Дигиталните близнаци навлизат в управлението на града

• Карта на града

За картографирането се използват технологии като IoT, географски информационни системи (ГИС) и информационно моделиране на сгради (BIM). Чрез тях се представят всички физически градски операции в множество слоеве и мащаби, включително сгради, пътища, озеленяване, водни системи, тръбопроводи, както и преходни елементи като хора, превозни средства и т.н.

• Анализ

Събраните данни от физическия град се конвергират и интегрират и чрез тях се анализират проблеми като задръствания, потребление на енергия на сградите, градско планиране и полагане на подземни тръбопроводи. В резултат на цифровите симулации се търси решение на проблеми като промяна на времетраенето на светлините на светофарите, контрол на съоръжения, които консумират енергия, промяна на стратегиите за подобряване на града и т.н.

• Взаимодействие

Чрез дигиталния град близнак физическият град се обогатява и разширява в дигиталното пространство. Градските управници могат да си взаимодействат с физическия град чрез дигиталната платформа и да търсят 3D пространства за статистически анализ, да променят градското оформление и да симулират промени в различни градски показатели.

• Приложение на решенията

Приложението на решенията може да става напълно в реално време. Например ако има автомобилна катастрофа или е възникнала друга ситуация, могат да се вземат адекватни и спешни мерки. Платформата може да се използва и за прогнозиране на възможните проблеми или рискове на града чрез дълбоко обучение и симулация. След като проблемите и рисковете са прогнозирани, те могат да бъдат предотвратени, за да се намалят имуществените загуби и да се гарантира безопасността на хората.

Рамката "4+5"

• Инфраструктура

В основата на цифровия град близнак стои информационната инфраструктура, която обхваща IoT сензори и платформи, облачни мрежови ресурси, комуникации с акцент върху 5G, центрове за многостепенно съхранение на данни, облачни центрове за данни, високопроизводителна изчислителна техника, разпределени AI, облачни и периферни изчисления.

• Източници на данни

За изграждането на цифровия град близнак се използват не само данните от държавата и индустрията, но и отворените пространствено-времеви данни. Това предполага непрекъсната интеграция на данни, свързани със сгради, мостове, пътища, общини и друга традиционна инфраструктура, както и събирането в реално време на IoT сензорни данни. За събиране на географски данни се използват още лазерно сканиране, AI технологии като дълбоко обучение за автоматично извличане на 3D данни.

• Капацитет на платформата

Зад изграждането на дигиталния град близнак стои платформа, която осигурява унифициран интерфейс, операционна система и среда за разработки. Тя едновременно свързва различни инфраструктури и агрегира данни от различните източници, като в същото време дава възможност за разработка на приложения и така значително намалява разходите на държавата и предприятията.

• Сценарий за прилагане

Чрез цифрови близнаци могат например да бъдат симулирани интензитетът на светлината и сянката, което позволява градското осветление да бъде оптимизирано и да се постигне баланс между изискванията за сигурност и енергийната ефективност. Технологията може да помогне и за наблюдение и прогнозиране на движението на хора, места и обекти в рамките на града, което дава възможност за предварително планиране на строителството. Според данните на доклада топ три приложенията на дигиталния град близнак са при обществените услуги и управление, за развитие на общността и за създаването на интелигентни сгради. Например в китайските градове 54% от приложенията са свързани с интелигентния транспорт, а 31% - с изграждането на интелигентни общности. В световен мащаб над 40% от практиките се фокусират върху околната среда и нисковъглеродното развитие. Градове като Орландо, Ню Йорк и Сидни прилагат технологията "дигитален близнак" за наблюдение на потреблението на енергия и икономическата възвръщаемост, за да се подпомогне нисковъглеродното развитие на градовете.

• Външни фактори

Петте външни фактора, както стана ясно, са стратегия и механизъм, заинтересовани страни, финансиране и бизнес модели, стандарти и оценка и киберсигурност. Държави като САЩ, Китай, Германия, Великобритания и т.н. имат изградена стратегия за създаване на цифрови градове двойници. В изпълнението на тези стратегии неизменна част са различните заинтересовани страни. Например Сингапур използва дигитална платформа за взаимодействие между държавата, бизнеса, изследователските институции и обществеността. По отношение на финансирането - около 66.7% oт финансирането идва от държавите, а изпълнител е бизнесът.

Добри примери

• Жонган, Китай

Жонган, зеленият умен град на бъдещето, чието строителство Китай обяви през 2017 година, е първият в страната с цялостен дигитален град близнак. Чрез създаването на BIM платформа според местната управа ще се осъществява надзор над целия жизнен цикъл на градоустройството, строителството, управлението, използването, поддръжката и ремонта. Системата комбинира данни от сензорни устройства и IoT. Интересно е, че според концепцията сградите ще бъдат проектирани да използват 80% по-малко енергия от традиционните сгради чрез соларни панели, естествена вентилация и зелени покриви.

• Ню Мексико, САЩ

Платформата SmartWorldPro, разработена от Cityzenith, е инструментът, който се използва за планиране на строителството на сгради и тяхното управление в Ню Мексико. Чрез 3D шаблони потребителите могат бързо да мащабират от единична сграда до портфолио от стотици или дори хиляди сгради, включително информация за стаи, подове и основно оборудване. Като цифрова платформа близнак за градска инфраструктура в бъдеще тя може да намали оперативните разходи на града с 35%, да увеличи производителността с 20% и да намали въглеродните емисии с 50 - 100%.

• Рен, Франция

Технологията дигитален близнак е използвана по време на планирането и строителството на метрото в квартал "Морепа" на втория най-голям град в Северозападна Франция - Рен. Чрез цифровия двойник са събирани и обединявани, споделяни и анализирани данни, за да се разработи 3D модел на метрото. Моделът показва както информация за топографията на земята около метростанцията, така и по-подробна информация за слънчевите панели на покрива, аварийните евакуационни маршрути и сенчестите пътища. В същото време е в състояние да симулира въздействието на строителството на метрото върху трафика, пешеходния трафик в автогарите, времето за пътуване до работното място и промените в архитектурата в района. Технологията позволява и намаляване на времето за изграждане на метростанциите със 70%.

• София, България, район "Лозенец"

През 2020 година Институтът GATE при Софийския университет в партньорство със Столичната община, "Софияплан", университета "Чалмърс" в Гьотеборг, Швеция, и университета "Твенте" в Нидерландия стартира пилотен проект за изграждане на цифров двойник на София. Основната му цел е да предостави технологична среда за проектиране, експериментиране и оптимизиране на града, с което да се подпомогне интелигентното вземане на решения въз основа на данни. Цифровият двойник се фокусира върху три пилотни сценария - параметрично градско планиране, соларен потенциал на сгради и качество на атмосферния въздух.