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为什么智慧城市需要数字孪生?

为什么智慧城市需要数字孪生?

想象一下生活在一个由智能数据驱动的城市,在那里您可以准确预测沙尘暴和交通拥堵的确切原因。道路工程师可以预见司机转弯的速度或速度,或者他们在开阔道路上的行为。机场运营商可以告诉旅客他们在航站楼内的位置以及到达他们需要去的地方的最佳路线,而无需寻找问讯处。

在每种情况下,都会捕获实时条件,并通过创建数字孪生来准确设想未来。它是一种通过获取大量数据(包括来自物联网 (IoT) 传感器的数据流)来复制物理环境、流程、关系和行为的技术,以监控当前操作和历史趋势并为接下来可能发生的事情制定计划。

智慧城市先驱专家安东尼 M. 汤森 (Anthony M. Townsend)在他的著作《大数据、公民黑客和对新乌托邦的探索》中指出,“智慧城市可以通过从大量传感器中提取读数,将数据输入软件来动态适应可以看到大局并采取行动。”

专家表示,数字孪生使城市规划更加高效,使建筑师、城市设计师、规划师和领导者能够在虚拟世界中模拟新政策或基础设施项目并预览其影响。

“数字孪生在通过动态建模和预测指导城市规划者方面发挥着至关重要的作用。它有助于改善从能源到废物、安全和安保、移动性和基础设施等方方面面的管理,”Orange Business Services 中东、非洲和土耳其副总裁 Sahem Azzam 说。

“随着我们从智慧城市转向认知城市,对数字创新的影响进行建模至关重要;建模需要发展,”他补充道。

对于城市规划者来说,数字孪生带来了巨大的好处。拉斯维加斯和纽约市已经使用数字孪生来创建净零碳排放的建筑,以提高可持续性并降低能源成本。一项研究发现,到 2030 年,通过部署和利用数字孪生,城市可以节省多达 2800 亿美元。

TONOMUS 是实现 NEOM 在沙特阿拉伯建立世界上第一个认知城市的愿景的公司,该公司已在 2022 年投资 10 亿美元,用于开发包括数字孪生技术在内的超连接、自主解决方案的基础设施。这不仅可以让来自世界各地的人们在投资这座城市之前通过虚拟方式参观 NEOM,还可以在建设完成后改善居民的生活方式。

“数字孪生技术是 NEOM 开创的具有开创性的城市生活混合现实模型的关键要素。这一愿景的核心是 TONOMUS 的沉浸式、增强型 3D 数字孪生元宇宙平台,它将安全无缝地融合数字和物理 NEOM 架构,将我们的数字体验提升到一个新的水平,并提高生活质量,”苏乐说, TONOMUS 首席数字战略官兼认知解决方案首席执行官。

毫无疑问,数字孪生为城市带来了各种好处——减少错误、不确定性和费用。当使用地理空间技术构建时,数字孪生是身临其境的、多维的和位置智能的——能够详细显示正在发生的事情、时间和地点,并可用于探索或预测未来状态。

随着数字孪生模型的用例在未来几年激增,专家们提出了跨部门扩展该模型以实现整个中东经济转型的理由。该地区在利用区块链、人工智能、大数据和智能移动等智能技术建立可持续发展模式方面处于领先地位。

数字孪生的最显着优势是它能够根据新数据进行更新。但是,创建一个能够实现这些目标的模型需要城市能够利用和理解大量数据——这是一项具有挑战性的任务。

“随着传统的生产、消费和稀缺管理系统被平台经济所取代,数据已成为最有价值的货币。我们正在过渡到一个物理现实和虚拟现实需要协同工作以增强人类体验的世界。启用数字双胞胎技术所需的大量数据不仅会在设计和施工中得到应用,就像 NEOM 已经在做的那样,”Le 补充道。

“它还将为认知社区的居民提供游戏化教育、按需获得人才、医疗保健方面的革命性进步——仅举几例。”

预测和主动的城市规划

智慧城市依靠可持续创新来确保持续改善公民、居民、企业和游客的生活质量。在将这些见解应用于现实世界之前,数字孪生可以帮助识别潜在问题并提供机会来模拟、分析数据并快速且经济高效地预测创新的影响。

虽然许多世界上最雄心勃勃的项目正在中东开发,但它们的碳足迹和环境影响往往相当可观。数字孪生技术可以通过优化能源使用来解决这些问题,同时还可以提高公民的生活质量并彻底改变医疗保健等关键服务的方法。

纽约大学 Unlearn.ai 的创始人兼首席执行官 Charles Fisher 说:“我们正在获取有关特定疾病的历史数据、真实世界数据以及它在当前治疗中的进展情况,并将其封装在计算机模型中。”这家初创公司正在通过数字孪生技术解决其最大的挑战之一——招募足够多的人参与——来转变临床试验。

“如果我参加临床试验,我们会在试验开始时从我那里获取数据,将其放入模型中,然后它会模拟未来可能发生在我身上的事情。” 因此,在现实生活中接受实验性治疗将使你的数字双胞胎通过算法运行,确定如果你一开始从未接受过治疗会发生什么。

数字孪生技术还可以帮助提高药物和治疗开发的效率,尤其是在未来大流行不可避免的情况下。

ConcertAI 的首席执行官 Jeff Elton 向医疗保健实体提供真实世界的数据和人工智能服务,他透露数字孪生既有助于临床试验招募,又能增强洞察力的传递。“它让我能够开展工作,验证它,并在我们回到实际的[人类]人口时以不同的方式重新确认,”他说。“这可以简化和加快对该疾病状态的洞察周期,以及研究小组如何在该特定领域推进他们的工作。”

西门子公司总裁兼首席执行官 Barbara Humpton 认为,数字孪生技术可以通过让更多商品在本地生产来应对供应链挑战。在她的愿景中,公司将很快开始使用数字孪生来制作汽车零件和半导体等物品的模型,然后使用 3D 打印快速制造真实版本。Humpton 说:“我认为数字孪生将掀起人们预测了一段时间的微制造浪潮。”

根据安永最近的研究,数字孪生在建筑环境中具有重要的价值主张。他们可以节省高达 35% 的项目和建筑成本,并帮助跟踪和减少我们城市 50% 至 100% 的碳排放,同时支持清洁能源转型。

数字孪生还可以让城市对极端天气做出实时反应,并测试未来可能出现的紧急情况。

“数字孪生在模拟气候变化影响中的应用可以彻底改变我们通过易于访问和不断完善的详细交互式信息来预测其对社区影响的能力,”Le 解释说。“考虑一下模拟我们整个星球的气候系统的数字双胞胎的潜在好处,以及这如何帮助我们了解从产生可再生能源到管理资源稀缺的一切。可能性是无限的。”

为元驱动的认知城市让路

总体而言,以认知为中心的范式将利用信息技术、人工智能和人类认知来改进城市规划中的决策和资源分配,最终为元宇宙平台让路。

TONOMUS 的数字孪生元宇宙平台可以绘制城市的 3D 可视化地图,并在将资源投入现实环境之前测试应用程序和服务。

“这将使我们能够在开始建设之前通过低成本的可行性研究和元宇宙中的社区试点来降低物理建设和其他资产风险因素的风险,”Le 说。“利益相关者可以对他们的项目产生广泛的认识和知名度——例如,连锁酒店可以吸引现有客户,建立品牌知名度,接触新的消费者和人口统计数据,并释放新的收入和增长。”

城市必须积极主动地发现居民的需求,并通过快速、具有成本效益的创新来解决问题并改善城市。数字孪生可以在彻底改变城市的设计、运营、维护和维持方式以提高市民的生活质量方面发挥关键作用。

本文由 @可乐 发布于弱电智能网 。

题图来自Unsplash,基于CC0协议

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文章名称:《为什么智慧城市需要数字孪生?》

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