簡(jiǎn)介
本文編譯了美國(guó)Transport and Telecommunication Institute協(xié)會(huì)發(fā)布的有關(guān)數(shù)字孿生技術(shù)用于機(jī)場(chǎng)交通管制構(gòu)想的論文，作者使用數(shù)字孿生（Digital Twin）技術(shù)作為測(cè)試平臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，使用特殊的仿真模型對(duì)車輛空間特性方面數(shù)據(jù)流進(jìn)行仿真，旨在為機(jī)場(chǎng)集中交通管制提供解決方案。試驗(yàn)假定在使用數(shù)字孿生的早期階段，管制系統(tǒng)的角色可以由具備交通管制技能的用戶來(lái)執(zhí)行，用戶決策可存儲(chǔ)在數(shù)字孿生的內(nèi)存中，以后將基于機(jī)器學(xué)習(xí)來(lái)訓(xùn)練管制系統(tǒng)。
1、引言
任何機(jī)場(chǎng)都有兩種交通工具，分別為飛機(jī)（AC）和地面車輛（GV）。飛機(jī)著陸后朝著停機(jī)區(qū)移動(dòng)，或向跑道移動(dòng)準(zhǔn)備起飛。包括服務(wù)車輛、客車、油罐車在內(nèi)的地面車輛，在飛機(jī)停機(jī)坪和各種機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施之間移動(dòng)。通常，飛機(jī)和地面車輛的移動(dòng)路線通過(guò)機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相互分隔飛機(jī)的移動(dòng)路線設(shè)置為滑行道形式，而地面車輛的移動(dòng)路線設(shè)置為單行道或雙行道形式。但這兩種類型的運(yùn)輸路線總是會(huì)有有交叉區(qū)域。地面運(yùn)輸系統(tǒng)具有很高的安全性和容量要求，但依賴于飛機(jī)的地面處理時(shí)間。在大型機(jī)場(chǎng)，調(diào)度員在管制塔臺(tái)進(jìn)行地面行動(dòng)管制，通常使用常規(guī)的無(wú)線電通信方式與參與者進(jìn)行通信。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）發(fā)布的《愿景2050》報(bào)告指出，在不久的將來(lái)，將通過(guò)自動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)場(chǎng)的地面行動(dòng)管制。集中管制系統(tǒng)將向運(yùn)輸過(guò)程的參與者發(fā)送單獨(dú)指令，而地面車輛既可以屬于人類駕駛車輛（HDV），也可以屬于無(wú)人地面車輛（UGV）。
集中管制系統(tǒng)在能夠訪問(wèn)有關(guān)車輛/飛機(jī)地理位置和狀態(tài)的數(shù)據(jù)的情況下，才能分析機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)的當(dāng)前狀況?？梢詮臋C(jī)場(chǎng)場(chǎng)面活動(dòng)監(jiān)視雷達(dá)（SMR）和車輛/飛機(jī)的車載/機(jī)載系統(tǒng)實(shí)時(shí)接收坐標(biāo)（x，y）形式的空間數(shù)據(jù)。車輛/飛機(jī)狀態(tài)（目的地、路線、優(yōu)先級(jí)等）相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源于調(diào)度系統(tǒng)。
如今，不斷發(fā)展的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)信息模型被稱為“數(shù)字孿生”?？梢酝茰y(cè)，機(jī)場(chǎng)集中地面行動(dòng)管制系統(tǒng)的信息庫(kù)將以數(shù)字孿生模式運(yùn)行，管制系統(tǒng)也將利用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)方法。通過(guò)這些方式來(lái)實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)管制。這種管制系統(tǒng)的顯著特征是能夠分析和說(shuō)明來(lái)自車輛/飛機(jī)的密集數(shù)據(jù)流，從而識(shí)別出需要管制系統(tǒng)參與的情況。
只有使用數(shù)字孿生模型才能生成與機(jī)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)輸系統(tǒng)的測(cè)量數(shù)據(jù)類似的數(shù)據(jù)流。這些綜合數(shù)據(jù)對(duì)于進(jìn)一步訓(xùn)練基于機(jī)器學(xué)習(xí)的集中管制系統(tǒng)是必不可少的。真正的“數(shù)字孿生”是一種信息模型，能連接到機(jī)場(chǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)流。需要使用數(shù)字孿生模型來(lái)訓(xùn)練集中管制系統(tǒng)。這種模型必須基于測(cè)量數(shù)據(jù)流，與在實(shí)際機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)中觀察到的數(shù)據(jù)流類似。本文中，此類信息流是使用機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸系統(tǒng)的仿真模型生成的。由于本文演示的數(shù)字孿生并不是真實(shí)的，因此也可以稱為模型，但相對(duì)于仿真模型，它又經(jīng)過(guò)充分訓(xùn)練。
本文討論了數(shù)字孿生如何使系統(tǒng)從虛擬副本中學(xué)習(xí)，直至其獲得足夠的“技能”來(lái)處理真實(shí)的物理實(shí)體。作者使用了一種特殊的仿真模型來(lái)生成數(shù)據(jù)流，支持?jǐn)?shù)字孿生的存在，以顯示需要集中管制系統(tǒng)參與的場(chǎng)景和情況。
2、相關(guān)工作
數(shù)字孿生的概念可以追溯到2005年，相關(guān)學(xué)者Grieves將其定義為一個(gè)系統(tǒng)、流程、工作流或服務(wù)的動(dòng)態(tài)虛擬副本。美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）和美國(guó)空軍的研究人員將數(shù)字孿生描述為對(duì)任何物理實(shí)體（物理孿生）開發(fā)的集成多物理量、多尺度、概率性仿真，從而反映其生命周期。這一概念也稱為“設(shè)備影子（device shadow）”和“數(shù)字化身（digital avatar）”。
由于數(shù)字孿生連接了虛擬和物理環(huán)境，因此這一概念在物聯(lián)網(wǎng)（IoT）技術(shù)的推動(dòng)下得到了進(jìn)一步發(fā)展。物理環(huán)境通常包括物理系統(tǒng)、交互對(duì)象（例如車輛/飛機(jī)）、傳感器和通信接口。與物理系統(tǒng)有關(guān)的所有傳感器數(shù)據(jù)都以在線模式傳輸?shù)綌?shù)字孿生中。在這方面，數(shù)字孿生成為物理系統(tǒng)的精確和實(shí)際表現(xiàn)方式。此外，借助物聯(lián)網(wǎng)提供的GPS等數(shù)據(jù)，可以在數(shù)字孿生中反映系統(tǒng)性能，并利用該信息對(duì)相應(yīng)的物理實(shí)體進(jìn)行預(yù)測(cè)。數(shù)字孿有利于系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
盡管大多數(shù)數(shù)字孿生都會(huì)選擇復(fù)制規(guī)模相對(duì)較小的系統(tǒng)，例如飛機(jī)機(jī)身、雷達(dá)和飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，但仍有一些研究嘗試將這一概念應(yīng)用于規(guī)模更大、復(fù)雜性更高的系統(tǒng)。例如，Hussein等研究人員開發(fā)了一種信息物理系統(tǒng)的模型，該模型可模擬機(jī)場(chǎng)中人與設(shè)備之間的基本交互。此外，近期還有研究提出一種閉環(huán)式動(dòng)態(tài)航空貨運(yùn)裝卸系統(tǒng)數(shù)字孿生，可用于監(jiān)視、管制和優(yōu)化裝卸站的運(yùn)行。
部分大型機(jī)場(chǎng)研究中心和管理委員會(huì)也打算在互聯(lián)網(wǎng)上公開將數(shù)字孿生概念用于監(jiān)視和管制機(jī)場(chǎng)流程的報(bào)告。
SITA公司發(fā)布報(bào)告稱需要5到10年的時(shí)間才能為美國(guó)的機(jī)場(chǎng)開發(fā)出一套完整的數(shù)字孿生。“數(shù)字孿生”的概念已經(jīng)應(yīng)用于哥本哈根機(jī)場(chǎng)的某些管理決策。香港國(guó)際機(jī)場(chǎng)也認(rèn)可了數(shù)字孿生的概念。此外，與中國(guó)民航科學(xué)技術(shù)研究院合作的一家大型信息技術(shù)公司51WORLD，正計(jì)劃在中國(guó)的主要機(jī)場(chǎng)部署“數(shù)字孿生”。
3、使用仿真模型作為構(gòu)建數(shù)字孿生的基礎(chǔ)
本文提出了一個(gè)通用仿真程序——地面交通場(chǎng)景仿真（GTSS），以顯示機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中的流程。使用GTSS程序構(gòu)建的模型在離散時(shí)間計(jì)數(shù)“時(shí)間增量（delta T）”和離散化2D機(jī)場(chǎng)空間（以基于柵格的空間形式）方面具有優(yōu)勢(shì)。在這種情況下，使用（x，y）坐標(biāo)在連續(xù)空間中顯示車輛/飛機(jī)的位置，并使用具有坐標(biāo)（i，j）的離散空間單元來(lái)標(biāo)記機(jī)場(chǎng)布局運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)部分。該程序是使用VBA編程語(yǔ)言開發(fā)的，并支持在MS Excel環(huán)境中對(duì)模型進(jìn)行開發(fā)和處理。這種解決方案的主要優(yōu)勢(shì)是針對(duì)所有數(shù)據(jù)類型的實(shí)用性，包括初始數(shù)據(jù)、所有模型元素的當(dāng)前狀態(tài)參數(shù)以及仿真結(jié)果。用戶可分析GTSS程序的動(dòng)畫工具所提供的視覺信息（請(qǐng)參見圖1）。
圖1使用GTSS程序模擬特定場(chǎng)景
GTSS程序的主要特征在于并不針對(duì)隨機(jī)車輛/飛機(jī)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)建模，而僅適用于在特定場(chǎng)景中描述的車輛。通常，該場(chǎng)景的持續(xù)時(shí)間約為5-15分鐘，并允許潛在用戶詳細(xì)描述在仿真時(shí)間內(nèi)有哪些交通工具（飛機(jī)和地面車輛）參與交通。對(duì)于每種交通工具，指定其出現(xiàn)在機(jī)場(chǎng)仿真區(qū)域中的時(shí)刻、建議路線和一定數(shù)量的中間停車點(diǎn)。在模型中實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景的目標(biāo)是對(duì)緊急情況進(jìn)行仿真，而在這種情況下，有必要激活集中管制系統(tǒng)。
通常，特殊場(chǎng)景的發(fā)生與某個(gè)特定事件相關(guān)聯(lián)，可以同時(shí)向管制系統(tǒng)和所有道路使用者通知該事件的相關(guān)信息。例如，在沿地面車輛路線的其中一個(gè)路段中出現(xiàn)障礙物，這種障礙物以紅色“x”表示（圖1）。也可能是某一車輛/飛機(jī)出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中，該車輛/飛機(jī)應(yīng)在最短時(shí)間內(nèi)到達(dá)其目的地?；蛘呤浅霈F(xiàn)某一故障車輛/飛機(jī)的情況。緊急情況由特定事件引起，但在傳輸網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程中也可能會(huì)發(fā)生緊急情況。可以以某些路段上車輛/飛機(jī)出現(xiàn)擁堵的情況為例。需要注意的是，諸如保持車輛/飛機(jī)之間的距離或避免與障礙物發(fā)生碰撞等功能是由車輛/飛機(jī)的車載/機(jī)載管制系統(tǒng)管理的。只有當(dāng)這種系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，上述功能才由集中管制系統(tǒng)接管。
運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)每次發(fā)生緊急情況時(shí)都需要做出與兩項(xiàng)任務(wù)相關(guān)的管理決策：a）識(shí)別應(yīng)向其發(fā)送有關(guān)路線變更信息指令的交通參與者，以及b）為識(shí)別出的每個(gè)交通參與者重新制定一條新路線。
在當(dāng)前設(shè)置中，當(dāng)自動(dòng)集中管制系統(tǒng)無(wú)法使用時(shí)，假定這些功能由模型用戶執(zhí)行。模型用戶感知有關(guān)車輛/飛機(jī)位置的視覺信息，并接收與狀態(tài)相關(guān)的其他信息，GTSS程序?qū)⒁员砀裥问教峁┻@些信息。用戶首先努力解決任務(wù)a和b，然后將決策結(jié)果以修改后場(chǎng)景的形式輸入模型中并恢復(fù)模型。
本文所提出的數(shù)字孿生的關(guān)鍵組成是兩種協(xié)議類型（事件協(xié)議和狀態(tài)協(xié)議）。這些協(xié)議類型是由GTSS程序自動(dòng)創(chuàng)建的。在一些文獻(xiàn)中，事件協(xié)議也稱為跟蹤或記錄文件。以此類協(xié)議的形式記錄場(chǎng)景情況，在面臨緊急情況時(shí)，做出決策之前和之后都需要通過(guò)模型進(jìn)行演示。這兩種協(xié)議的主要內(nèi)容如圖2所示。圖2顯示了來(lái)自GV2_2、GV2_3和AC2_1共3個(gè)交通參與者的消息。事件協(xié)議對(duì)應(yīng)于信息收集的異步模式。這樣，來(lái)自車載/機(jī)載系統(tǒng)上用于確定交通工具位置的數(shù)據(jù)可以在隨機(jī)時(shí)間獲取。實(shí)際系統(tǒng)中的狀態(tài)協(xié)議以同步信息收集模式形成。這樣，機(jī)場(chǎng)交通工具的坐標(biāo)就被綁定到與機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面活動(dòng)監(jiān)視雷達(dá)的最后一個(gè)循環(huán)相對(duì)應(yīng)的特定時(shí)刻。如果測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)自使用“時(shí)間增量”原理的仿真模型，則也可以將其表示為狀態(tài)協(xié)議。狀態(tài)協(xié)議的存在是運(yùn)行調(diào)度程序的前提條件，而該調(diào)度程序?qū)⒎治雠c特定時(shí)間點(diǎn)綁定的運(yùn)輸系統(tǒng)中的情況。
圖2狀態(tài)和事件協(xié)議的雙向轉(zhuǎn)換
這兩種協(xié)議類型可以相互轉(zhuǎn)換。狀態(tài)協(xié)議中顯示的固定時(shí)間點(diǎn)數(shù)據(jù)可以通過(guò)事件協(xié)議中數(shù)據(jù)的線性外推獲得。如果任務(wù)需要使用從模型中獲得的數(shù)據(jù)對(duì)事件協(xié)議進(jìn)行建模，則通過(guò)對(duì)狀態(tài)協(xié)議中的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性插值來(lái)確定隨機(jī)時(shí)間點(diǎn)的交通工具坐標(biāo)。
4、數(shù)字孿生的應(yīng)用
本文的研究基于三個(gè)關(guān)鍵組成部分，即仿真模型、數(shù)字孿生和應(yīng)用。仿真模型作為將數(shù)字孿生保持在運(yùn)行模式的數(shù)據(jù)源。數(shù)字孿生是觀察和管制過(guò)程的動(dòng)態(tài)信息模型。應(yīng)用包括使用來(lái)自數(shù)字孿生中累積的數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)程序。無(wú)論是在實(shí)際系統(tǒng)中還是在擬議的機(jī)場(chǎng)運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)仿真模型中，都可以每秒多達(dá)10次的頻率接收車輛/飛機(jī)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。以5-15米/秒的速度，在0.1秒內(nèi)，車輛/飛機(jī)可以達(dá)到0.5-1.5米的距離。對(duì)于集中式機(jī)場(chǎng)交通管制系統(tǒng)而言，這種準(zhǔn)確性已足夠。從事件和狀態(tài)協(xié)議收集的數(shù)據(jù)可以存儲(chǔ)很長(zhǎng)時(shí)間（24小時(shí)之內(nèi)）。本文還考慮了數(shù)字孿生在數(shù)據(jù)說(shuō)明方面的可能應(yīng)用。
在監(jiān)視模式下，用戶以2D或3D動(dòng)畫的形式在屏幕上觀察車輛/飛機(jī)的實(shí)時(shí)位置移動(dòng)。在某些大型機(jī)場(chǎng)用作地面活動(dòng)管制附加工具的機(jī)場(chǎng)場(chǎng)面活動(dòng)監(jiān)視雷達(dá)系統(tǒng)以及基于攝像機(jī)圖像的系統(tǒng)也提供了類似的功能。即使以這種被動(dòng)模式應(yīng)用數(shù)字孿生，也需要對(duì)事件協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。處理的結(jié)果生成了附加數(shù)據(jù)，并將其顯示在狀態(tài)協(xié)議中。為了在顯示屏幕上正確顯示運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，不僅需要知道其參照點(diǎn)的當(dāng)前坐標(biāo)（x，y），而且還要知道運(yùn)動(dòng)方向，甚至是速度。為此，需要對(duì)每種交通工具坐標(biāo)的最后幾個(gè)消息進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。
緊急情況識(shí)別模式會(huì)在發(fā)生緊急情況時(shí)通知用戶。圖1顯示出了這種手動(dòng)管制模式。用戶與GTSS合作，需要時(shí)間來(lái)分別開發(fā)并測(cè)試幾種可能的解決方案，其中的最佳解決方案可以保存下來(lái)，以便將來(lái)對(duì)自動(dòng)管制系統(tǒng)進(jìn)行訓(xùn)練。典型的可識(shí)別情況包括：
1）交通工具聚集和擁堵
該應(yīng)用指定每一車輛/飛機(jī)的位置，并因此確切地知道在運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)路段中有多少車輛/飛機(jī)。在提出的模型中，設(shè)置了用于地面車輛運(yùn)動(dòng)的150個(gè)路段和用于飛機(jī)運(yùn)動(dòng)的71個(gè)路段。對(duì)于每個(gè)路段，長(zhǎng)度是已知的，因此很容易確定擁堵程度。對(duì)于位于該路段的每輛車/每架飛機(jī)，將確定其當(dāng)前速度和平均速度。因此，可以識(shí)別車輛/飛機(jī)緩慢或停止運(yùn)動(dòng)的情況。
2）車輛/飛機(jī)或障礙物之間的危險(xiǎn)距離
對(duì)于飛機(jī)而言，這種管制尤為重要，因?yàn)檫@種緊急情況處理不當(dāng)可能導(dǎo)致極為嚴(yán)重的后果。為了識(shí)別緊急情況，GTSS程序使用特殊方法來(lái)表示受管制區(qū)域（不允許其他車輛/飛機(jī)進(jìn)入）的大型目標(biāo)（飛機(jī)和地面車輛）。為了使這些區(qū)域可視化，必須按下GTSS菜單中的“繪制區(qū)域”按鈕（圖3）。這種管制車輛/飛機(jī)相對(duì)位置的方法比管制多邊形重疊的復(fù)雜條件具有更高的計(jì)算效率。
圖3 GTSS程序中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的管制區(qū)域
3）超速限制
基于事件和狀態(tài)協(xié)議數(shù)據(jù)，有可能識(shí)別到一種情況，例如，飛機(jī)在轉(zhuǎn)彎時(shí)不減速或在接近停機(jī)場(chǎng)時(shí)不進(jìn)入制動(dòng)模式。這可能是飛機(jī)制動(dòng)系統(tǒng)故障引起的問(wèn)題。如果可能發(fā)生飛機(jī)碰撞，則必須緊急更改第二架飛機(jī)甚至兩架飛機(jī)的航跡。
在自動(dòng)集中管制模式中，識(shí)別的緊急情況優(yōu)先級(jí)不同，應(yīng)用程序必須解決上述任務(wù)a和b。即，必須重新計(jì)算受這一情況影響的所有車輛/飛機(jī)的新路線。在緊急情況被認(rèn)定為特定事件的條件下，不應(yīng)解決情況識(shí)別的問(wèn)題。假定可以通過(guò)以下兩種方法解決任務(wù)a和b：
1）基于確定性規(guī)則
例如，這樣的規(guī)則可以采用決策表的形式。規(guī)則可以與兩種類型的緊急情況以及運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中的特定點(diǎn)相關(guān)聯(lián)。對(duì)于任務(wù)a，為受特定情況影響的車輛/飛機(jī)創(chuàng)建多種情境。對(duì)于任務(wù)b，應(yīng)用程序?qū)⒖紤]目標(biāo)的新起點(diǎn)，而該目標(biāo)由于緊急情況已停止運(yùn)動(dòng)，隨后該應(yīng)用程序?qū)⒂?jì)算一條到達(dá)目的地的新路線。
2）應(yīng)用基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法的管制員
這種方法與先前的方法相似，但是解決方案不是基于確定性規(guī)則來(lái)應(yīng)用，而是使用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的機(jī)器學(xué)習(xí)模型（例如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或支持向量機(jī)）來(lái)應(yīng)用。下一章節(jié)將詳細(xì)討論這種用于地面運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)集中管制系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用。
5、數(shù)字孿生和機(jī)器學(xué)習(xí)
機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)字孿生可以通過(guò)3種方式結(jié)合在一起。首先，數(shù)字孿生可以生成用于訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)模型的合成數(shù)據(jù)。其次，數(shù)字孿生可以用作研究新場(chǎng)景中機(jī)器學(xué)習(xí)模型性能的測(cè)試平臺(tái)。最后，數(shù)字孿生可以被視為訓(xùn)練強(qiáng)化學(xué)習(xí)的一種學(xué)習(xí)環(huán)境。
幾乎所有機(jī)器學(xué)習(xí)模型（尤其是最先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型）都需要訓(xùn)練數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)的缺乏可以被認(rèn)為是該種模型的致命弱點(diǎn)。此外，目前最常用的機(jī)器學(xué)習(xí)范式，即監(jiān)督式學(xué)習(xí)，要求對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記。這個(gè)標(biāo)記過(guò)程需要人類參與，這意味著數(shù)據(jù)集的大小以及生成和標(biāo)記的速度存在許多限制。
此外，在絕大多數(shù)情況下，使用類似機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪區(qū)域等復(fù)雜物理實(shí)體進(jìn)行的試驗(yàn)需要花費(fèi)大量時(shí)間和經(jīng)費(fèi)，既存在危險(xiǎn)性又幾乎難以完成。另一方面，有效的數(shù)字孿生可作為合成數(shù)據(jù)的來(lái)源，而合成數(shù)據(jù)未經(jīng)過(guò)處理，在必要時(shí)可以進(jìn)行標(biāo)記。
圖4數(shù)字孿生作為機(jī)場(chǎng)交通管制的決策支持工具
數(shù)字孿生還可以充當(dāng)動(dòng)態(tài)測(cè)試平臺(tái)的角色，即可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行嚴(yán)格的可再現(xiàn)數(shù)值實(shí)驗(yàn)。例如，代替對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行測(cè)試的基于機(jī)器學(xué)習(xí)的交通管制員，可以將其引入數(shù)字孿生中，以便在實(shí)際的在線設(shè)置中進(jìn)行驗(yàn)證。這種方法更有意義，因?yàn)楦纳葡到y(tǒng)的整體性能是增加機(jī)器學(xué)習(xí)組件的主要目標(biāo)。
最后，數(shù)字孿生可以作為學(xué)習(xí)的虛擬動(dòng)態(tài)環(huán)境。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中學(xué)習(xí)可能會(huì)存在人員受傷或財(cái)產(chǎn)損失等風(fēng)險(xiǎn)。此外，由于法律原因，這種試驗(yàn)可能會(huì)受到限制甚至無(wú)法進(jìn)行。相反，數(shù)字孿生是完全可管制的透明模擬環(huán)境。此外，數(shù)字孿生試驗(yàn)可以并行開展，并且比實(shí)時(shí)試驗(yàn)速度更快，這大大加快了學(xué)習(xí)進(jìn)程。
6、結(jié)論
相關(guān)論文描述了數(shù)字孿生與真實(shí)物理對(duì)象之間的多種關(guān)系。在某些情況中，從物理實(shí)體到模型根本沒有直接或甚至是間接的數(shù)據(jù)傳輸。以分批次處理的方式（例如每天一次）進(jìn)行從物理實(shí)體到模型的單向數(shù)據(jù)傳輸，在這種情況下，不是將物理對(duì)象或過(guò)程的純粹信息模型視為“數(shù)字孿生”，而是將數(shù)學(xué)模型視為“數(shù)字孿生”，該數(shù)學(xué)模型使用來(lái)自物理實(shí)體的多種形式的數(shù)據(jù)。
本文研究的新穎之處在于數(shù)字孿生與所考慮的物理實(shí)體（機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)輸系統(tǒng)）之間的持續(xù)關(guān)系。以數(shù)字孿生和應(yīng)用的形式將信息模型明確分離是極為有效的解決方案。因此，數(shù)字孿生可以作為通用信息庫(kù)，用于開發(fā)和測(cè)試機(jī)場(chǎng)地面運(yùn)輸集中管制領(lǐng)域中的各種解決方案。本文的最后一部分證明了進(jìn)一步研究需要與機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用密切關(guān)聯(lián)。
