震撼！鄂州这座机场

  “世界第四”“亚洲第一”“中国唯一”，这是鄂州花湖机场作为航空货物运输枢纽广为人知的标签。在这些标签的背后，还藏着许多不为人知的“智慧”

  这里是中国首座全程深度运用建筑信息模型技术（即BIM）建设的大型机场。距跑道不远处的机场运行控制中心，一个与实体机场精准吻合的孪生虚拟机场几乎同步诞生，近千万个、10亿多条信息点在“云端”集成。

  这里有迄今为止全球传感器规模最大的智能跑道系统，也是世界第一条实现全域智能感知的跑道。在400万平方米即相当于560座标准足球场的飞行区，5万多个光纤传感器铺设其下，可随时感知场道健康状况和飞机运行轨迹。

  这里有全国乃至亚洲规模最大的快递包裹处理系统。位于东西两条跑道间，首期约70万平方米的转运中心内，7条分拣线公里，每小时分拣货物峰值50万件，平均每秒139件，一投用即跻身国际一流水平。

  这里还有一支填补民航界空白的创新团队——“少人机坪”项目组，来自国际国内十几家科技公司陆续加入，标志着以无人驾驶技术为基础的自动化作业率先在世界民航机坪作业领域亮相。

  这里的梅花状空管塔台同样植入了“智慧基因”，最大亮点是管制系统在国内民航界首次集机坪、塔台与进近雷达为一体。

  走进鄂州花湖机场顺丰转运中心，“大”和“快”是最直观的感受。这是机场最为显著的地标，也是其作为目前国内唯一航空货物运输枢纽的独特之处。

  有多大？转运中心仅一期建筑面积约70万平方米，相当于武汉天河机场T2和T3两座航站楼面积之和，其钢材消耗量是北京鸟巢体育场的3倍，达10万吨以上。

  从空中俯瞰，转运中心在机场东西跑道间呈巨大的“工”字形。“未来随着货邮量持续上升，整体建筑面积将达120万平方米。”顺丰集团鄂州枢纽公共事务负责人王泰格介绍，按规划，花湖机场年货邮量到2025年将突破200万吨，远期目标超900万吨，届时将可雄冠全球。

  有多快？现阶段分拣线公里，智能化分拣传输，每单件速度只需每秒2.7米，每小时可处理各类包裹峰值达50万余件，是目前亚洲顶级规模的快递包裹处理系统。

  “大块头”运转何以快速无误？这就是“智慧”的力量。这主要依赖自主研发的两大控制系统：协同调度和分拣管理，集成了中转场作业、运动目标检测、识别、分拣、无监督遗留物检测等技术。

  飞机从对方机场一离港，转运中心便知道相关数据信息，包括离港时间、飞机运载货物、进港时间等，随即指挥相应无人驾驶车辆就位，迎接飞机及货物。

  人眨一下眼最快要0.2秒，而在花湖机场少人机坪上，无人驾驶车辆的响应速度仅0.1秒。

  盛夏的一天，花湖机场少人机坪实验场，多种类型无人车辆正在有序运行，协同测试。

  “今年年底，花湖机场将有望在民航界第一个实现少人机坪。”湖北国际物流机场有限公司工程师陈彬说。

  有别于以客运为主的机场，货物运输枢纽机场的运行模式是夜间群起群降，少人机坪技术可有效解决人工作业风险、极大提高货物运转效率。

  陈彬介绍，通过现代通讯、人工智能等技术，少人机坪让机场接驳、货物传输等机坪功能实现自动化，航班、空管、物流系统一体化操控，误差在毫厘之间。

  自2017年开始谋划至今，从“无人驾驶”、“车路协同”到“云场车”一体化，少人机坪从概念、研发到跃出蓝图已历经6年。

  毛海波是顺丰集团最早参与研发的专家之一。他和团队在研发过程中发现，如果把机场内板箱搬运、飞机线导、接驳等多种功能集合统一调度，可提高快递分拣高效率，从而在2018年率先提出“少人机坪”思路。接着，机场公司向全球征集方案，11家公司最终入围，并在2020年上半年纷纷推出样车。

  2021年底，全国民用机场建设管理工作会议在鄂州召开，少人机坪研发成果在花湖机场西跑道进行封闭测试，得到与会专业人士肯定。期间，民航局颁布《机场无人驾驶设备应用路线月，少人机坪项目正式获批立项。顺丰集团邀请中国工程院院士、清华大学教授、汽车安全与节能国家重点实验室主任领衔的专家团队，以及上海振华等业内龙头公司共同参与建设。

  眼下，花湖机场11.98平方公里核心区范围内，已预埋了213个通讯热点，并对全场进行通讯补盲。“这套‘云场车’一体化智能系统实现了车端自动驾驶、云端智能调度和场端智能监控。”陈彬说。

  点开鄂州花湖机场的虚拟孪生机场系统，2.3万平方米货运站、约70万平方米分拣中心、124个机位以及2条长3.6公里、45米宽的跑道等设施，无论从哪一个视角，都可呈现即时状态。

  “哪怕落只苍蝇，系统都能看清楚！”湖北国际物流机场有限公司信息技术部工作人员张书浩现场演示，通过虚拟孪生机场系统，轻点鼠标放大目标，机场任何一个角落包括室内状况均一目了然。

  张书浩说，虚拟孪生机场原本是利用建筑信息模型技术（即BIM）为机场建设服务，其精准性为实现“零返工”立了大功，“现在虚拟孪生机场已从智慧建造转场智慧运营管理，更细更精更准。”

  “5G、融合通信、大数据和云计算、人工智能等新一代信息通信技术的创新应用和实践，为通航后的智慧运营打牢了基础。”张书浩介绍，机场近5年建设全程数字化施工管控，在场道布局了5万多个光纤传感器和69个5G基站，已获批12项国家标准和60多项专利。

  货运航线主要作业时间在夜间凌晨，高峰时期平均两分钟不到就要起降一架飞机 ，这无疑将使花湖机场成为国内“夜间最忙”的机场。

  随着花湖机场日趋繁忙，对管理的要求也越来越高。张书浩说，虚拟孪生机场将充分运用少人机坪、转运中心、空管塔台等多个系统的数据来源，通过数据的交互与协同，尽量减少对人的依赖，借助智能算法实现飞机排班、机位分配、货物装卸口分配、飞机滑行、车辆行驶路径等全过程模拟，为指挥中心提供透明、清晰的调度方案，保障航班安全运行。

  武汉理工大学光纤传感技术与网络工程研究中心，研究人员在查看鄂州花湖机场智慧跑道系统。

  “滑跑到起飞用时60秒，时速最高310公里、最低13公里……”鄂州花湖机场西跑道，一架飞机刚刚腾空而起，上述数据立马在智慧跑道系统一一显示，包括飞机运行安全、机场跑道状态等均尽在人的掌控之中。

  跑道由一块块厚厚的混凝土板建构，是什么技术像透视眼一样，能将跑道上飞机运行过程看得清清楚楚？这得归功于武汉理工大学光纤传感技术与网络国家工程研究中心。

  该中心研究员李盛介绍，跑道道面下方40厘米处预埋的光纤传感器，就像人体的“神经元”一样，能捕捉飞机滑行产生的振动波形，从而判断跑道是否脱空、起鼓或错台等，同时也能感知跑道上运行的物体，不仅实现了监控跑道入侵、记录运行轨迹等功能，而且还可提供跟踪道面服役状态、感知飞机荷载等近20项智能化服务。

  武汉理工大学光纤传感技术与网络工程研究中心，研究人员在查看鄂州花湖机场智慧跑道系统。

  在该中心实验室，光纤传感器一字排开，光纤直径仅125微米，与头发丝差不多粗细。经多年研发，现在使用的是第二代光纤光栅传感技术，通过光“刻”出相应程序，具有“直径小、容量大、灵敏度高”等特点。

  据介绍，花湖机场东、西两条跑道以3米宽为间距，布置了10条光纤传感器。跑道上每一块道面板长5米、宽4.5米，下方至少有一个传感器，共埋设了5万多个“神经元”。“如此可实现机场跑道全时、全域的信息感知，借助人工智能技术，确保飞机安全和道面安全！”李盛说。

  武汉理工大学光纤传感技术与网络工程研究中心，研究人员查看分析鄂州花湖机场智慧跑道系统。

  “神经元”功能强大，但铺设施工殊为不易。作为设计施工的负责人，李盛和团队在机场待了一年多。光纤传感器在跑道下面的位置不能低也不能高，施工时需要配合其他项目单位抢作业面，操作慎之又慎。而且，要在细到毫点的光纤上面浇筑厚厚的混凝土，完成后还要钻孔，稍有失误便前功尽弃。因此，标记标线、铺施、监测、复测等，团队始终小心翼翼，直到验收成功。

  长有“神经元”的花湖机场智慧跑道，既扫除了监测盲区，又规避了传统跑道监测维护易受天气等外界因素干扰的缺点。“这套智慧跑道系统正不断深度学习，会越来越智慧。”李盛说。

  站在鄂州花湖机场空管塔台，可以360度鸟瞰花湖机场，包括你肉眼看不到的地方。这里的工作人员就是“空中交警”，24小时有序指挥飞机起降往返。

  从远处看，89米高的塔台犹如空中绽放的腊梅。作为机场“神经中枢”，这里同样植入了“智慧基因”，最大亮点是管制系统在国内民航界首次集机坪、塔台与进近雷达为一体。

  步入顶层指挥室，净高3.5米、面积近200平方米，以南北中线为轴，分东西两大指挥系统，东向指挥东跑道，西向指挥西跑道。

  空管设施部高级主管丁星介绍，塔台安装有主备集成塔台、长江航道船舶探测、气象信息、光纤矩阵、全景视频等30余项空管专业系统，“设备国产化率超90%，且安装标准超越行业一般标准。”

  花湖机场北侧滨临长江，是飞机起降必经通道，这对掌握过往船只的高度有严格要求。点开长江航道船舶探测系统，仿真江面上，一艘艘显示为绿色的船舶来来往往，将鼠标放在任何一艘船舶上，当即显示相关信息。丁星说，探测系统在长江沿岸布设了5座探测站，利用了激光对射、视频跟踪、红外探测、全景监控、图像识别、AI计算等技术，能够实时监控长江航道运行船舶高度及相关信息，发现超高船舶会立即告警提醒并自动进行视频跟踪。

  7月4日下午4时许，约2公里外的客机停机坪上，一架北部湾航空公司的飞机在塔台工作人员指挥下，先缓缓驶入西跑道，然后快速滑行一段距离，“轰”的一声腾空而起，向远方飞去。

  这一切都被系统记录下来。塔台进近管制室带班主任巴富毅说，机场分布着3000多个摄像头，确保清晰捕捉机坪上的每一个细节。

  此外，灯光控制管理系统也更加智能化。巴富毅介绍，过去灯光控制还需要监管人员指挥，机坪人员操作。如今监管人员只需操作系统，就能选择白天、黑夜和不同场景下的灯光模式，以及对应飞机起飞和降落的不同灯光强度，完成时间由此前的60秒缩短至10秒。

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