前言
《“十四五”通用航空發展專項規劃》明確，“十四五”末，力爭在冊通用航空器達到 3500 架、機場達到 500 個，開展通用航空應急救援服務的省份不少於 25 個。同時，我國建成投產世界領先的“空管三中心”（民航運行管理中心、氣象中心、情報管理中心），讓民航精細化服務能力明顯提升。
通過圖撲軟件可視化系統，以科技科幻風格，將飛機外形、客艙管理、機艙設備、發動機、駕駛室進行數字孿生，通過互聯網、雲計算、大數據分析、人工智能等技術對各類數據進行梳理和融合分析後在 Hightopo 可視化大屏顯示，建立起具備場景化、智能化、人性化的智慧飛機綜合管控平臺，爲管理者提供多元化、多角度、多數據的管理與決策依據。通過民航元宇宙實踐，構建綠色、智慧、安全的智慧民航管理系統。
模型選擇
圖撲可視化系統的 3D 場景以 3 種不同類型的飛機爲例進行外觀參數的展示。空中客車 A380（Airbus A380）是由歐洲空客公司研製生產的具有四個發動機的超大型遠程寬體客機。波音 787（Boeing 787）是航空史上首架超遠程中型客機。波音 727（Boeing 727）是美國波音公司研製生產的中短程民航飛機。
採用虛擬仿真和數字孿生等技術，結合圖撲軟件自主研發引擎 HT for Web 渲染出 2D 和 3D 無縫融合的飛行場景，模擬顯示空中客車 A380、波音 787、波音 727 的氣動佈局與機翼的幾何參數等。
在選擇機型後，以漫遊動畫的方式展現當前所選機型的總體外形，點擊不同機型旁的漸變小三角會彈出當前客機簡介，瞭解客機歷史、引擎、發動機等。將飛行的實時數據接入圖撲可視化大屏，無縫鏈接多種執飛飛機的飛行管理系統，實時監控飛機的設備數據及乘客狀態等，實現塔臺與執飛飛機的數據實時共享。事前預警，事後覆盤，有效減少各類航空事故的發生。
基於 α-link 技術的新一代物聯網通信依託先進航空無線電的技術優勢，提升了信息的傳輸效率並擴大連接數量，優化了藍牙無法在限定區域進行大規模部署的侷限，以高容量連接、全雙工通信，實現萬物互聯、數字賦能、精準監控的目標。
圖撲軟件基於 WebGL 自主研發的 3D 引擎，可以在瀏覽器流暢展示飛機的 3D 場景和模型，還能創建複雜的導航和數據視覺化。接入飛機的翼展、載油量、干擾阻力等實時數據，實現精細化的飛行管理。模擬實時飛行畫面，帶來沉浸式的觀感。通過圖撲軟件從視圖組件設計、圖標設計、2D 圖紙設計到 3D 場景設計的一站式的開發工具，設計師和程序員能實現協同作業開發，快速落地不同機型的 2D、3D 可視化成果。
客機參數
將航空港的監控數據接入圖撲可視化系統，顯示執飛機型的機翼、機身、尾翼、起落裝置、操縱系統和動力裝置、干擾阻力、貨艙滿載率等，助力塔臺和儀表飛行指揮室科學地進行飛行管理。
干擾阻力
除摩擦阻力，壓差阻力和誘導阻力外，“干擾阻力”是飛機機翼、機身、尾翼等各部分之間由於氣流相互干擾而產生的一種額外阻力。在設計飛機時，仔細考慮它們的相對位置，可減小干擾阻力。將實時阻力數據接入 Hightopo 可視化系統，阻力過大時出現帶感嘆號的紅色三角預警，地面指揮塔可及時聯繫機組人員確認飛行是否安全。歷史數據的記錄也可用於後續飛機設計的優化。
載油量
飛機的載油量分三類，分別爲最大載油量、最低載油量、起飛油量。最大載油量是保證飛機安全飛行時，飛機所能裝載的最大油量。最低載油量指飛機在飛抵着陸機場後，能以等待空速在機場上空飛行 30 分鐘的油量。起飛油量是指飛機執行航班任務時攜帶的全部燃油量。
2022年1月，中國民航局印發《“十四五”民航綠色發展專項規劃》，明確提出要以實現碳達峯、碳中和“雙碳”目標爲引領，推動民航發展全面綠色轉型。結合傳感器、5G 等技術，將載油量數據接入圖撲可視化系統 2D 面板，時刻掌控油量消耗，降低油耗比率。讓實際使用的燃料儘可能接近理論最小值，這是減少民航碳排放最直接的方法。
貨艙信息
圖撲軟件 HT 可視化利用豐富的圖表、圖形和設計元素將一般貨物、化學品、超重物品、生鮮物品的數據以更直觀理解的形式展現。將貨艙的實時數據與地面客貨運輸服務區的數據聯通，提高航空港裝卸效率。
貨艙的裝載能力主要受到重量限制、容積限制、艙門尺寸限制和地板承受力的限制，比如 Airbus A380 的最大載貨量爲 66.4 噸。在圖撲軟件 HT 可視化的 2D 面板內接入執飛機型的裝載能力數據，用百分比展示目前貨艙的滿載率，用圖形化的手段清晰有效地將數據信息進行解讀和傳達。通過圖撲軟件可視化還能實現貨艙的無人監控，火情預警等。
客艙管理
空中“巨無霸” A380 是世界上載客最多的民航客機，很多 A380 上設立了健身房、浴室、餐廳、酒吧等娛樂場所爲旅客的飛行增添樂趣。圖撲軟件可視化系統將客機的兩層客艙和行李艙拆分顯示，對艙內的結構、佈局、設施設備進行可視化展示，並與其實際的位置、編號一一對應，保持與實際場景的一致。
客艙按座位的寬敞和舒適程度分爲頭等艙、公務艙和經濟艙。將售票系統與圖撲軟件可視化系統對接，將可選擇座位、不可選擇座位、VIP 座位用顏色進行區分，剩餘座位可查看。對於兩地之間路線較長且客源不足的航班，可將剩餘座位售賣，提高上客率。
乘客體溫
疫情當下，用熱力圖顯示防疫體溫檢測結果，高體溫乘客的體溫度數單獨列出，機組成員有針對性地採取應對措施。
乘客信息
將成員級別、用戶名、登記號碼、可用里程等信息統計後通過圖撲軟件可視化進行展現，能讓乘務員採用更合適的對客服務措施。
飛行信息
同步執飛飛機的航線、航班信息，如起飛地和目的地，並將信息傳遞給乘客和地面塔臺。民航飛機需要至少每15分鐘發出一次報告自己所處位置的信號。
機艙設備
點擊機艙設備可下鑽至詳情頁面，查看客運量、飛行信息、飛行系統、乘客年齡段和戶籍分佈等相關信息。
採用科技感的線框模式，將飛機外殼透明化處理，艙內設備一覽無餘，便於運維查看整體佈局結構。將設備數據接入圖撲軟件可視化系統，出現故障及時預警，保障飛行過程安全無憂。接入乘客信息的數據後可從全球地圖上閃爍的小亮點查看乘客國籍的分佈，提供個性化服務。
飛機設備視圖
點擊飛機設備視圖，飛機透明遮罩自動去除，點擊內部設備可顯示設備名稱和用途。運用圖撲軟件 HT 虛擬仿真技術，按照實際飛機外觀，製作飛機的 3D 可視化仿真互動模型，在保持與實際飛機完全一致的前提下致力於展現高精度的模型，通過實時數據驅動掌握航班數據。
設備自檢
設備數據監控是事中監督，設備自檢是事前提醒。圖撲民航可視化界面的 2D 面板滾動顯示當前時間的安全系統狀態，加入智能預警分析功能，一旦系統數據超過既定閾值，將在列表內對信息進行標紅處理，維修人員需及時檢查設備的健康狀態。
飛機系統展示
飛行管理系統（FMS）可實現飛行任務的自動化。機載健康管理系統（AHMS）包括飛機健康狀態監測、診斷、評估等。大氣慣導系統（ADIRSP）測量飛機的位置、速度、航跡、風向/風速、姿態等。信息系統（IS）提供飛行信息、維護信息、客艙信息和運營信息服務。綜合模塊化平臺（IMA）是以核心計算、RTOS 和機載網絡爲基礎，支持系統互聯和數據互通。通信系統（CNS）主要用途是使飛機在飛行的各階段中和地面的航行管制人員、籤派、維修等相關人員保持雙向的語音和信號聯繫。顯示系統（CDS）指向飛行員提供最優化情景意識的綜合監控和駕駛艙顯示控制系統的設備。
將飛機系統通過圖撲可視化與智慧機場系統結合進行精細化的飛行管理。
圖撲智慧機場依託飛行區全域目標精確時空感知、泛在互聯，構建“態勢一張圖”，實現全要素可視；通過多維數據匯聚融合、推理決策知識圖譜，實現全流程可測；通過互聯互通、智能協同，實現全場景可控；搶抓數字化轉型先機。
航空活動是交通運輸的一個組成部門，與鐵路、公路、水路和管道運輸共同組成了國家的交通系統。對於水路運輸的綠色數字化轉型，也可運用 Hightopo 可視化產品，解決傳統碼頭和船舶能耗高、成本高、污染大等問題。
發動機
飛機動力裝置是用來產生拉力（螺旋槳飛機）或推力（噴氣式飛機），使飛機前進的裝置。在現代飛機中除超音速飛機和高亞音速幹線客機外，螺旋槳飛機仍佔有重要地位。以 TRENT 900 規格發動機爲例，通過剖面、氣流、拆分、復位 4 種方式進行發動機的全方位展示。TRENT 900 渦扇發動機即渦輪風扇發動機，由壓氣機、燃燒室、高壓渦輪（驅動壓氣機）、低壓渦輪（驅動風扇）和排氣系統組成。
剖面圖顯示高壓渦輪葉片功率，在 Trent 900 發動機上有 70 個高壓渦輪葉片，每一個都能產生近 600 千瓦時的功率。通過圖撲可視化的 2D 面板和圖表的數據綁定，採用折線圖顯示壓力和溫度變化情況。
氣流頁面展示了不同類型渦輪噴氣發動機的推進效率，入口氣流數值，氣動負荷、熱負荷、離心負荷等指數，以紅色箭頭和綠色箭頭區分進出氣流。
Hightopo 以設備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、超塑成形寬弦扇等。拆分後的發動機，能逐個查看每個細微的零件。通過接入零部件的物聯網數據，查看設備各部件當前狀態，實現從宏觀到微觀的全局監控可視化。
復位狀態可查看推力、總壓力比、入口質量流、風扇直徑、長度、重量、等級扇、8 級中壓壓縮機（IPC）、6 級中壓壓縮機（HPC）、環形燃燒室、涵道比的數據。涵道比是渦扇發動機外涵道與內涵道空氣流量的比值，涵道比與耗油率關係密切。
圖撲軟件採用事件機制進行界面局部更新，避免 FPS 的遊戲方式，過多進行無意義的界面刷新，避免桌面卡頓和手機發燙等問題。
駕駛艙
飛機操縱系統是指從座艙中飛行員駕駛杆（盤）到水平尾翼、副翼、方向舵等操縱面，用來傳遞飛行員操縱指令，改變飛行狀態的整個系統。飛機駕駛艙內一般安裝有各類飛行儀表和飛機控制系統。
模式控制面板（MCP）是指示自動駕駛裝置進行路線、高度、上升下降率和速度等的設備。主飛行顯示器（PFD）包括姿態指示器，空氣速度和高度指示器（通常作爲磁帶顯示器）的數字化表示和垂直速度指示器等。在圖撲可視化系統內點擊顯示器可彈出 2D 面板顯示執飛飛機的飛行信息。
發動機指示和機組警告（EICAS/ECAM）將允許飛行員監視值 N1，N2 和 N3，燃油溫度，電氣系統等。飛行管理系統（FMS）用於輸入和檢查飛行計劃，速度控制等。多功能顯示器（MFD）提供了可視區域，可用於飛行信息集成，發動機監控，飛行參數配置。導航顯示（ND）顯示着當前的航向信息和輸入飛行管理系統（FMC）的指令。
航空導航的應用能夠給空中運行的航空器提供連續的安全可靠的技術服務，六十年代具備自主導航能力的 INS（慣性導航系統）應用於航空領域。其可以進行航空器的三維方面的顯示（位置、速度），還能提供航向姿態等重要信息。
航空運輸在運輸量方面和其他運輸方式比是較少的，我國大宗貨物的運輸方式乃是水路運輸。伴隨着現代信息技術、物聯網技術、人工智能科技等先進技術與傳統水路運輸在安全監管、運行服務、船舶管理、港口服務等方面深度融合，讓智慧運輸成爲現實。將圖撲軟件與 GIS 地圖結合，根據經緯度信息、水下地形、水流流態、風速風向等環境要素，構造點-線-面一體的三維動態航行地理環境，爲航運安全加保障。
HT for Web GIS 產品支持對不同地圖瓦片服務或數據、航拍傾斜攝影實景的 3DTiles 格式數據以及城市建築羣等不同的 GIS 數據的加載，同時，結合 BIM 數據輕量化、三維視頻融合以及 2D 和 3D 的無縫融合等技術優勢，在 GIS 系統中對海量的 POI 數據、交通流量數據、規劃數據，現狀數據等進行多樣化的可視化展示。
現在，飛機的設計基本採用了全數字化的“玻璃座艙”，將 GPS 接收器整合進玻璃駕駛艙之中。傳統的陀螺儀也被電子式的航向姿態基準系統（AHRS）與大氣數據計算機（ADC）所取代，在增加可靠性的同時也降低了成本、簡化了維護。
玻璃駕駛艙使用飛行管理系統顯示飛行信息，並通過多功能顯示器按需展現不同數據。簡化飛行員對飛機的操縱與導航，使飛行員能專注於最相關的信息。結合大數據、雲計算等技術實現通用航空行業的數字化、綠色化飛行。
“十三五”以來，通用航空與運輸航空“兩翼齊飛”，以低空旅遊、娛樂飛行等爲代表的新興業態蓬勃發展，無人機應用範圍和領域也不斷擴大。
“十三五”末，中國民航燃效水平較 2000 年提升近 30%，累計減少二氧化碳排放約 3.6 億噸；中國機場電氣化率近 60%，場內新能源車輛佔比達到 16%，飛機 APU 替代設備安裝率、使用率均超過 95%，機場光伏項目年發電量超 2000 萬千瓦時。
隨着碳達峯和碳中和目標的提出，不止民航在減碳，交通產業與數字技術深度融合後也進行了諸多減碳嘗試。聚焦車聯網、飛聯網、智慧港航等應用領域，開展了智能駕駛、智慧機場等多個智慧交通的行業探索。
更多行業應用實例可以參考圖撲軟件官網案例鏈接：https://www.hightopo.com/demos/index.html