加便捷地到达目的地。数字化工具还支持实时的信息展示。例如在空港内，旅客可以通过数字化屏幕、移动应用等途径，获取航班信息、登机口指引、延误通知等实时信息，避免因信息不准确或延迟而产生焦虑情绪。

3 数字化工具的应用挑战

3.1 技术复杂性较大

数字化工具涉及多种复杂的技术，如三维建模、虚拟现实和大数据分析等。在空港建筑的实际应用中，这些技术需要高度专业的知识和技能来开发、定制和维护，需要聘请专业的技术人员或团队，从而增加了人力和培训成本[5]。

不同的数字化工具可能需要不同的技术平台提供支撑，这就需要复杂的集成和较高的适配性能，增加了技术系统的复杂性，进而提升系统的维护和升级难度。面对技术的快速更新和演进，需要持续投入和跟进新的技术趋势，以保持数字化工具的有效性。对于空港管理团队和设计师而言，掌握和应用这些复杂的技术，必将投入大量的时间和资源成本。

3.2 数据隐私和安全问题

在应用数字化工具的过程中，需要进行数据收集、存储和传输等操作，包括建筑设计数据、旅客信息和运营数据等。这些数据包含一些敏感信息，如个人身份信息、航班计划、财务数据等。如果这些数据不能得到充分保护，可能会引发严重的隐私泄露问题，损害个人和组织的权益。数字化工具的应用，涉及多个参与方，如设计师、建筑师、空港管理者和科技供应商等。不同参与方之间的数据共享和交换存在数据泄露的风险。例如，设计师要访问建筑模型数据，而空港管理者要访问运营数据，如果数据权限和访问控制不当，将导致数据被滥用或泄露。

3.3 用户体验要求高

用户在使用数字化工具的过程中，需要适应新的界面、交互方式和使用习惯。例如，虚拟现实导航和移动应用操作等，与传统的导航方式和信息获取方式存在较大差异，一些用户需要经历一定的学习和适应过程，尤其是对于年龄较大或技术不熟悉的用户，将会花费更多的时间适应。另外，数字化工具的应用将带来信息过载问题。虽然数字化工具可以提供大量的信息和丰富的功能，但用户也会因为信息过多而感到困惑。在空港内，旅客需要同时关注航班信息、导航指引和服务推荐等多方面的信息，如何呈现这些信息，并确保用户能够快速有效地获取所需信息是一个挑战。

3.4 投资成本比较大

引入数字化工具，涉及硬件设备、软件开发、系统集成等多方面的成本。例如，在建设虚拟现实导航系统时，需购买高质量的虚拟现实（Virtual Reality，VR）设备和传感器；在开发移动应用时，需雇用开发团队；在搭建大数据平台时，需购买服务器和存储设备。对于预算有限的空港建筑项目来说，无疑是一笔较大的花费。数字化工具的引入，也涉及培训和人员配备的成本。例如，为了充分发挥数字化工具的功能，需要对员工进行培训，以提升他们的技术操作能力，而一些新的职位如数据分析师、数字化工程师等，需要聘请或培训相关人才，从而增加了人力成本。

4 数字化工具的应用创新

4.1 引入先进技术人才

数字化工具的开发和应用涉及多种技术，如虚拟现实、大数据分析和人工智能等[6]。为了充分发挥数字化工具的潜力，空港建筑项目需要引入具有专业知识和经验的先进技术人才。这些技术人才在技术开发、系统集成和数据分析等实践中担任着关键角色，推动数字化工具的升级。先进技术人才不仅具备专业技能，而且能够将最新的技术应用到空港建筑项目中，以提升数字化工具的性能。例如，引入虚拟现实和增强现实技术，可以为旅客提供沉浸式的导航服务；引入人工智能技术，可以进行数据分析和预测，优化空港运营管理。先进技术人才还能够推动数字化工具的创新应用，借鉴其他行业的经验，将先进技术与空港建筑管理相结合，开发出独特的解决方案。例如，通过使用传感器和数据分析技术，可以实现智能化的人流管理和资源分配，提升空港的运行效率，为旅客带来良好的体验。

4.2 做好数据安全保障

数据安全是数字化工具应用的基石，尤其在涉及旅客个人信息、航班计划、运营数据等敏感信息时，更加具有现实意义。为了保障数据安全，空港建筑项目可以采取多种创新策略。一方面，确保数据加密和传输安全。在传输过程中，使用加密技术对敏感数据进行保护，防止在传输途中数据被窃取或篡改。采用安全的通信协议和加密算法，确保数据在传输中的机密性和完整性。另一方面，建立严格的数据访问控制和权限管理机制。只有经过授权的人员，才可以访问特定的数据，根据角色和需求细分访问权限。通过采用这种方式，可以有效避免未经授权的人员访问敏感信息，降低数据泄露的风险。

4.3 提高全感官性体验

在应用数字化工具过程中，可以利用多种技术手段，从视觉、听觉、触觉等多个感官入手，为旅客提供更全面的体验[7]：

1）虚拟现实与增强现实技术。通过引入虚拟现实和增强现实技术，旅客可以在数字环境中获得身临其境的体验。例如，在空港内提供虚拟现实导览，旅客可以透过虚拟现实眼镜探索航站楼，获取信息、导航并感受空港的氛围。

2）声音导引与音频体验。数字化工具可以结合声音导引、音频解说等方式，为旅客提供引人入胜的声音体验。在数字导览中加入音频解说，解释空港的历史、文化等，为旅客带来更加丰富的感知。

3）触感体验。可以引入触感反馈技术，让旅客在使用数字化工具时能够感受到触觉上的反馈。例如，在触摸屏幕进行操作时，通过触感反馈模拟按键的感觉，可以增强用户的操作体验。

4.4 适当拓展融资渠道

在空港建筑空间塑造中应用数字化工具时，适当拓展融资渠道是一项重要的策略。融资在数字化工具的研发、应用和推广过程中具有决定性作用，多元化的融资渠道可以保证项目发展的可持续性，为数字化工具的成功应用奠定坚实的基础[8]。传统融资途径包括银行贷款、风险投资和天使投资，这些途径不仅可以为项目提供所需的资金支持，而且能够引入投资者的专业知识，助力数字化工具的升级。与相关企业、机构建立合作伙伴关系，吸引合作伙伴进行投资，也是一种创新的融资策略。通过与技术供应商、数字化工具开发公司等开展合作，共同投资开发项目，可以分担研发和投资风险，实现资源共享和协同创新。政府资助在数字化工具应用中也起着重要作用。申请政府科技创新资助、产业发展基金等，可以获得资金支持，促进技术创新和产业升级。

5 结语

数字化工具在空港建筑空间塑造中，具有巨大的应用潜力，通过创新应用可以优化设计效率。从多个角度探讨数字化工具的应用优势，深入剖析面临的应用挑战，并提出可行性的创新策略，以推动数字化工具在空港建筑领域的蓬勃发展。在不断变革的数字化浪潮中，确保工具应用的稳定、安全和创新，将为空港建筑营造更加优质、智能的体验。