基于图扑 HT 引擎:数字孪生民航飞联网方案

    科创经济 朗峰江湖 2026-02-16 4726 次浏览

    图扑基于 HTML5 自主研发 2D、3D 图形渲染引擎,依托 WebGL、Canvas 技术栈打造纯前端可视化插件 HT for Web。该插件支持轻量化三维模型导入加载,可完成界面渲染、组件联动与动态效果呈现,能够搭建标准化、可交互的可视化管控界面,为工业互联网监控运维场景提供一体化前端可视化实现方案。

    核心技术架构设计

    引擎底层支撑

    HT for Web 引擎基于 WebGL 实现高性能 3D 图形渲染,同时兼容 Canvas 完成 2D 面板绘制,可在浏览器端流畅承载大规模模型与数据交互。通过轻量化建模工具完成飞机、机场等模型构建,导出后接入 HT 引擎,实现 2D 与 3D 场景无缝融合。

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    数据接入与交互

    采用 WebSocket 协议实现飞机飞行数据、设备状态数据的实时传输,保障塔台与执飞机型的数据同步;通过 HTTP 协议对接售票系统、货舱管理系统等静态数据,支撑多维度信息展示。利用 JavaScript 脚本调用 HT API,将接入数据与可视化组件绑定,实现数据驱动的界面动态更新。

    物联网通信优化

    基于 α-link 技术构建新一代航空物联网通信架构,突破传统蓝牙技术在大规模设备部署中的局限。通过高容量连接与全双工通信模式,实现飞机设备、机场设施的万物互联,为精准监控与智能决策提供低延迟、高可靠的数据传输支撑。

    关键功能技术实现

    飞机机型可视化展示

    模型加载与呈现:针对民航飞联网可视化场景,可选取空客 A380、波音 787、波音 727 三种典型机型,通过专业建模工具完成轻量化处理,优化模型面数、压缩纹理资源以降低渲染负载,导出适配格式后接入 HT for Web 引擎,完成 3D 模型全量加载。依托 HT 自带的管道渲染、相机控制及动画能力,实现机型 360° 全景漫游展示,清晰呈现机身结构与细节特征,为后续可视化管控奠定基础。

    交互逻辑设计:为机型绑定点击事件,触发侧边栏弹窗展示客机历史、引擎参数等信息;通过渐变小三角按钮的交互绑定,实现简介内容的展开与收起,提升用户操作体验。

    气动参数可视化:将机翼几何参数、气动布局数据接入 2D 面板,结合 HT 图表组件实现数据的可视化呈现,辅助地面人员分析机型空气动力学特性。

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    飞行状态监控与预警

    实时数据监控:对接飞机飞行管理系统,获取翼展、载油量、干扰阻力等核心数据,将数据实时映射到 3D 模型与 2D 面板对应位置。例如在载油量监控模块,区分最大载油量、最低载油量、起飞油量三类指标,以数字与进度条结合的形式展示。

    干扰阻力预警机制:在系统中预设干扰阻力安全阈值,通过 JavaScript 脚本实时比对接入数据。当阻力数值超过阈值时,调用相关 API,触发红色三角警示图标显示,并推送预警信息至塔台指挥终端,实现事前风险预警。

    历史数据追溯:将飞行状态数据持久化存储,结合 HT 时间轴组件,支持按时间段回溯飞行数据,为飞行事故复盘与飞机设计优化提供数据支撑。

    货舱与客舱智能化管理

    货舱数据可视化:接入货舱重量、容积、舱门尺寸、地板承受力等限制参数,以百分比形式展示货舱满载率;针对一般货物、化学品、生鲜物品等不同品类,通过 HT 图标与颜色区分功能实现分类展示。利用物联网传感器采集货舱温湿度、火情数据,触发异常时启动预警流程,实现货舱无人监控。

    客舱精细化管控:拆分 A380 双层客舱与行李舱 3D 模型,通过交互操作实现舱内结构及设施的可视化下钻展示;对接售票系统数据,采用红、绿、蓝三色分别标识不可选座位、可选座位、VIP 座位,支持剩余座位数据实时更新,助力提升航班上客率。

    乘客信息管理:整合乘客体温、会员级别、登记号码等数据,通过 HT 热力图组件展示客舱体温分布,高亮显示高体温乘客位置;基于乘客国籍分布数据,在全球地图组件上以闪烁亮点形式呈现,支撑个性化服务决策。

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    飞机设备与系统运维可视化

    设备三维拆解与查看:针对 Trent 900 涡扇发动机等核心设备,依托动画及相关渲染能力实现部件拆解展示,直观呈现空心结构风扇叶片、钛合金蜂窝芯等零部件形态。为每个零部件绑定点击事件,触发弹窗显示部件名称、功能及实时状态数据。

    系统状态监控:整合飞行管理系统(FMS)、机载健康管理系统(AHMS)等七大核心系统数据,通过 2D 面板分类展示系统运行参数。利用 HT 列表组件滚动显示安全系统状态,设置数据阈值判断逻辑,当参数超标时自动标红,提醒维修人员及时处理。

    驾驶舱模拟交互:还原驾驶舱模式控制面板(MCP)、主飞行显示器(PFD)等设备布局,通过 HT 交互相关 API 模拟设备操作逻辑。点击显示器可弹出 2D 面板,展示飞行计划、速度控制等详细数据,实现驾驶舱状态的可视化监控。

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    绿色民航技术支撑

    油耗与碳排放管控:对接飞机燃油消耗数据,结合《“十四五” 民航绿色发展专项规划》要求,通过 HT 折线图组件展示油耗变化趋势。基于数据分析优化燃油装载策略,使实际燃料消耗接近理论最小值,降低民航碳排放。

    多运输方式协同可视化:将 HT 引擎与 GIS 地图技术结合,构建涵盖航空、水路、公路的多式联运可视化平台。针对水路运输场景,接入码头、船舶能耗数据,实现能耗监测与污染排放管控,助力交通产业绿色数字化转型。

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    技术应用价值与拓展

    基于 HT 引擎构建的数字孪生民航飞联网平台,实现了飞机从设计、运行到运维的全生命周期可视化管控。通过多源数据融合与智能分析,为塔台指挥提供精准决策依据,有效降低航空事故发生率;同时以数字化手段支撑民航绿色发展,助力实现碳达峰、碳中和目标。未来可进一步拓展至无人机监测、智慧机场全域管控等场景,结合人工智能算法实现故障智能诊断与预测性维护,推动智慧民航新业态的持续升级。

    审核编辑 黄宇