航空航天三維視覺化合集 | 圖撲數字孿生

發表於2024-02-27

"數字孿生"這一概念最早就是在航空航天領域使用,目的在於處理航天器的健康維護和保護問題。圖撲軟體依託自主研發的 HT for Web 產品,實現對民航機場、民航飛機、火箭發射、科技展館的數字孿生展示。

圖撲 HT 數字孿生技術助力航空航天數字孿生場景,在驗證、設計、製造、測試以及運營維護等階段呈現多元化的資料形式。透過提供全方位和立體化的支援,降低運營成本和風險。

智慧航空數字孿生

民航機場

圖撲軟體 HT 智慧機場高度整合航站樓、跑道、維修中心、貨運中心及客運中心等關鍵區域。實現了設施裝置、事件發生以及人員動態的精準監管。透過構建數字孿生場景和接入實時資料流,解決機場資源配置複雜性、服務響應遲緩、統籌協調不足等挑戰。高效提升數字化管理水平,實現對機場運營的全面最佳化與高效控制。

(1)停機位管理

作為機場運輸核心區域的停機位,承擔著乘客登機、貨物裝卸、飛機停放與維修等重要地面任務。圖撲 HT 智慧機場系統可實時分析呈現廊橋使用、機坪運作、進出港航線等主要執行資料,有效促進使用者對機位實況的實時洞察,為機場資源排程和管理提供強力的資料支援。

廊橋視覺化

停機坪

進出港路線

(2)地面作業服務

圖撲 HT 的地面作業服務,精準聚焦乘客管理、地面支援作業,以及貨物裝卸等的關鍵環節。基於對接的實時資料,全面展現每架飛機的作業進度和狀態。場景中系統為每架航班的地面作業進度構建了對應的動態動畫展示,輔助直觀呈現現場作業狀態。有效避免機坪車輛作業無序統計和危險事件無據可查的難題,也最佳化了機務管理宏觀層面的綜合運營監管與統籌指揮。

登機離港
飛機夜降泊位

(3)檢驗查驗管理

民航安檢部門推行著”一碼通關”、“OneID”刷臉過檢等數字化建設。圖撲 HT 智慧機場系統針對自助值機、安檢、邊檢、海關防疫以及行李跟蹤等環節,構建了“一臉一碼”完整乘機體驗的視覺化解決方案。透過對接現場先進裝置的執行資料,實時展示了旅客自助列印、檢驗控制檯、安檢合規等的操作流程,前後端資料的互融互通,減少多環節的身份查驗和近身檢查,提高通關的舒適感和自在感,提升對遊客的服務和對機場的管理。

自助值機
海關防疫

行李跟蹤

(4)運維巡檢視覺化

由於機場人群較多、裝置數量繁多、功能分割槽複雜,且對消防、電力、水力、空調等系統的管理要求較高。圖撲 HT 智慧機場可結合“安防+AI”技術,基於部署先進的機器人裝置、人員熱力掃描等技術,數字孿生全域空間及裝置,多視角理性整合個分割槽執行狀態及周邊情。當監測到危險情境時,將透過平臺感知、識別、定位追蹤事發源頭。打破傳統現場往返管理的作業形式,形成航站樓各部門全生命週期監管體系。

客流分析熱力圖

機器人定位

水火電氣管控

圖撲智慧機場以人、事、物展開多元視覺化呈現,從機場服務能力、運維水平、建設能力、全域協同執行等維度,推進航站樓服務智慧化、飛行區少人化、旅客聯程聯運以及貨物聯運的數字化管理模式,助推民航"四型機場"建設。

民航飛機

圖撲基於自研 HT 強大的渲染引擎,以寫實與科幻風格相結合的展示形式,數字孿生飛機外形、客艙管理、機艙裝置、發動機、駕駛室。建立起具備場景化、智慧化、人性化的智慧飛機綜合管控平臺,確保對民用航空器的高效管理。

(1)基本資訊

基於圖撲 HT 數字孿生技術,構建渲染多種機型的效果,模擬飛機實時飛行狀態與定位情況等。結合二三維視覺化皮膚,對航空器機翼、機身、尾翼、起落裝置、操縱系統和動力裝置、干擾阻力、貨艙滿載率,載油耗油等關鍵指標全方位視覺化監管,實現資料實時共享。

(2)客貨倉管理

場景內支援點選檢視每層艙內的佈局、設施裝置,每個部分均與其在現實中的確切位置和編號相匹配,確保虛擬展示與實際飛機艙內場景保持完全一致。

(3)飛行系統與裝置

飛機操縱場景內採用整機模型為基礎,以駕駛艙為焦點,準確對映飛行系統及其裝置的內在聯絡,並在模型上精確標明裝置具體位置。從而使飛行員和工程師可以在虛擬環境中詳細瞭解艙內佈局、控制系統、導航裝置和其他關鍵元件的功能和相互作用。

不僅為飛行訓練和模擬提供了一個高度逼真的環境,還能在飛機設計和測試階段用於故障檢測、效能最佳化和維護預測。透過實時資料的融入,它為機組人員操作決策與飛機維護管理提供了寶貴支援,從而增強了飛行安全和效率。

航線資料

圖撲 HT 航線資訊視覺化,基於航空大資料,透過應用 HT 2D、3D 圖形元件,簡化展示航線態勢等關鍵資訊。幫助空管人員監控空域使用、預測流量變化,及時捕捉到各種變化和突發情況,提高飛行效率、降低延誤率。

智慧航天數字孿生

根據國際航天聯盟統計,目前全球運載火箭發射次數排名,中國位居第一。在探月計劃和建設空間站等重大專案上,中國已躋身世界前列。

圖撲軟體應用自主研發的 HT for Web 視覺化引擎與航天產業應用深度融合,數字孿生了火箭發射全過程與飛船太空執行的視覺化場景。將各類監控需求集中實現,構建以流程和資料驅動的管理模式,推動航天技術應用升級。

載人航天

圖撲 HT 經過搭建三維場景、結合二維資料皮膚,展示了從火箭升空到衛星軌道飛行的全過程。

數字孿生技術可以幫助工程師們預演整個發射過程,從而識別和評估各種潛在問題,再透過模擬不同的干預措施來找到優質的解決方案。還能用來跟蹤飛行資料,確保火箭按照預定的軌道飛行,並在遇到系統故障時提供快速的故障診斷與修正方案。

貨運飛船

應用圖撲 HT 搭建 “天舟一號”貨運飛船數字孿生管理系統,可多維度直觀展示飛船主體、運載資訊、飛行試驗、技術實驗、執行歷程等重點管理物件的執行態勢,支援 2D 皮膚與 3D 模型無縫融合,實現全範圍空間的態勢視覺化監控。

(1)執行管理

圖撲軟體構造了以地球為中心的外太空場景,動態繪製飛船執行路線,對接資料可實現展示飛船在軌執行的狀態。場景 1:1 復現了帆板的展開閉合動畫效果。

針對複雜的業務流程,配置視覺化任務皮膚可以更好的滿足業務流程全生命週期性管理。HT 支援基於時間、空間、分類等多源資料進行分析研判,進而實時呈現飛船的推進劑、運載、飛行試驗、技術實驗等狀態資訊,並根據預警告警提示快速進行問題定位。

(2)燃料補給

空間交會對接是載人航天活動的三大基本技術之一,是實現空間站和空間運輸系統的裝配、補給、維修、回收、航天員交換及營救等在軌服務的先決條件。圖撲 HT 透過裝置外形的透明化處理,清晰展示了能源裝置的佈局,使監控人員能直觀地檢視艙內的燃料補給狀況,同時也直觀地呈現了飛船的推進劑儲存量等重要資訊。

火星車

應用圖撲 HT 搭建的“祝融號”火星車,可幫助工程師們透過虛擬模型觀察火星車的執行狀態,測試新的控制演算法,評估系統升級的影響,並預測各類故障情況下的應急響應。還可以根據實時資料調整火星車在不同地形下的導航策略,確保任務的順利進行。

飛行器裝置數字孿生

發動機

飛機發動機對飛機的重要性極高,同時也是飛機研發中的一個重中之重和難點所在,發動機的效能直接決定飛機的飛行效能。HT 引擎透過對發動機的拆解建模,實現對發動機內部核心部件的視覺化監管和對發動機的視覺化執行管理。

(1)剖面分析

透過整合剖面檢視和氣流動態,圖撲三維動態展示揭示了不同因素對發動機部件的影響。同時, 2D 皮膚和圖表透過資料聯動,使用折線圖清晰地呈現出壓力和溫度等關鍵引數的變化情況。

(2)拆分復位

圖撲 HT 以裝置拆分爆炸的形式展示發動機內部結構,顯示了發動機各部件名稱,如空心結構風扇葉片、鈦合金蜂窩芯、蜂窩夾層等。

無人機

圖撲軟體高精度的虛擬模型詳盡再現了物理無人機的結構、功能和行為,允許工程師對其進行深入的效能評估和故障診斷,以及在安全的虛擬環境中探索新的飛行控制演算法和任務策略。HT 數字孿生無人機可以與現實世界的無人機實時同步,收集飛行資料、監控裝置狀態和環境互動。讓操作人員實時掌握無人機健康狀況,還能夠預測和防範潛在的技術問題,確保任務執行的持續性和安全性。

科教科技

藉助圖撲 HT 數字孿生技術構建的科學探索空間,讓參觀者無需離開家門就能體驗到雲端的科學之旅。在這個數字化、互動性強的虛擬環境中,展覽和教育內容得以三維動態呈現,為使用者提供一個沉浸式學習和探索的平臺。

科技展館

圖撲數字孿生科技展館,讓訪客以第一人稱方式,模擬使用者在科技園內的參觀場景。訪客沿著精心設計的路徑,瀏覽觀看。

場景內透過 HT 強大的渲染功能,再現航天航空科技館內部獨特的結構造型、建築特色、航天裝置以及各種航天資訊,不僅包括靜態的展覽品,還有能夠展示真實物理現象的動態模擬。參觀者可以與展品進行互動,如啟動一個虛擬實驗,或是操控一個數字孿生的飛行模擬器。


模擬教學

圖撲軟體 HT 建立飛機 3D 模型,將複雜的航空知識與技術,透過 HT 三維動畫互動的方式呈現給學習者。

場景可以直觀展示飛機的設計原理、飛行機制、航線規劃以及空管操作等複雜概念,允許學生不僅從外觀上了解飛機結構,還能深入到每個系統的內部運作機制。

視覺化教學兼具娛樂性和教育性,適合不同年齡層的學習者,特別是對於難以透過傳統教科書說明的三維空間動態,動畫可以提供清晰直觀的認識。

您可以至圖撲軟體官網檢視更多案例及效果:

https://www.hightopo.com/demos/index.html

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