打造低空经济最佳“数字试验场”!一文读懂51Sim空间智能仿真技术

打造低空经济最佳“数字试验场”!一文读懂51Sim空间智能仿真技术
2024年05月17日 14:23 51WORLD数字孪生

近期,低空经济快速发展,对以空间模拟仿真为代表的空域数字管理技术提出了迫切的需求。

在交通治理与空间模拟仿真领域,51Sim具备三大核心竞争力:

  • 3D世界构建能力,可快速构建运行状态、气象环境、结构物状态全要素感知的数字交通底座;
  • 智能体仿真能力,支持基于真实传感器标定的物理传感器模型仿真,动力学仿真,及数据驱动的空地协同多层次一体化交通规划仿真;
  • AI合成数据能力,基于AI快速泛化生成多样化的动静态场景,为仿真测试与算法训练提供大规模、多模态、多样性、高质量合成数据;

这三大核心能力,可有效破解低空经济管理中,“感知能力弱”、“智能化程度低”、“应用成本高”等难题,满足大规模、精细化的低空监测、管理需求。

顺应国家低空经济发展战略,依托交通治理领域多年的深厚积淀,以及在技术演进和研发迭代中形成的竞争优势,51Sim正式推出“TIM Air低空域交通信息模型平台”!

TIM Air支持低空经济活动从前期的空域规划设计和飞行仿真测试,到中期的运营监管,再到终端业务的全生命周期应用,全面赋能低空经济,为加速低空空域管理智能化、数字化发展提供强大技术支撑。

TIM Air

低空域交通信息模型平台

TIM Air是TIM综合交通信息模型平台面向民航、通航的业务应用平台,集多维时空GIS数据底座飞行器实时监管与云控飞行器感知规控算法仿真测试空域与航路规划管理等核心功能于一身。平台融合GIS数据、飞行器运行数据、气象环境数据、业务数据等多源实时大数据,并且利用大模型AIGC快速泛化生成静态飞行空间与动态干扰场景,为飞行器仿真测试与算法训练提供无限的合成数据。平台全栈国产自研,支持对国产操作系统、数据库、CPU等核心软硬件的适配,满足信创需求,保障信息安全。

TIM Air平台架构

TIM Air具备空域设施可编辑航路航线可规划飞行规控可仿真低空活动可监管终端应用可扩展五大核心优势,以低空域实时交通运营管理为出发点,依托实时低空交通数据,结合低空交通大模型和仿真分析能力,快速预测未来低空交通态势,实时仿真并验证飞行航路规划设计方案,实现最优的航路设计和调度计划,形成运营-仿真-运营的业务应用闭环,满足空域管理部门、运营监管部门、飞行器公司、运营公司多层次的业务需求。

1、空域设施规划 所见即所得

安全性的保障是低空飞行有序发展的重要前提!随着低空飞行业务量不断增加,如何确保空间数据安全、飞行安全、航路畅通、计划有序,是空域管理部门亟待解决的问题。

TIM Air提供了三维空间下的空域编辑工具,基于全要素数字孪生时空底座可灵活绘制禁飞区、管控区、适航区,并可通过三维空间计算,自动识别不同空域高度下的建筑障碍、管控区等,为空域管理提供灵活便捷的平台工具。

  • 空域航路编辑

利用智能算法进行可达性分析,得到区域内的的最优建议,实现对地面设施的有效规划,提升效率和经济性。

  • 禁飞区、起降点管理

同时基于深度学习和人工智能算法,在低空活动过程中,根据实时天气与临时管控措施,可以动态设计和规划航路,实时发布和执行新航路,动态适应需求变化,为更高效、高密度的融合飞行提供更好的服务。

2、航线规划方案 谋定而后动

面向不同的低空运营活动,合理规划航线,安排飞行计划,是确保飞行安全、提高运营效率的必要手段。

  • 航线规划

在航线规划过程中,TIM Air提供全面的飞行沿途气象条件、空中交通流量、空域限制、起降点分布、充电设施分布等多项参数,利用仿真预测推演等技术手段,对规划方案进行运行仿真,以运力、时间、成本等为约束条件,实现线路最优、全局最优的航线规划方案。

结合当前航空飞行计划,对飞行器起降计划、充电设施使用、运营计划等进行预测推演,在确保安全的前提下,实现最大效率的运营排班调度计划辅助决策。

3、飞控适航仿真稳定且高效

正如智能汽车的自动驾驶算法需要仿真测试一样,低空飞行器同样需要飞行仿真测试。一台载人eVTOL想获得适航证,需要经历几十万甚至百万次的漫长安全飞行测试才可获得适航证,仿真测试作为一种实机测试的补充手段缩短测试周期。

传感器配置

TIM Air可联合自研或第三方感知-决策-控制算法,集成丰富的环境工况、多样化的传感器配置、多种飞行器动力学模拟、多维评价体系,利用AIGC无限泛化空域的合成数据场景进行高并发联合仿真,通过算法闭环验证航路的合理性,飞行器的避障性能,从而确保航路设计的安全性及经济性和飞行器飞行算法的有效性。

感知飞控仿真

结合飞行器、地面通信设施网、云控监管平台,实现空中、地面、云端三方协同的飞行器运行过程的全方位仿真测试。

4、综合交通管理空天地一体

随着低空通航基础设施的建设和载人飞行汽车的迅速发展,城市的范围将进一步向空中生长,未来交通出行方式也将逐渐向空中交通网络延伸。这也将对交通法规制定、空地交通协同规划、综合交通管理提出更高的要求。

TIM Air无疑将为交通规划与管理者,提供一种全新的管理工具和手段。

TIM Air具备集空中航路、地面道路于一体的路网要素编辑工具,并支持宏、中、微多层次路径规划、交通流仿真以及客流推演等一体化仿真能力,为航路规划与运营排班调度提供可靠的决策依据。

空中交通态势监管

同时面向交管部门,在对空中、地面交通进行实时监管的基础上,对事故事件秒发现、应急预案秒响应、管控措施秒制定,以保障城市综合交通体系的安全、平稳、高效运行。

空天地一体化协同

5、综合运营态势可视且可管

低空飞行器通常速度较慢,体型较小,视觉上很难识别。且随着飞行器数量增加,确保高频数据的实时性和有效调度将会是一大难题。TIM平台将飞行器的GIS坐标系和孪生场景进行精准匹配,利用飞行器与地面基站通信数据,建立低空AI感知运营管理平台。同时打通飞行器数据传输协议并接入运营公司数据,可实时查看不同运营公司飞行器业务概况,监测飞行器位置信息、传感器信息、航路信息、续航时间、健康度、起降点等参数,并结合天气状况及其他突发事件,对异常情况进行有效识别。同时运营部门还可实时下发指令,对低空活动进行最优调度。

飞行器运营监管

6、终端业务应用纷繁而有序

低空空域蕴藏着巨大量级的产业应用,这将与我们每个人都息息相关。试想住在高层建筑中,打开窗户就能收到快递和外卖,早晨起来打个“飞的”去公司上班,乘坐eVTOL俯瞰城市风貌和大好山川,120救护车也无需再受地面交通拥堵的影响……

平台通过与运营方系统和终端用户的App进行互联,用户只需动动手指就可以订购各类低空服务,低空经济的发展红利,有望在不远的未来惠及每个人。

Future

拥有万亿蓝海市场的低空经济有望成为我国经济发展的新引擎,51Sim积极响应国家政策,目前正在与eVTOL领域的合作伙伴开展深度合作,打通数据传输协议,探索终端应用场景,共创低空经济腾飞的新机遇,基于智能体仿真、AI合成数据、3D世界构建三大核心能力助力低空数字交通更加安全、高效。

关于51Sim

51Sim是由51WOLRD于2017年开始孵化的数据及仿真平台业务版块,专注于为智驾及交通领域客户提供数据驱动闭环全栈仿真测试及宏中微观一体化交通仿真的解决方案,加速智驾量产落地同时实现更加高效,安全和低碳的交通运输系统。公司具有独立完整的自主知识产权,核心产品包括仿真测试平台SimOne、数据闭环与合成数据处理平台DataOne、交通信息模型平台TIM等。已累计与近百家行业客户合作并落地一系列标杆案例。

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