В статье описан процесс разработки и внедрения в производственную деятельность интерактивной трехмерной модели Международного аэропорта Шереметьево.
Ключевые слова: трехмерная модель, интерактив, виртуальная реальность, симулятор, аэропорт, моделирование.
Развитие аэропортовой инфраструктуры стало одним из ключевых звеньев транспортной стратегии России. Общий объем отечественного пассажиропотока стремительно увеличивается и к 2023 году составит — 103 млн. человек [1]. Чтобы справиться с данной нагрузкой, авиакомпании и аэропорты должны быть готовы к внедрению передовых технологий самообслуживания и совместного принятия решений.
В современных условиях быстроразвивающихся информационно-коммуникационных технологий к числу передовых технологий целесообразно отнести и технологии трехмерного моделирования. Особый интерес представляют исследования и разработки интерактивных программных систем.
Новизна работы заключается в её уникальности, на данный момент в России нет схожей по функционалу и возможностям системы, а поставка зарубежных аналогов сейчас не представляется возможным.
Предметом работы является интерактивная трехмерная модель.
Объектом работы является международный аэропорт Шереметьево.
Результаты работы: разработанный прототип и предложение по внедрению интерактивной трехмерной модели в производственный процесс аэропорта Шереметьево.
Внедрение интерактивной трехмерной модели международного аэропорта Шереметьево способно решить следующие задачи:
— повышение качества работы служб благодаря улучшению оперативного реагирования на отклонения в производственном процессе;
— поиск оптимальных решений размещения воздушных судов на перроне;
— прогноз работы аэропорта при развитии инфраструктуры;
— демонстрация преимущества аэропорта вследствие наглядного показа инфраструктуры и этапов развития;
— использование модели в качестве тренажера для обучения.
Описание разработки интерактивной модели.
Интерактивная 3D модель аэропорта Шереметьево — это компьютерная программа, которая позволит демонстрировать виртуальную модель аэропорта в трех измерениях и даст возможность визуализировать в реальном времени процессы аэропортовой деятельности, а также симулировать производственные и чрезвычайные ситуации.
Трёхмерная графика — раздел компьютерной графики, посвящённый методам создания изображений или видео путём моделирования объектов в трёх измерениях [2].
Интерактивность — это способность информационно-коммуникационной системы, активно и разнообразно реагировать на действия пользователя [3].
Симулятор — имитатор (обычно механический или компьютерный), задача которого состоит в имитации управления каким-либо процессом, аппаратом или транспортным средством [4].
Визуализация — общее название приёмов представления числовой информации или физического явления в виде, удобном для зрительного наблюдения и анализа [5].
Сферы применения:
- Демонстрация. Модель позволит презентовать преимущества аэропорта Шереметьево, наглядно показать инфраструктуру и этапы развития. Места использования — музей аэропорта, выставки, собрания инвесторов и акционеров.
- Моделирование. Моделирование сценариев работы аэропорта в разных условиях при разных режимах работы аэропорта с использованием конвекционного искусственного интеллекта для принятия оптимальных решений на основе опыта и анализа внешних воздействий. Места использования — отделы перспективного планирования и службы определения пропускной способности аэропорта.
- Обучение. Применение в системе обучения позволит — использовать модель в качестве тренажера, проводить тестирование и тренировки по отработке штатных и внештатных ситуаций, а новых сотрудников — познакомить с аэропортом. Место использования — корпоративный университет аэропорта.
- Производственная деятельность. Посредством синхронизации с аэропортовой базой данных модель дает возможность наглядно отображать текущие процессы на перроне аэропорта. Место использования — Центр управления аэропортом.
Основные функции модели:
— перемещение по территории аэропорта с видовой камеры;
— отображение и движение ВС и спец. транспорта на перроне (Рис. 1);
— отображение объектов по слоям;
— отображение объектов по этапам развития;
— моделирование работы аэропорта по сценарию;
— отображение информации об объектах;
— отображение ограничений по аэродрому, закрытие элементов летного поля и перрона;
— оповещение о конфликтных ситуациях, ошибках, тревогах;
— симуляция чрезвычайных и сбойных ситуаций.
Рис. 1. Движение ВС и спец. транспорта на перроне аэропорта Шереметьево
Процесс создания проекта
В процессе создания интерактивной трехмерной модели аэропорта Шереметьево используется каскадный цикл разработки программного обеспечения и состоит из четырех основных этапов: подготовка, проектирование, разработка и поддержка (Рис. 2).
Рис. 2. Процесс создания проекта
Подготовка включает в себя: разработку бизнес-плана для внутреннего использования; сбор и обработку требований к интерактивной модели; предварительное планирование этапов работ, сроков, ресурсов и стоимости [6].
Проектирование включает в себя: получение технического задания, разработка спецификаций и планов проведения работ.
Разработка выключает в себя:
Дизайн системы — получение графических макетов, визуальных форм, разработка интерфейсов, создание индивидуального стиля.
Создание трехмерных моделей —разработка трехмерных изображений объектов, назначение поверхностям моделей текстур и свойств материалов, придание движения объектам, перевод готовой трехмерной сцены в специальный формат в соответствии с используемым программным обеспечением (Рисунок 3).
Рис. 3. Моделирование трехмерной модели аэропорта Шереметьево в системе Autodesk 3ds max
Кодирование — импортирования готовой трехмерной модели аэропорта, написание исходного кода на платформе разработки RT3D-приложений.
Тестирование — проверка интерактивной модели на соответствие всем предъявляемым к ней требованиям.
Демонстрация — представление заказчику готовой части интерактивной модели.
Документирование — передача накопленных знаний пользователям и другим разработчикам.
Поддержка включает в себя:
Внедрение — установка программного обеспечения и интеграция с существующими системами аэропорта, обучение пользователей.
Сопровождение —исправление выявленных ошибок, поддержка пользователей и системы.
Заключение
Внедрение интерактивной трехмерной модели Шереметьево способно решить следующие задачи:
— повышение качества работы служб благодаря улучшению мониторинга оперативного реагирования на отклонения в производственном процессе;
— поиск оптимальных решений размещения воздушных судов на перроне;
— планирование, прогноз и анализ работы аэропорта при развитии аэропортовой инфраструктуры c использованием искусственного интеллекта;
— улучшение навигации для пассажиров и работников аэропорта;
— демонстрация преимущества аэропорта вследствие наглядного показа инфраструктуры и этапов развития аэропорта;
— использование модели в качестве тренажера для обучения.
Исходя из комплекса задач, которые решает интерактивная трехмерная модель, её можно отнести к экспертной системе [7]. На данный момент создан рабочий прототип системы.
Литература:
- Авиакомпании России в 2023 году могут увеличить пассажиропоток до 103 млн человек. — Текст: электронный // Информационное агентство ТАСС: [сайт]. — URL: https://tass.ru/ekonomika/16111487 (дата обращения: 29.10.2022);
- Трёхмерная графика. — Текст: электронный // Википедия: [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Трёхмерная_графика (дата обращения: 29.10.2022).
- Интерактивность. — Текст: электронный // Википедия: [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Интерактивность (дата обращения: 29.10.2022).
- Симулятор. — Текст: электронный // Википедия: [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Симулятор (дата обращения: 29.10.2022).
- Визуализация. — Текст: электронный // Википедия: [сайт]. — URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Визуализация (дата обращения: 29.10.2022).
- Бгашев М. В., Бизнес-планирование / М. В. Бгашев. — 2018: Амирит, 2018. — 282 c. — Текст: непосредственный.
- Ездаков А. Л., Экспертные системы САПР / А. Л. Ездаков. — 2022: Издательский Дом ФОРУМ, 2022. — 180 c. — Текст: непосредственный.
