Цифровой двойник города - это последняя инновация, позволяющая создавать все более интеллектуальные, интерактивные и устойчивые городские системы. Узнайте о преимуществах этой технологии
Концепция "умного города" на основе цифровых двойников - очевидная тенденция цифровой трансформации. Она позволяет эффективно управлять городом, начиная с городского планирования и заканчивая оптимизацией землепользования.
Это технология, воспроизводящая физическую среду, процессы, взаимоотношения и поведение людей путем получения огромного количества данных, включая потоки данных от датчиков Интернета вещей (IoT), для мониторинга текущих операций и исторических тенденций, а также для планирования того, что может произойти в будущем, повышая качество, устойчивость и эффективность городских систем.
В данной статье рассказывается о том, как эта прогрессивная технология может помочь и какие преимущества дает использование цифровых двойников для поддержки инфраструктуры и услуг городов.
Начните ощущать потенциал так называемых "цифровых городов-близнецов" с помощью программного обеспечения GIS digital twin - системы, которая позволяет виртуально воспроизвести физические активы целого города и поддерживает вас в каждом процессе, связанном с управлением, обслуживанием и мониторингом городских ресурсов.
Что такое цифровой двойник города?
Цифровой двойник - это виртуальное представление объекта или системы, которое охватывает весь ее жизненный цикл, обновляется на основе данных в реальном времени и использует моделирование, машинное обучение, планирование, тестирование, мониторинг, техническое обслуживание для принятия решений.
Главная особенность цифровых двойников - связность. Эти модели используют интеллектуальные технологии для создания двусторонней связи с физическим миром и сбора необходимой информации в режиме реального времени.
Цифровые двойники используются во многих отраслях промышленности (включая производство, здравоохранение и автомобилестроение) для решения широкого спектра задач. С развитием информационного моделирования зданий мы стали свидетелями некоторых наиболее интересных событий, произошедших в последнее время также в области проектирования и строительства.
Цифровые двойники сегодня поднимают традиционные 3D-модели городов до новых возможностей. Отход от традиционного подхода к проектированию городов дает такие преимущества, как возможность сопоставления виртуального дизайна с интеллектуальными картами, построенными на основе геопространственной аналитики.
По сути, цифровой двойник города можно рассматривать как виртуальную копию реального города, используемую в качестве совместного инструмента для проектирования городского пространства и управления всеми аспектами, связанными с мобильностью, загрязнением окружающей среды, потреблением ресурсов, доступностью общественных услуг и т.д.
Создание цифрового двойника города
Значение цифровых двойников для "умных городов
Цифровые двойники играют важную роль в развитии и эксплуатации "умных городов" по целому ряду причин. Наиболее важные из них связаны со способностью этих моделей:
- улучшать городское планирование и проектирование: создание цифрового двойника позволяет градостроителям визуализировать и моделировать различные сценарии. Благодаря виртуальному представлению физической среды (включая здания, инфраструктуру и общественные службы) градостроители могут принимать более обоснованные решения в отношении городского развития, улучшать зонирование и распределение ресурсов. Это позволяет оптимизировать планировку города и создать более эффективную, безопасную и устойчивую городскую среду;
- повысить операционную эффективность общественных служб: цифровые двойники позволяют управлять и контролировать городскую инфраструктуру и услуги в режиме реального времени. Они способны интегрировать данные с интеллектуальных датчиков, расположенных в стратегических точках города, для получения полезной информации о водоснабжении, организации дорожного движения, работе энергетических сетей, управлении общественной безопасностью, утилизации отходов и т.д. Такой подход, основанный на данных, позволяет осуществлять проактивное обслуживание, повышающее эффективность использования ресурсов и обеспечивающее своевременное реагирование на любые проблемы и чрезвычайные ситуации;
- прогнозирование и оптимизация городских операций: Цифровые двойники используют интеллектуальные данные для проведения предиктивной аналитики. Благодаря анализу исторических данных и данных, собранных в режиме реального времени, они способны предвидеть потенциальные проблемы, предсказывать будущие тенденции и оптимизировать управление услугами. С помощью цифрового двойника можно, например, прогнозировать загруженность дорог, совершенствовать маршруты городской мобильности, оптимизировать энергопотребление зданий в зависимости от характера занятости и т.д.
- обеспечение более активного участия граждан: Цифровые двойники способствуют участию граждан в принятии решений и городском планировании. Они предоставляют платформу для совместного использования, которая позволяет заинтересованным сторонам изучать цифровой двойник своего города и взаимодействовать с ним. Использование цифрового двойника позволяет, например, людям, участвующим в развитии города, анализировать предлагаемые изменения, высказывать свое мнение и активно участвовать в развитии своего района;
- оптимизировать управление ресурсами: способность цифровых двойников отслеживать состояние городских ресурсов в режиме реального времени позволяет усилить контроль над энергопотреблением, водопотреблением, утилизацией отходов и т.д. С помощью цифрового двойника города могут выявлять неэффективные расходы и реализовывать наиболее подходящие стратегии по сокращению отходов;
- повышение устойчивости и управление рисками: цифровые двойники городов способны моделировать гипотетические сценарии и оценивать их влияние на городские системы. Таким образом, это единственный инструмент, который может помочь нашим городам стать более устойчивыми и повысить их способность адекватно реагировать на стихийные бедствия, изменение климата и чрезвычайные ситуации различного рода.
Градостроительное планирование с помощью цифровых двойников
Три примера городских цифровых двойников
Многие крупнейшие города мира уже принимают изменения, которые происходят благодаря внедрению интеллектуальных технологий. Важную роль цифровых двойников в создании и развитии "умных" городов можно лучше объяснить на некоторых примерах:
Копенгаген известен своими инициативами, направленными на обеспечение устойчивости и качества жизни. Он использует преимущества цифровых двойников для мониторинга энергопотребления, совершенствования системы управления отходами и продвижения экологичных транспортных решений, таких как совместное использование велосипедов и электромобилей;
В Барселоне внедрены многочисленные системы на базе искусственного интеллекта (в том числе интеллектуальные парковочные системы, адаптивное уличное освещение и системы управления отходами), которые способствуют повышению качества коммунальных услуг. Этот город также способствует развитию коллективного подхода к городскому развитию за счет использования цифровых платформ, позволяющих жителям сообщать о проблемах и предлагать возможные улучшения;
В Сингапуре разработан цифровой двойник города, объединяющий данные из различных источников в режиме реального времени. Он использует интеллектуальные датчики и IoT-устройства для повышения эффективности транспорта, улучшения управления энергопотреблением, обеспечения общественной безопасности и легкого доступа граждан к услугам.
Как создать цифрового двойника города
Создание цифрового двойника включает в себя ряд этапов, которые можно изложить в виде пяти основополагающих пунктов:
- Сбор данных: первым шагом является сбор достоверных данных о физической инфраструктуре города (включая здания, дороги, услуги, общественные пространства и т.д.), которые должны быть интегрированы с другими типами данных (например, геопространственными, демографическими, экологическими и т.д.). Этот процесс может осуществляться с помощью различных методов и инструментов, к которым можно отнести дистанционное зондирование, наземную съемку, опросы, использование IoT-устройств и т.д;
- интеграция данных: данные, собранные на первом этапе, могут быть получены из разных источников. Поэтому важно структурировать эти данные в согласованном формате, организуя и интегрируя их в рамках общей цифровой платформы;
- создание модели: на следующем этапе создается 3D-модель города, которая должна точно отображать здания, природные объекты, инфраструктуру и все городские элементы, подчеркивая взаимосвязи, существующие между ними. Для создания цифрового двойника города используются такие методы, как фотограмметрия, лазерное сканирование и BIM-моделирование;
- связь с реальным миром: чтобы сделать цифрового двойника "живым" и динамичным, необходимо связать его с физическим аналогом с помощью IoT-устройств и интеллектуальных датчиков. Это позволяет создать постоянный поток информации с реальным миром, что помогает принимать более обоснованные решения и следить за повседневной деятельностью города;
- анализ и моделирование: После соответствующей настройки "Цифровой двойник города" может быть использован для проведения различных анализов и моделирования, необходимых для оценки эффективности работы городских систем и инфраструктуры. Например, можно моделировать транспортные потоки, энергопотребление или воздействие на окружающую среду, чтобы выявить области, требующие улучшения, и оптимизировать распределение ресурсов.
Если вы работаете в области городского планирования или управления инфраструктурными активами и ищете платформу, которая поможет вам создать "цифрового двойника" вашего города, попробуйте сразу же воспользоваться программным обеспечением "цифрового двойника". С помощью этой системы можно интегрировать различные источники данных и получить полную интерактивную модель городской среды. Вы также сможете визуализировать, анализировать и управлять различными аспектами города, способствуя развитию все более интеллектуальных и устойчивых городских систем.
Источник Biblus