"數(shù)字孿生"這一概念最早就是在航空航天領(lǐng)域使用，目的在于處理航天器的健康維護(hù)和保護(hù)問題。圖撲軟件依托自主研發(fā)的 HT for Web 產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)對民航機(jī)場、民航飛機(jī)、火箭發(fā)射、科技展館的數(shù)字孿生展示。

圖撲 HT 數(shù)字孿生技術(shù)助力航空航天數(shù)字孿生場景，在驗(yàn)證、設(shè)計(jì)、制造、測試以及運(yùn)營維護(hù)等階段呈現(xiàn)多元化的數(shù)據(jù)形式。通過提供全方位和立體化的支持，降低運(yùn)營成本和風(fēng)險。

智慧航空數(shù)字孿生

民航機(jī)場

圖撲軟件 HT 智慧機(jī)場高度集成航站樓、跑道、維修中心、貨運(yùn)中心及客運(yùn)中心等關(guān)鍵區(qū)域。實(shí)現(xiàn)了設(shè)施設(shè)備、事件發(fā)生以及人員動態(tài)的精準(zhǔn)監(jiān)管。通過構(gòu)建數(shù)字孿生場景和接入實(shí)時數(shù)據(jù)流，解決機(jī)場資源配置復(fù)雜性、服務(wù)響應(yīng)遲緩、統(tǒng)籌協(xié)調(diào)不足等挑戰(zhàn)。高效提升數(shù)字化管理水平，實(shí)現(xiàn)對機(jī)場運(yùn)營的全面優(yōu)化與高效控制。

（1）停機(jī)位管理

作為機(jī)場運(yùn)輸核心區(qū)域的停機(jī)位，承擔(dān)著乘客登機(jī)、貨物裝卸、飛機(jī)停放與維修等重要地面任務(wù)。圖撲 HT 智慧機(jī)場系統(tǒng)可實(shí)時分析呈現(xiàn)廊橋使用、機(jī)坪運(yùn)作、進(jìn)出港航線等主要運(yùn)行數(shù)據(jù)，有效促進(jìn)用戶對機(jī)位實(shí)況的實(shí)時洞察，為機(jī)場資源調(diào)度和管理提供強(qiáng)力的數(shù)據(jù)支持。

廊橋可視化

停機(jī)坪

進(jìn)出港路線

（2）地面作業(yè)服務(wù)

圖撲 HT 的地面作業(yè)服務(wù)，精準(zhǔn)聚焦乘客管理、地面支援作業(yè)，以及貨物裝卸等的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。基于對接的實(shí)時數(shù)據(jù)，全面展現(xiàn)每架飛機(jī)的作業(yè)進(jìn)度和狀態(tài)。場景中系統(tǒng)為每架航班的地面作業(yè)進(jìn)度構(gòu)建了對應(yīng)的動態(tài)動畫展示，輔助直觀呈現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)狀態(tài)。有效避免機(jī)坪車輛作業(yè)無序統(tǒng)計(jì)和危險事件無據(jù)可查的難題，也優(yōu)化了機(jī)務(wù)管理宏觀層面的綜合運(yùn)營監(jiān)管與統(tǒng)籌指揮。

登機(jī)離港

飛機(jī)夜降泊位

（3）檢驗(yàn)查驗(yàn)管理

民航安檢部門推行著”一碼通關(guān)”、“OneID”刷臉過檢等數(shù)字化建設(shè)。圖撲 HT 智慧機(jī)場系統(tǒng)針對自助值機(jī)、安檢、邊檢、海關(guān)防疫以及行李跟蹤等環(huán)節(jié)，構(gòu)建了“一臉一碼”完整乘機(jī)體驗(yàn)的可視化解決方案。通過對接現(xiàn)場先進(jìn)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)時展示了旅客自助打印、檢驗(yàn)控制臺、安檢合規(guī)等的操作流程，前后端數(shù)據(jù)的互融互通，減少多環(huán)節(jié)的身份查驗(yàn)和近身檢查，提高通關(guān)的舒適感和自在感，提升對游客的服務(wù)和對機(jī)場的管理。

自助值機(jī)

海關(guān)防疫

行李跟蹤

（4）運(yùn)維巡檢可視化

由于機(jī)場人群較多、設(shè)備數(shù)量繁多、功能分區(qū)復(fù)雜，且對消防、電力、水力、空調(diào)等系統(tǒng)的管理要求較高。圖撲 HT 智慧機(jī)場可結(jié)合“安防+AI”技術(shù)，基于部署先進(jìn)的機(jī)器人設(shè)備、人員熱力掃描等技術(shù)，數(shù)字孿生全域空間及設(shè)備，多視角理性整合個分區(qū)運(yùn)行狀態(tài)及周邊情。當(dāng)監(jiān)測到危險情境時，將通過平臺感知、識別、定位追蹤事發(fā)源頭。打破傳統(tǒng)現(xiàn)場往返管理的作業(yè)形式，形成航站樓各部門全生命周期監(jiān)管體系。

客流分析熱力圖

機(jī)器人定位

水火電氣管控

圖撲智慧機(jī)場以人、事、物展開多元可視化呈現(xiàn)，從機(jī)場服務(wù)能力、運(yùn)維水平、建設(shè)能力、全域協(xié)同運(yùn)行等維度，推進(jìn)航站樓服務(wù)智能化、飛行區(qū)少人化、旅客聯(lián)程聯(lián)運(yùn)以及貨物聯(lián)運(yùn)的數(shù)字化管理模式，助推民航"四型機(jī)場"建設(shè)。

民航飛機(jī)

圖撲基于自研 HT 強(qiáng)大的渲染引擎，以寫實(shí)與科幻風(fēng)格相結(jié)合的展示形式，數(shù)字孿生飛機(jī)外形、客艙管理、機(jī)艙設(shè)備、發(fā)動機(jī)、駕駛室。建立起具備場景化、智能化、人性化的智慧飛機(jī)綜合管控平臺，確保對民用航空器的高效管理。

（1）基本信息

基于圖撲 HT 數(shù)字孿生技術(shù)，構(gòu)建渲染多種機(jī)型的效果，模擬飛機(jī)實(shí)時飛行狀態(tài)與定位情況等。結(jié)合二三維可視化面板，對航空器機(jī)翼、機(jī)身、尾翼、起落裝置、操縱系統(tǒng)和動力裝置、干擾阻力、貨艙滿載率，載油耗油等關(guān)鍵指標(biāo)全方位可視化監(jiān)管，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時共享。

（2）客貨倉管理

場景內(nèi)支持點(diǎn)選查看每層艙內(nèi)的布局、設(shè)施設(shè)備，每個部分均與其在現(xiàn)實(shí)中的確切位置和編號相匹配，確保虛擬展示與實(shí)際飛機(jī)艙內(nèi)場景保持完全一致。

（3）飛行系統(tǒng)與設(shè)備

飛機(jī)操縱場景內(nèi)采用整機(jī)模型為基礎(chǔ)，以駕駛艙為焦點(diǎn)，準(zhǔn)確映射飛行系統(tǒng)及其設(shè)備的內(nèi)在聯(lián)系，并在模型上精確標(biāo)明設(shè)備具體位置。從而使飛行員和工程師可以在虛擬環(huán)境中詳細(xì)了解艙內(nèi)布局、控制系統(tǒng)、導(dǎo)航設(shè)備和其他關(guān)鍵組件的功能和相互作用。

不僅為飛行訓(xùn)練和模擬提供了一個高度逼真的環(huán)境，還能在飛機(jī)設(shè)計(jì)和測試階段用于故障檢測、性能優(yōu)化和維護(hù)預(yù)測。通過實(shí)時數(shù)據(jù)的融入，它為機(jī)組人員操作決策與飛機(jī)維護(hù)管理提供了寶貴支持，從而增強(qiáng)了飛行安全和效率。

航線數(shù)據(jù)

圖撲 HT 航線信息可視化，基于航空大數(shù)據(jù)，通過應(yīng)用 HT 2D、3D 圖形組件，簡化展示航線態(tài)勢等關(guān)鍵信息。幫助空管人員監(jiān)控空域使用、預(yù)測流量變化，及時捕捉到各種變化和突發(fā)情況，提高飛行效率、降低延誤率。

智慧航天數(shù)字孿生

根據(jù)國際航天聯(lián)盟統(tǒng)計(jì)，目前全球運(yùn)載火箭發(fā)射次數(shù)排名，中國位居第一。在探月計(jì)劃和建設(shè)空間站等重大項(xiàng)目上，中國已躋身世界前列。

圖撲軟件應(yīng)用自主研發(fā)的 HT for Web 可視化引擎與航天產(chǎn)業(yè)應(yīng)用深度融合，數(shù)字孿生了火箭發(fā)射全過程與飛船太空運(yùn)行的可視化場景。將各類監(jiān)控需求集中實(shí)現(xiàn)，構(gòu)建以流程和數(shù)據(jù)驅(qū)動的管理模式，推動航天技術(shù)應(yīng)用升級。

載人航天

圖撲 HT 經(jīng)過搭建三維場景、結(jié)合二維數(shù)據(jù)面板，展示了從火箭升空到衛(wèi)星軌道飛行的全過程：

完成裝藥檢查，穩(wěn)定器點(diǎn)火和發(fā)射部署

助推器點(diǎn)火，加速

助推器分離，火箭點(diǎn)火，釋放推力

整流罩被剝離，二級火箭分離

釋放衛(wèi)星進(jìn)入軌道

數(shù)字孿生技術(shù)可以幫助工程師們預(yù)演整個發(fā)射過程，從而識別和評估各種潛在問題，再通過模擬不同的干預(yù)措施來找到優(yōu)質(zhì)的解決方案。還能用來跟蹤飛行數(shù)據(jù)，確保火箭按照預(yù)定的軌道飛行，并在遇到系統(tǒng)故障時提供快速的故障診斷與修正方案。

貨運(yùn)飛船

應(yīng)用圖撲 HT 搭建 “天舟一號”貨運(yùn)飛船數(shù)字孿生管理系統(tǒng)，可多維度直觀展示飛船主體、運(yùn)載信息、飛行試驗(yàn)、技術(shù)實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行歷程等重點(diǎn)管理對象的運(yùn)行態(tài)勢，支持 2D 面板與 3D 模型無縫融合，實(shí)現(xiàn)全范圍空間的態(tài)勢可視化監(jiān)控。

（1）運(yùn)行管理

圖撲軟件構(gòu)造了以地球?yàn)橹行牡耐馓請鼍埃瑒討B(tài)繪制飛船運(yùn)行路線，對接數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)展示飛船在軌運(yùn)行的狀態(tài)。場景 1：1 復(fù)現(xiàn)了帆板的展開閉合動畫效果。

針對復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程，配置可視化任務(wù)面板可以更好的滿足業(yè)務(wù)流程全生命周期性管理。HT 支持基于時間、空間、分類等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研判，進(jìn)而實(shí)時呈現(xiàn)飛船的推進(jìn)劑、運(yùn)載、飛行試驗(yàn)、技術(shù)實(shí)驗(yàn)等狀態(tài)信息，并根據(jù)預(yù)警告警提示快速進(jìn)行問題定位。

（2）燃料補(bǔ)給

空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術(shù)之一，是實(shí)現(xiàn)空間站和空間運(yùn)輸系統(tǒng)的裝配、補(bǔ)給、維修、回收、航天員交換及營救等在軌服務(wù)的先決條件。圖撲 HT 通過設(shè)備外形的透明化處理，清晰展示了能源裝置的布局，使監(jiān)控人員能直觀地查看艙內(nèi)的燃料補(bǔ)給狀況，同時也直觀地呈現(xiàn)了飛船的推進(jìn)劑存儲量等重要信息。

火星車

應(yīng)用圖撲 HT 搭建的“祝融號”火星車，可幫助工程師們通過虛擬模型觀察火星車的運(yùn)行狀態(tài)，測試新的控制算法，評估系統(tǒng)升級的影響，并預(yù)測各類故障情況下的應(yīng)急響應(yīng)。還可以根據(jù)實(shí)時數(shù)據(jù)調(diào)整火星車在不同地形下的導(dǎo)航策略，確保任務(wù)的順利進(jìn)行。

飛行器設(shè)備數(shù)字孿生

發(fā)動機(jī)

飛機(jī)發(fā)動機(jī)對飛機(jī)的重要性極高，同時也是飛機(jī)研發(fā)中的一個重中之重和難點(diǎn)所在，發(fā)動機(jī)的性能直接決定飛機(jī)的飛行性能。HT 引擎通過對發(fā)動機(jī)的拆解建模，實(shí)現(xiàn)對發(fā)動機(jī)內(nèi)部核心部件的可視化監(jiān)管和對發(fā)動機(jī)的可視化運(yùn)行管理。

（1）剖面分析

通過整合剖面視圖和氣流動態(tài)，圖撲三維動態(tài)展示揭示了不同因素對發(fā)動機(jī)部件的影響。同時， 2D 面板和圖表通過數(shù)據(jù)聯(lián)動，使用折線圖清晰地呈現(xiàn)出壓力和溫度等關(guān)鍵參數(shù)的變化情況。

（2）拆分復(fù)位

圖撲 HT 以設(shè)備拆分爆炸的形式展示發(fā)動機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)，顯示了發(fā)動機(jī)各部件名稱，如空心結(jié)構(gòu)風(fēng)扇葉片、鈦合金蜂窩芯、蜂窩夾層等。

無人機(jī)

圖撲軟件高精度的虛擬模型詳盡再現(xiàn)了物理無人機(jī)的結(jié)構(gòu)、功能和行為，允許工程師對其進(jìn)行深入的性能評估和故障診斷，以及在安全的虛擬環(huán)境中探索新的飛行控制算法和任務(wù)策略。HT 數(shù)字孿生無人機(jī)可以與現(xiàn)實(shí)世界的無人機(jī)實(shí)時同步，收集飛行數(shù)據(jù)、監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)和環(huán)境互動。讓操作人員實(shí)時掌握無人機(jī)健康狀況，還能夠預(yù)測和防范潛在的技術(shù)問題，確保任務(wù)執(zhí)行的持續(xù)性和安全性。

科教科技

借助圖撲 HT 數(shù)字孿生技術(shù)構(gòu)建的科學(xué)探索空間，讓參觀者無需離開家門就能體驗(yàn)到云端的科學(xué)之旅。在這個數(shù)字化、交互性強(qiáng)的虛擬環(huán)境中，展覽和教育內(nèi)容得以三維動態(tài)呈現(xiàn)，為用戶提供一個沉浸式學(xué)習(xí)和探索的平臺。

科技展館

圖撲數(shù)字孿生科技展館，讓訪客以第一人稱方式，模擬用戶在科技園內(nèi)的參觀場景。訪客沿著精心設(shè)計(jì)的路徑，瀏覽觀看。

場景內(nèi)通過 HT 強(qiáng)大的渲染功能，再現(xiàn)航天航空科技館內(nèi)部獨(dú)特的結(jié)構(gòu)造型、建筑特色、航天設(shè)備以及各種航天信息，不僅包括靜態(tài)的展覽品，還有能夠展示真實(shí)物理現(xiàn)象的動態(tài)模擬。參觀者可以與展品進(jìn)行交互，如啟動一個虛擬實(shí)驗(yàn)，或是操控一個數(shù)字孿生的飛行模擬器。

模擬教學(xué)

圖撲軟件 HT 創(chuàng)建飛機(jī) 3D 模型，將復(fù)雜的航空知識與技術(shù)，通過 HT 三維動畫互動的方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者。

場景可以直觀展示飛機(jī)的設(shè)計(jì)原理、飛行機(jī)制、航線規(guī)劃以及空管操作等復(fù)雜概念，允許學(xué)生不僅從外觀上了解飛機(jī)結(jié)構(gòu)，還能深入到每個系統(tǒng)的內(nèi)部運(yùn)作機(jī)制。

可視化教學(xué)兼具娛樂性和教育性，適合不同年齡層的學(xué)習(xí)者，特別是對于難以通過傳統(tǒng)教科書說明的三維空間動態(tài)，動畫可以提供清晰直觀的認(rèn)識。

審核編輯 黃宇