孿生的解釋

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一胎雙生。亦用以 比喻 相同或十分相似者 詳細解釋 一胎雙生。亦用以比喻相同或十分相似者。 《方言》 第三：“ 陳 楚 之間 ，凡人b乳而雙產，謂之孳； 秦 晉 之間謂之I子；自 關 而東， 趙 魏 之間，謂之孿生?！?清 和邦額 《夜譚隨錄?孿生》 ：“ 同州 有兄弟孿生者，年各二十，貌皆 姣好 ，聲音笑言，雖 家人 往往識?！?清 龔自珍 《己亥雜詩》 之三二：“ 何郎 才調本孿生，不據(jù)文家為弟兄， 嗜好 畢同星命異，大郎尤貴二郎清。” 冰心 《寄小讀者》 九：“她 指點 給我看：那邊是織女，那個是 牽牛 ，還有 仙女 星，獵戶星，孿生的兄弟星。”

詞語分解

孿的解釋 孿 （孿） á 雙生，一胎兩個：孿生子。孿兄弟。 部首 ：子； 生的解釋 生 ē 一切可以發(fā)育的物體在 一定 條件下具有了最初的體積和重量，并能發(fā)展長大： 誕生 。滋生。生長。 造出：生產。 活的，有 活力 的：生存。 生命 。生物。生機。 出生入死 。舍生取義。 有生命的 東西 的簡稱： 眾生 。

數(shù)字孿生作為普適的理論技術體系，可以在產品設計、產品制造、醫(yī)學分析、工程建設等領域應用。這項技術需要在數(shù)字空間中根據(jù)現(xiàn)實各項數(shù)據(jù)與參數(shù)建立模型，通過傳感器實現(xiàn)狀態(tài)同步，既可以幫助航空公司實現(xiàn)航空器監(jiān)控、維護與保障，還可以提高機場運行效率。接下來，讓我們在中國民航科學技術研究院研發(fā)中心副主任楊杰的帶領下揭開這項技術的神秘面紗。

技術有前景

數(shù)字孿生是充分利用物理模型、傳感器更新、運行 歷史 等數(shù)據(jù)，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，在虛擬空間中完成映射，從而反映相對應的實體裝備的全生命周期過程。通俗地說，數(shù)字孿生就是在一個設備或系統(tǒng)的基礎上，通過采集各項數(shù)據(jù)，創(chuàng)造一個數(shù)字版的孿生體。

“目前民航業(yè)內的數(shù)字孿生系統(tǒng)應用大多基于三維地理信息，還停留在靜態(tài)數(shù)字孿生階段，數(shù)據(jù)更新頻率低，主要功能是信息集成和數(shù)據(jù)可視化。”楊杰介紹道，“下一步將做到動態(tài)數(shù)字孿生，以這項技術為載體，集成機場與航空器的數(shù)據(jù)，在將接入的數(shù)據(jù)可視化展示后，通過孿生體反向控制實體世界，達到流程控制的目的。未來，還可能結合5G、人工智能、泛在感知等技術，實現(xiàn)精準控制。”

在數(shù)字孿生技術中，一個系統(tǒng)存在于現(xiàn)實的物理世界，一個系統(tǒng)存在于虛擬的計算機世界。在理想狀態(tài)下，本體與孿生體可以建立全面的實時或準實時聯(lián)系。二者并不是完全獨立的，映射關系也具備一定實時性、雙向性，根據(jù)孿生體反饋的信息，對本體采取進一步的行動并實施干預。以飛機維修為例，首先在數(shù)字空間中建立真實飛機的模型，通過傳感器實現(xiàn)其與飛機真實狀態(tài)完全同步，每次飛行后根據(jù)結構情況和過往載荷，及時分析評估是否需要維修，能否承受下次的任務載荷等。

“飛機維修只是數(shù)字孿生的一個點，點點相連就會形成面。目前國內很多機場都上線了全景視頻系統(tǒng)，通過該系統(tǒng)能夠在塔臺或運行指揮中心看到機場場面的實時情況。但在雨、雪、霧霾等惡劣天氣下，部分攝像頭受到遮蔽，可能對關鍵動態(tài)目標監(jiān)控產生影響。在應用數(shù)字孿生系統(tǒng)后，通過傳感器實時采集數(shù)據(jù)，可反映目標的運行情況，為工作人員提供更準確的信息，從而提升運行保障能力。未來，隨著技術的發(fā)展，點點相連成面，面面相連成體，傳統(tǒng)的金字塔式結構將不復存在，萬物互聯(lián)成為現(xiàn)實，感知無處不在，數(shù)字孿生技術將有更大的發(fā)揮空間?！睏罱苷f。

目前，多數(shù)機場在執(zhí)行任務時仍然依靠終端平臺作出決策。例如，當車輛侵入跑道時，塔臺工作人員需要分別指揮航空器和車輛，以達到避讓目的。未來，傳感器將部署在航空器和車輛上，兩個不同類型的終端都夠獲取彼此的數(shù)據(jù)。一旦存在跑道侵入風險，通過邊緣計算，數(shù)字孿生系統(tǒng)將直接通知車輛駕駛員避讓并提供撤離路線，響應速度快，安全系數(shù)高，毫秒級的告警響應時間將消除延時帶來的安全隱患。

研發(fā)有基礎

今年初，民航局印發(fā)了《智慧民航建設路線圖》，將智慧民航總體設計分解為五大主要任務、四個核心抓手、三類產業(yè)協(xié)同、十項支撐要素與48個場景視點。智慧民航建設需要數(shù)字孿生技術的開發(fā)和應用，而數(shù)字孿生技術能夠以全流程便捷出行、基于四維航跡的精細運行、機場全域協(xié)同運行、數(shù)據(jù)驅動的行業(yè)監(jiān)管等場景試點為切入點，助力產業(yè)協(xié)同，在智慧民航建設中大顯身手。

高樓大廈并非憑空而起，技術的研究與發(fā)展同理。自2013年起，航科院開始建立ADS-B地面站，ADS-B所收集的數(shù)據(jù)對數(shù)字孿生技術應用大有裨益。除此之外，廣州白云機場、深圳寶安機場等使用的機場場面飛行區(qū)車輛監(jiān)控系統(tǒng)，國航、川航等應用的全球航班追蹤監(jiān)控系統(tǒng)，不僅為航空器追蹤監(jiān)控與車輛追蹤監(jiān)控積累了豐富的經驗，也為數(shù)字孿生技術的開發(fā)與應用打下了堅實基礎。

5G時代的來臨讓數(shù)字孿生技術如魚得水。萬物互聯(lián)讓數(shù)據(jù)傳輸速度變得越來越快，傳感器和攝像頭隨處可見，能捕獲的信息細節(jié)也越來越多，以三維地理信息為藍本的傳統(tǒng)機場運控系統(tǒng)已經無法滿足時代的需求。據(jù)了解，航科院此次的數(shù)據(jù)孿生技術開發(fā)以 游戲 引擎為載體，將相關數(shù)據(jù)接入后，不僅能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)集成和可視化，還可以讓系統(tǒng)運行更加順暢，孿生世界與真實世界的關鍵信息在感官體驗層面上做到了同步與一致。

目前，數(shù)字孿生技術的開發(fā)和應用還停留在信息集成和數(shù)據(jù)可視化階段，但已經為機場和航空器運行帶來不小的影響。動態(tài)的數(shù)字孿生技術將觸及民航業(yè)的所有流程，為各個流程提效賦能。

基于數(shù)字孿生，機場、人員、航空器、車輛等數(shù)據(jù)可以生成實時孿生畫面，讓人員培訓更加便捷。車輛駕駛員不再需要拿著教材走進教室學習機場駕駛規(guī)則，而是在系統(tǒng)實時運行場景中習得；無人駕駛將更加智能，設備和車輛將首先經過數(shù)字孿生系統(tǒng)的測試，之后才正式量產應用，從而最大限度地降低成本……

數(shù)據(jù)是關鍵

“數(shù)據(jù)采集得越全，可以實時分析的數(shù)據(jù)越多，就越接近真實情況”。一方面，ADS-B等技術所收集的數(shù)據(jù)與數(shù)字孿生技術相輔相成，但每項技術都有使用傾向，采集數(shù)據(jù)存在局限性。ADS-B傳輸?shù)臄?shù)據(jù)僅限于航空器位置、高度、航向、速度、爬升率等，該技術的設計初衷更偏向于空中管制使用，而油量、發(fā)動機參數(shù)、飛行管理計算機輸出信息等數(shù)據(jù)則無法從中獲得，數(shù)據(jù)需要多接口接入。另一方面，真實世界的數(shù)據(jù)采集還未實現(xiàn)全面覆蓋，攝像頭與傳感器隨著時代的發(fā)展不斷增加，接入設施設備的數(shù)量也將慢慢增加。此外，對人位置數(shù)據(jù)的實時采集涉及隱私等多方面問題，需要更加謹慎地對待。

“空間數(shù)據(jù)采集的關鍵指標是精度和采集頻率。在GPS系統(tǒng)和正在逐步投入使用的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)中，位置精度和定位精度都可以達到分米級甚至厘米級，能夠滿足機場在運行中的大部分需求。”楊杰介紹道，“但技術發(fā)展的主要桎梏在于位置的回傳頻率。雖然現(xiàn)在的技術已經可以達到20赫茲的標準，也就是每秒回傳20次數(shù)據(jù)信息，但是很多機場還停留在每秒一次、幾秒一次的回傳狀態(tài)?！?/p>

傳統(tǒng)雷達監(jiān)控與數(shù)據(jù)站監(jiān)視等方式數(shù)據(jù)回傳頻率差異較大，短則4秒一次，長則15分鐘一次，無法做到真實世界的實時反映。在加裝ADS-B后，數(shù)據(jù)回傳最快可以達到1秒兩次，但與20赫茲的技術能力仍相去甚遠。

“20赫茲在國內機場基本沒有應用，能達到5赫茲的都少之又少?；貍黝l率越高，消耗的網絡帶寬越大，后臺處理器的處理壓力也就越大。從這個角度來看，想要數(shù)字孿生技術發(fā)揮更大作用首先要解決這些問題?！睏罱芙忉尩?。

只有處理好數(shù)據(jù)采集、回傳頻率、精度、處理等問題，數(shù)字孿生技術才會真正為智慧機場建設添磚加瓦，而不是一個提供數(shù)據(jù)可視化平臺的“花瓶”。這類信息化技術與傳統(tǒng)基建有機融合，將云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、人工智能、5G通信等作為核心手段，推動我國機場高質量發(fā)展、跨越式進階。