數(shù)字孿生為城市規(guī)劃人員提供了設(shè)計(jì)、監(jiān)視和管理城市的新方法。它們使規(guī)劃人員可以優(yōu)化城市的績(jī)效，以解決能源管理、交通、彈性、可持續(xù)性和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)等問(wèn)題。

用作規(guī)劃工具的數(shù)字孿生模型結(jié)合了城市環(huán)境的空間建模，基于數(shù)學(xué)描述的電氣和機(jī)械系統(tǒng)建模以及從IoT設(shè)備獲得的實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)。

什么是數(shù)字雙胞胎？

數(shù)字孿生，也叫數(shù)字雙胞胎，是物理系統(tǒng)的虛擬副本，可用于運(yùn)行模擬物理事物。數(shù)字孿生概念始于制造。當(dāng)生產(chǎn)線中的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或電動(dòng)機(jī)等設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，制造商將求助于數(shù)字孿生機(jī)器以了解情況。

制造商還可以使用數(shù)字孿生模型來(lái)模擬設(shè)備或設(shè)備在不同環(huán)境中的性能。從此類數(shù)字孿生模擬獲得的信息可用于設(shè)置預(yù)防性維護(hù)計(jì)劃或更改產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

數(shù)字孿生概念越來(lái)越多地?cái)U(kuò)展到其他應(yīng)用領(lǐng)域，并且變得越來(lái)越復(fù)雜。現(xiàn)在，許多實(shí)施使用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、人工智能、建模和分析。使用這些技術(shù)，可以執(zhí)行更逼真的仿真。在某些情況下，數(shù)字孿生可以嘗試模仿已部署設(shè)備的實(shí)時(shí)狀況。

數(shù)字雙胞胎為智能實(shí)時(shí)監(jiān)控提供了獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，尤其是來(lái)自傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)千個(gè)遙測(cè)流。通過(guò)為所有數(shù)據(jù)源維護(hù)動(dòng)態(tài)背景信息并受益于自動(dòng)事件關(guān)聯(lián)，數(shù)字雙胞胎可以在毫秒內(nèi)跟蹤并響應(yīng)這些遙測(cè)流。此外，數(shù)字雙胞胎為聚合分析提供了基礎(chǔ)，可以從數(shù)千種設(shè)備中識(shí)別出幾秒鐘內(nèi)的發(fā)展趨勢(shì)，從而檢測(cè)出模式并增強(qiáng)總體態(tài)勢(shì)感知。

使用數(shù)字雙胞胎讓城市運(yùn)營(yíng)現(xiàn)代化

根據(jù)全球技術(shù)市場(chǎng)咨詢公司ABI Research的數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)到2025年，城市數(shù)字雙胞胎部署的安裝基礎(chǔ)將從現(xiàn)在的少數(shù)早期實(shí)施增長(zhǎng)到500多個(gè)。

“數(shù)字孿生概念現(xiàn)在正在傳播到智慧城市環(huán)境中，” ABI Research終端市場(chǎng)副總裁Dominique Bonte說(shuō)。 “但是，它不會(huì)是整個(gè)城市的單一數(shù)字孿生，而是針對(duì)智能建筑、交通基礎(chǔ)設(shè)施、能源網(wǎng)格和水管理等系統(tǒng)的特定領(lǐng)域數(shù)字孿生的聚合和集成。”

建模的好處很多，范圍從預(yù)防性維護(hù)到運(yùn)營(yíng)效率和成本節(jié)省，改善的居民服務(wù)，增強(qiáng)的安全性。它們還可以用于從環(huán)境方面改進(jìn)設(shè)計(jì)。例如，數(shù)字孿生模型可能會(huì)嘗試使整個(gè)社區(qū)的太陽(yáng)能效率最大化。

垂直行業(yè)的關(guān)鍵應(yīng)用包括人員流動(dòng)和緊急疏散的仿真、洪水風(fēng)險(xiǎn)建模、通過(guò)占用跟蹤的智能建筑設(shè)計(jì)和能源管理、道路交通建模和仿真、空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)和預(yù)測(cè)、綠色基礎(chǔ)設(shè)施建模和城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)以及網(wǎng)絡(luò)威脅分析等等。

但是，采用方面的挑戰(zhàn)可能會(huì)延遲部署。挑戰(zhàn)主要與城市范圍建模的復(fù)雜性以及缺乏支持跨垂直數(shù)據(jù)交換的標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)。其他阻礙因素包括對(duì)收益和投資回報(bào)率的認(rèn)識(shí)不足，與城市政府孤立的組織結(jié)構(gòu)有關(guān)的挑戰(zhàn)以及對(duì)隱私和網(wǎng)絡(luò)威脅的擔(dān)憂。

盡管面臨挑戰(zhàn)，但城市建模和數(shù)字孿生提供了協(xié)同特性，可以幫助城市朝著更高效地運(yùn)行智慧城市的方向發(fā)展。