空港樞紐建筑智慧設計研究

摘要： 智慧設計是空港樞紐設計的必要組成部分。從新一代機場的智慧建設需求角度出發，呈現了機場智慧設計的全景內容，并結合以往機場經驗及最新技術發展，構建了更加優化的智慧機場總體技術架構。為智慧機場設計提供了一種可行路徑。關鍵詞： 智慧機場; 智慧總框架; 平臺; 機場智慧應用

中圖分類號： TU855文獻標志碼： A文章編號： 1674-8417（2024）08-0021-05

DOI： 10.16618/j.cnki.1674-8417.2024.08.005

0引言

1950年，民航初創時，僅有小型飛機30多架，年旅客運輸量僅1萬人次;時至2021年，我國擁有民航客機約4 000架，年旅客運輸量約9億人次，國內運輸機場共248個。按現有增長率，到2025年，中國民航旅客運輸量有可能趕超美國，屆時我國民用機場規劃建成數量達到320個，但也僅是接近美國民用運輸機場總量的60%。可見，中國機場建設缺口大，面臨需要用較少機場實現較大旅客吞吐量的現實訴求，因此，通過智慧機場建設提高機場運行效率至關重要。2010年，世界各國的新機場建設紛紛向“airport3.0”階段邁進，國內機場建設領域在民航局引領下積極探索，2017年中國民航正式提出“智慧機場”建設理念，并逐步推出了一系列指導意見，鼓勵從業者積極研究、實踐。2019年，以“平安、綠色、智慧、人文”為核心的四型機場建設進入日程。智慧機場建設已成為我國機場建設的重要一環。

1空港樞紐建筑智慧設計框架

空港樞紐建筑智慧設計的關鍵要點之一是搭建合理的設計框架，應涵蓋機場智能化系統的軟硬件建設，以建設內容為落腳點、兼顧機場業務運行和管理的體現。首先分析機場業務角度的信息化框架模型，然后以智慧建筑技術架構為基礎，結合機場弱電智能化系統建設內容，推導出模塊化的智慧機場建設內容框架。智慧機場技術框架研究路線如圖1所示。

2機場業務信息化框架

機場業務信息化框架分為基礎設施層、數字平臺層、業務管理層、生產運行層、用戶體驗層5個層面。它以機場業務為核心，圍繞業務展現平臺及系統建設邏輯，其中基礎設施層包含云基礎設施、網絡系統、地理信息系統、物聯網、高精度定位系統、綜合布線系統、數據機房、指揮中心、各弱電子系統等;用戶體驗層包含了PC、云終端、移動終端、自助服務終端等服務交互界面;而生產運行層、業務管理層、數字平臺層則體現了信息化建設邏輯層面的核心建設需求，包括機場主要生產運行模塊（如離港、行李、安防安檢、旅客服務與呼叫中心、交通協同、商業管理、能源管控、物流貨運等）、機場主要業務管理平臺（如生產協同平臺、安全安保平臺、旅客服務平臺、綜合交通平臺、商業管理平臺、能源管理平臺、航空物流平臺等）、機場主要數字平臺（如服務總線、數據/視頻/語音/地圖/位置等服務、云管理等）。機場業務信息化框架示例如圖2所示。

3智慧建筑技術架構

智慧機場由以航站樓為主的若干智慧建筑組成，按照T/ASC 19—2021《智慧建筑設計標準》中要求，智慧建筑應根據不同建筑的功能需求、基礎條件和應用方式做結構化模塊設計，實現智慧場景組合的架構形式。智慧建筑技術框架如圖3所示［1］。

智慧建筑的技術架構應著眼于長期規劃，根據建筑功能、使用、管理和維護需求配置平臺層和應用層，具備兼容性和擴展性，并適應創新應用開發。架構組成：感知執行層、網絡傳輸層、智慧平臺層和智慧應用層等［2］。

4空港樞紐建筑設計框架

空港業務與智慧建筑技術框架結合如圖4所示。

將機場業務需求注入智慧建筑技術架構，依然分為應用層、平臺層、網絡傳輸層、感知執行層。智慧機場的智慧應用場景，在不同機場的劃分方式大同小異，通常稱為“主題策劃”，每個主題內涉及若干個智能化弱電信息子系統。

5空港樞紐建筑建設主題策劃

空港樞紐建筑之所以采用劃分主題的方式進行建設，主要因為智慧系統繁多，需要分類管理，而主題的劃分最優方式是結合業務，從機場自身管理特點著手，讓智慧系統的服務對象（使用單位）根據自己對應的主題參與到建設中來［3］。這樣對設計的落地、需求的明確、建成后的交接均有積極作用。同時，主題劃分、平臺的搭建與機場管理理念的結合尤為重要。各機場的智慧機場建設主題劃分大體相同又不盡相同，大體相同是由機場業務的確定性、目標一致性決定的;而不盡相同是由各機場之間管理差異決定的。在設計中，應將機場業務與技術發展相結合進行智慧機場主題劃分，在需求調研中不斷優化，使之與機場管理方式盡可能貼近。空港樞紐建筑設計框架示例如圖5所示。

經多機場設計、調研情況梳理，從空港樞紐建筑建設需求及標段實施便利性考慮，可以將信息弱電系統歸納為“智慧基礎設施”“智慧安全”“智慧通行”“智慧服務”“智慧運管”“智慧運維”，另加“智慧建造”建設過程管理類系統。

（1） 智慧基礎設施。為機場智能化信息弱電系統提供物理承載、信息傳輸的基礎設施，主要包括機房工程、運控中心、網絡系統、無源光網絡、綜合布線、綜合橋架管線、電梯五方通話、機場LTE/5G建設、機場物聯網建設等。基礎設施的重要性不言而喻，它是智慧機場的基石，決定了機場智慧系統未來發展的可能性。力爭在機場中實現全域感知，杜絕盲區死角，為智慧空港樞紐提供完善的感知層［4］。

（2） 智慧安全。智慧機場建設是“四型機場”的技術支撐，其中的“智慧安全”實際就是“平安機場”的技防部分。利用AI圖像分析技術、大數據、高性能存儲技術等技術措施為平安機場賦能成為智慧機場建設的普遍做法。智慧安全主題主要包含智慧安全管理平臺、智慧應急指揮系統、視頻監控系統、門禁系統、隱蔽報警系統、智慧安檢、圍界安防、安檢信息管理系統、智能安檢設備、應急救援管理系統等。

（3） 智慧通行。機場屬于交通建筑，對通行權限的管理、通行效率的提升、通行情況的記錄自然成為機場重點管理內容。智慧通行包含人和車的通行管理，涉及系統有綜合交通管理平臺、綜合交通信息顯示系統、出租車蓄車場調度系統、智慧車庫、自助流程、無紙化通關、無感通關、一臉通行等。以往智慧通行涉及內容散落在智慧安全、智慧基礎設施等主題類型中，從未來機場功能性日益突出的發展來看，將通行類管理系統統一策劃、協同設計將成為趨勢。

（4） 智慧服務。機場作為公共建筑的服務屬性，決定了智慧機場建設需要將服務類系統統籌規劃，從而達到服務有預案、過程有執行、事后有回溯，全方位服務旅客，并為提升服務能力及服務效率提供有力保障。運行與旅客服務協同平臺、服務執行測量系統、旅客關懷平臺、貴賓管理系統、廣播系統、數字電視系統、智慧導引與綜合信息發布、衛生間智能監控系統、行李跟蹤系統、時鐘系統、智慧航班信息顯示、航站樓巡查巡檢系統、醫療急救信息管理系統、環境監測系統等。

（5） 智慧運管。智慧運管著眼于機場生產運行與管理，涵蓋機場運營主要業務系統，是機場作為功能性建筑設施的核心落腳點，包含智慧IOC、數字孿生、數據處理（IT自動化運維系統、機場云平臺運營管理系統、IaaS/PaaS/DaaS、數據倉庫、機場智能倉庫、機場綜合運行視圖、機場企業服務總線）、地理信息系統、離港系統、航班生產運行系統、協同運行指揮平臺、飛行區道面管理系統、地服管理系統、機坪車輛管理系統、自動泊位引導系統、登機橋管理系統、除冰系統、跑道外來物監測系統、轉報系統、航空結算收費系統、貨運管理（貨運物流管理平臺、貨站管理系統、貨代管理系統）、全景監控系統、商業綜合管理系統、商業POS系統等。

（6） 智慧運維。機場智慧運維主要立足于建筑設備自動化控制、資產管理等，包含建筑智能化集成IBMS、建筑設備自動化系統BAS、能源管理系統、機房動力與環境管理系統、資產管理系統等。

（7） 智慧建造。機場建設周期長、施工場地大、工作面廣、參與人員多、工期/質量/安全管理要求高。利用智能化手段提升工地管理水平，達到“智慧建造”，是目前大型機場建設對施工單位的普遍要求，也是大型施工單位自主技術創新的熱點方向。由于“智慧建造”不屬于機場建設方直接投資和管控內容，所以并不列入智慧機場建設“六大主題”，但由于其重要性使得它成為重要研究課題。智慧建造通常包括BIM建造管理、項目全生命周期管理、工序與資源管理系統、建設過程資料檔案系統、智慧工地監控（建筑過程可視化系統）、周界安防管理系統、防疫監測系統、安全著裝管理系統、升降機人員安全預警系統、工地無感考勤、車輛沖洗監測等。

6結語

智慧機場作為“四型機場”建設的重要一環，同時還是綠色機場、平安機場、人文機場建設的基礎，只有綜合運用AI、大數據、云計算、新一代通信等技術，合理構建平臺架構并充分發揮平臺作用，才能避免數據孤島，將機場產生的各類海量數據進行高效的治理和利用。

［1］中國建筑學會.智慧建筑設計標準：T/ASC19-2021［S］.北京：中國建筑工業出版社，2021.

［2］沈育祥，蔡增誼，郭安.從“智能”建筑到“智慧”建筑的技術革新［J］.建筑電氣，2020（5）：3-7.

［3］王曉穎.國內智慧機場建設的研究現狀及趨勢分析［J］.建設監理，2024（5）：57-60.

［4］鄭煒陵.以智慧場區為引領，推進“四型場區”建設［J］.上海信息化，2021（6）：28-32.

收稿日期： 20240620

Study on Smart Airport Design

GUO An

（East China Architectural Design amp; Research Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200000， China）

Abstract： Smart design is an essential part of the design of airport hubs.For this purpose，starting from the smart construction requirements of the new generation of airports，this article presents the panoramic content of smart airport design，and combines previous airport experience and the latest technological developments to construct a more optimized overall technical architecture of smart airports，providing a feasible path for the design of smart airports.

Key words： smart airport; smart overall framework; platform; smart airport application