民航数字孪生应用行业市场需求与投资规划

民航数字孪生应用行业市场需求与投资规划数字孪生行业前景目前全球数字孪生行业巨头公司有西门子、PTC、达索、GE、百度、谷歌、腾讯等，国内数字孪生主要以概念企业为主，以能科股份、东方国信、天夏智慧、延华智能、赛摩电气为代表的国内公司纷纷布局，国内公司尚处于起步阶段，预计随着落地项目持续增长，国内数字孪生产业有望诞生龙头企业。数字孪生是5G赋能产业链上的重要一环，作为5G衍生应用，可以加速物联网成型和物联网设备数字化，与5G三大场景之一的万物互联需求强耦合。在未来的5G时代，随着新一代信息技术与实体经济的加速融合，工业数字化、网络化、智能化演进趋势日益明显，将催生一批制造业数字化转型新模式、新业态，数字孪生日趋成为产业各界研究热点，未来发展前景广阔。随着数字经济发展浪潮，大多巨头企业纷纷加入数字化转型大军，国内外也把数字孪生定义为未来发展的关键战略。中国数字孪生行业产业链数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程。数字孪生可应用于工业生产、智慧城市、大数据医疗等领域。民航行业发展现状近年来，我国民航业发展迅速并且已经取得了举世瞩目的成绩。2019年全年我国定期航班线已经突破5000条；全年旅客吞吐量超过13亿人次;货邮吞吐量达到1710万吨。截止2019年，我国航空运输规模已连续15年位居世界第二。北京首都机场、上海浦东机场和广州白云机场的旅客量和货物吞吐量已经挤进全球航空运输量排名TOP20的榜单。北京首都机场旅客吞吐量突破1亿人次，全球排名第二；上海浦东机场货邮吞吐量达到363．4万吨，全球排名第三。2020年，新冠肺炎疫情给民航业造成巨大冲击，全行业明确了保安全运行、保应急运输、保风险可控、保精细施策的防控工作要求，准确把握疫情形势变化，科学决策，创造性应对，因时因势精准施策，统筹推进疫情防控和安全发展，中国民航在全球率先触底反弹，国内航空运输市场成为全球恢复最快、运行最好的航空市场。2021年我国民用运输机场完成旅客吞吐量90，748．3万人次，比上年增长5．9%，恢复到2019年的67．1%。分航线看，国内航线完成90，443．2万人次，比上年增长7．6%，恢复到2019年的74．6%。完成货邮吞吐量1782．8万吨，比上年增长10．9%，恢复到2019年的104．3%。分航线看，国内航线完成979．4万吨，比上年增长3．4%，恢复到2019年的92．0%。国际航线完成803．4万吨，比上年增长21．7%，恢复到2019年的124．4%。2021年，年旅客吞吐量1000万人次以上的运输机场有29个，较2020年净增加2个（新增长春龙嘉机场和大连周水子机场）。庞大的机场运输规模对机场的运行效率、运输服务等方面提出了更高的要求。如果继续沿用过去传统的机场运行模式，未来我国机场将会面临着巨大的挑战。因此，我国提出了要加快机场智慧化建设，打造具有国际竞争力的智慧机场。数字孪生城市架构数字孪生城市的典型应用有城市空间现状可视化、规划方案模拟分析、用地指标过程管控、智慧工地监管、社区风格管理、产业网区运营、生态空间治理。数字孪生城市通过对物理世界的人、物、事件等所有要素数字化，在网络空间再造一个与之对应的虚拟世界，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。数字孪生城市不仅赋予了城市政府全局规划和实时治理能力，更带给所有市民能感受到的品质生活体验。数字孪生城市执行快速的假设分析和虚拟规划，可迅速摸清城市家底，把握城市运行脉搏；在规划前期和建设早期了解城市特性、评估规划影响，避免在不切实际的规划设计上浪费时间，防止在验证阶段重新进行设计，以更少的成本、更快的速度，推动创新技术支撑智慧城市顶层设计落地。实现智慧城市建设协同创新。数字孪生城市关注城乡居民出行轨迹、收入水准、家庭结构、日常消费等，对相关数据进行动态监测，并纳入模型，实现协同计算。同时，通过在信息空间上预测人口结构和迁徙轨迹、推演未来的设施布局、评估商业项目影响等。优化智慧城市建设并评估其成效，辅助政府在信息化、智慧化建设中的科学决策，避免走弯路或重复、低效建设。对于践踏草坪、非机动车占用机动车道、非机动车逆行等行为，在线推送到城市监督部门曝光，有效地起到警示作用，提升全民文明风气。智慧城市建设发展已近十年，至今却无一个城市自我标榜已建成了智慧城市。事实上，智慧城市面临技术和非技术两大瓶颈难以突破，可谓举步维艰。基于物联网、大数据、人工智能、区块链、量子通信等技术的原始创新极度缺乏，未出现杀手级应用，各功能模块有机融合的ONEICT架构未能实现，造成创新只停留在表面，城市运行和治理的水平有量的提升，但没有质的改变。近日，由工信部牵头编写的2020年《数字孪生应用白皮书》正式发布，重点介绍了数字孪生技术在智慧制造、智慧城市、智慧交通、智慧能源、智慧建筑、智慧健康6个领域的应用和发展。数字孪生技术在环保领域的应用，通常作为生态环境治理包括智慧城市建设中。中国以智慧城市和新基建为代表的建设模式虽然起步较晚，但爆发速度前所未有。目前全球近1000个提出智慧化发展的城市中，有近500个中国城市，占全球数量的48%。根据《智慧城市行业与市场调研报告》，2019年中国新型智慧城市规模超过9000亿元，未来几年将保持较快速度增长，预计到2023年市场规模将超过1．3万亿元。中国城市智慧化中安全综治占比最大，占了37%；其次是慧园区、智慧交通，各占17%；智慧校园占6%；城市级平台占了3%；服务机器人占1%。数字孪生行业壁垒（一）数字孪生品牌壁垒机场数字孪生平台及应用可为机场规划、机场建设、机场维护、机场安全管理提供专业地理信息、实时定位、全生命周期管理等服务，因此其系统的安全性、精准性和稳定性尤为重要，更高的品牌知名度意味着更加成熟的产品和更为完善的服务体系，过往成功案例和品牌影响力对于机场方购买决策影响较大。而树立一个一流品牌又需要长期的资金、技术投入和积累，并反复接受市场考验。因此，新进入者很难快速建立并维持稳定的业务渠道。（二）数字孪生人才壁垒数字孪生软件及应用，对专业技术人才的要求高。要求软件开发人员既能综合运用时空数据、BIM、物联网、云计算、模拟仿真、人工智能等技术，还能针对特定场景进行独有的特征定制研发，一般企业很难同时具备技术。同时，机场、航司、水利等重要设施环境的位置定位精准性要求非常高，但实际上的地理形态差别比较大，信号传输的稳定性又比较容易受到气候和周围电磁场的影响，这对软件开发团队的技术实力要求比较高。若依靠自身研究开发，需要较长时间的积累，并需要对核心技术的研发进行大规模、长时间的持续投入，因此形成了人才壁垒。（三）数字孪生技术壁垒作为知识密集型行业，需满足不同学科的交叉融合和重点基础设施不断发展更新的需要，技术壁垒较高。机场、水利等基础设施建设需求多样性进一步加大了产品开发的技术难度和创新要求。同时，由于人们对飞机出行普遍具有较高的时效性要求，但涉及公共交通安全，如何在客户对时间紧迫性的要求和确保出行安全上作出权衡是机场建设中面对的一个非常棘手的问题，因此机场数字孪生平台及应用对稳定性和安全性要求也相对较高。产品成熟度、系统完善性、定制开发效率、系统可扩展性与技术服务水平作为客户购买的重要考虑因素，也使得拥有全面成熟的产品体系和领先研发技术的服务厂商在该领域内具有明显的竞争优势，也对潜在的市场进入者形成较高的技术壁垒。民航行业发展趋势（一）民航发展趋势民航局发布的《十四五民用航空发展规划》，民用机场数量要从2020年的580个增长至2025年的770个；从旅客运输量看，预计将从2020年的4．2亿增长到2025年的9．3亿，累计增长超过一倍以上，年均增长率将达17．2%。（二）民航智慧化发展趋势环境生态绿色和谐，充分体现新时代高质量发展要求的机场。其中要以智慧为引领，通过智慧化手段加快推动平安、绿色、人文目标的实现，由巩固硬实力逐步转向提升软实力。智慧机场建设在四型机场中处于引领地位，是民航业近一段时期以及未来的重点发展方向，也是机场发展的必然趋势。智慧机场主要运用地理信息、三维建模、物联网、大数据、移动互联网等新一代信息技术，全面覆盖机场空侧、航站楼、陆侧区域，高度集成信息感知、传输、处理各个环节，实现对建筑、航班、车辆、旅客精细化、协同化、可视化、智能化的运行与管理，建立功能更加完善、更加安全高效的机场。智慧机场除了为机场管理方提供及时、准确、有效的信息服务以外，也能为为空中交通管制、机场驻场单位、机场客户等第三方提供服务。自2017年加快推进民航基础设施建设并正式提出智慧机场概念以来，我国机场新建、扩建持续增速，信息化需求明显提升。随着民用航空进入十四五规划时期，将全面开启智慧民航新征程