Kembar digital dan pembinaan bandar masa depan

Digital Twin , juga dikenali sebagai "kembar digital", menggunakan sepenuhnya model fizikal, kemas kini sensor, sejarah operasi dan data lain untuk menyepadukan pelbagai disiplin dan pelbagai fizikal kuantiti Proses simulasi berbilang skala, berbilang kebarangkalian dipetakan dalam ruang maya untuk mencerminkan proses kitaran hayat penuh peralatan fizikal yang sepadan.

Kepentingan inspirasi yang paling penting bagi kembar digital ialah ia merealisasikan maklum balas sistem fizikal sebenar kepada model digital spatial. Jabatan Pertahanan A.S. adalah yang pertama mencadangkan penggunaan teknologi berkembar digital untuk penyelenggaraan kesihatan dan keselamatan kenderaan aeroangkasa.

Pengenalan teknologi berkembar digital merupakan inovasi paling hebat dalam abad ke-21. Hari ini, teknologi berkembar digital mempunyai aplikasi langsung dalam pelbagai sektor ekonomi, terutamanya dalam bidang pembuatan, penjagaan kesihatan dan lain-lain. Baru-baru ini, industri AEC (Seni Bina, Kejuruteraan & Pembinaan) juga telah menunjukkan kecenderungan untuk mewujudkan kembar digital untuk menangani ketidakorganisasian perniagaan.

Penggunaan teknologi masa depan ini membolehkan kita beralih daripada membina satu bata pada satu masa kepada membina satu blok pada satu masa. Arkitek, pereka bentuk bandar dan perancang bandar menggunakan teknologi untuk mencipta replika dunia maya bagi persekitaran terbina untuk memahami daya maju jangka panjang kerja mereka.

© Kembar Digital Juruterbang Kiub Air, ARUP

Sejarah Kembar Digital

Penerangan pertama teknologi kembar digital boleh dikesan kembali ke buku Mirror Worlds karya David Gelernter pada 1991, di mana beliau membincangkan kesan teknologi pengkomputeran terhadap implikasi dunia Masa Depan. Walau bagaimanapun, konsep dan model kembar digital pertama kali diperkenalkan secara terbuka oleh Michael Greaves pada tahun 2002 di persidangan Persatuan Jurutera Pembuatan di Troy, Michigan. Beliau mencadangkan konsep kembar digital sebagai model penyelidikan untuk pengurusan kitaran hayat produk. Istilah "kembar digital" dicipta secara rasmi oleh John Vickers NASA dalam "Laporan Peta Jalan 2010."

© Microsoft – Azure Digital TwinsBagaimanakah kembar digital berfungsi?

Teknologi berkembar digital dipacu oleh data. Rangkaian penderia memperoleh data untuk mencipta salinan maya dunia fizikal. Rangka kerja kembar digital terdiri daripada tiga bahagian:

Objek fizikal
• —produk sebenar
Objek maya
• —produk klon digital
Hubungan antara objek fizikal dan maya
• —data yang mengalir daripada produk fizikal kepada produk maya dan maklumat yang diberikan daripada produk maya kepada produk fizikal
​

© Challengee AdvisorySeperti yang ditunjukkan dalam imej di atas, kembar digital yang dicipta boleh digunakan untuk memahami apa yang telah dibina dan apa yang belum dibina melaluinya. kitaran hidup lengkap kekhususan alam sekitar. Menganalisis data bersama dengan sumber maklumat lain membantu memahami asal usul topik kajian yang sepadan dan membuat ramalan tentang masa depannya.

Secara amnya, terdapat persamaan antara kembar digital dan pemodelan 3D berdasarkan antara muka pengguna dan visualisasi. Namun, yang membezakannya ialah faktor data. Walaupun pemodelan 3D terhad kepada menyediakan pandangan objek, kembar digital menyediakan paparan objek dan data masa nyata. Kembar digital melangkah lebih jauh dalam meneroka cara pelbagai keadaan persekitaran akan mempengaruhi objek dari semasa ke semasa.

​

​

​

​​

© ArcGISBagaimanakah kembar digital boleh meningkatkan perancangan bandar?

Pada masa ini, dunia sedang pesat membangun, dan dianggarkan ​

​56% daripada penduduk dunia ​

​ tinggal di bandar. Oleh itu, bandar perlu bersedia sepenuhnya untuk kemasukan penduduk berskala besar. Walau bagaimanapun, memandangkan pertumbuhan yang tidak terkawal di kebanyakan kawasan bandar di dunia, kembar digital boleh membantu memperkemas pembangunan bandar dengan bantuan analisis data. Dengan mencipta kembar digital bandar, dasar, peraturan reka bentuk dan kaedah pembinaan boleh diuji dan dibangunkan secara maya di dunia nyata. Penerimaan anak kembar digital boleh merevolusikan cara bandar direka bentuk, dikendalikan, diselenggara dan dikekalkan untuk meningkatkan kualiti hidup rakyat.

Pembangunan Dasar yang Berkesan

Majlis perbandaran dan badan pemerintah tempatan yang lain boleh mendapat manfaat daripada teknologi berkembar digital dengan menggunakan data untuk merancang, memuktamadkan strategi pelaburan dan mengenal pasti peluang. Mereka boleh mensimulasikan dasar yang dicadangkan di dunia maya dan mengkaji kesannya sebelum melaksanakannya di dunia nyata. Di peringkat global, bandar seperti Singapura, Helsinki dan Emiriah Arab Bersatu melabur dalam teknologi berkembar digital untuk mencapai matlamat daripada pembangunan mampan kepada pembangunan berorientasikan transit, projek pengubahsuaian pembinaan dan skop pelancongan maya.

© Ihsan Pihak Berkuasa Tanah Singapura

MengurangkanRisiko Alam Sekitar

Dengan pemanasan global dan perubahan iklim yang semakin meningkat, teknologi berkembar digital boleh membantu memetakan persekitaran masa depan dan kesannya terhadap bandar. Data seperti kenaikan paras laut dan pergerakan plat tektonik di bandar maya boleh digunakan untuk membimbing pembangunan bandar fizikal. Dengan menilai risiko, bandar boleh lebih bersedia untuk mengurangkan bencana alam seperti banjir, gempa bumi, tsunami dan taufan. ​​

Kaji semula kestabilan struktur bangunan

Disebabkan kualiti pembinaan yang lemah, keruntuhan bangunan telah menjadi kejadian harian di bandar, mengakibatkan kerugian kehilangan nyawa dan sumber. Mencipta kembar digital sebelum memulakan proses pembinaan fizikal membantu menentukan kesesuaian bahan binaan dan amalan. Ini akan membantu mewujudkan komuniti yang selamat dan sihat serta membantu komuniti bandar berkembang maju. Perbandaran boleh menggunakan data ini untuk menjalankan semakan kekuatan struktur bangunan lama supaya komuniti boleh dipindahkan tepat pada masanya untuk mengelakkan sebarang kerosakan fizikal.

Menjimatkan tenaga dan kos operasi

Data yang diperoleh daripada kembar digital boleh digunakan untuk mengoptimumkan sistem perkhidmatan bangunan, yang akan membantu mengurangkan penggunaan tenaga dan kos operasi struktur. Perancang bandar juga boleh mengenal pasti potensi untuk membina bumbung untuk memanfaatkan tenaga solar untuk membina kuasa. Spektrum penuh tenaga boleh diperbaharui sentiasa boleh diterokai di bandar berkembar digital untuk membantu mengurangkan kesan pulau haba bandar dan meningkatkan sara diri bangunan.

© Ton De Vries – YouTube

Rangkaian infrastruktur lengkap

Dengan bantuan daripada Dengan data daripada bandar berkembar digital, perancang pengangkutan, bersama-sama dengan perancang bandar, boleh menentukan kemungkinan kesesakan dan kesesakan lalu lintas di bandar fizikal. Keperluan untuk jejambat dan sambungan jalan boleh ditentukan terlebih dahulu dengan mengenal pasti pertumbuhan kenderaan jalan raya. Sistem transit laju massa (MRTS) boleh diuji secara optimum dan direka bentuk untuk meningkatkan keberkesanan pengangkutan awam bandar untuk menampung pengembangan bandar.

Jelajah Maya

Kemungkinan kembar digital tidak terhad kepada aspek teknikal perancangan bandar, tetapi untuk meneroka lebih lanjut penjanaan hasil lawatan maya. Walaupun pasaran sudah menawarkan pemandangan panoramik 360 darjah jalan dan bangunan. Kembar digital mengambil teknologi ini selangkah lebih jauh. Dalam kembar digital, orang ramai boleh melakukan lebih daripada sekadar melihat tempat. Mereka boleh membeli-belah, bermain, belajar dan juga menjadi warga kota maya.

Contohnya, ​​Virtual Helsinki​​ ialah kembar digital pusat bandar Helsinki, dicipta dengan teknologi realiti maya 3D berkualiti tinggi oleh Zoan, yang membolehkan orang ramai melawat dan melakukan aktiviti secara maya . Lawatan maya mempromosikan gaya hidup mampan dengan membenarkan orang ramai mengalami dunia dari keselesaan rumah mereka.

Kes Kembar Digital

Walaupun banyak negara masih belum meneroka potensi teknologi kembar digital, Singapura telah mencipta kes ujian lapangan untuk penampilan mayanya. Model negara kota termasuk 3 juta imej peringkat jalanan dan 160,000 imej udara. Lebih daripada 1 bilion titik data diplot dalam 3D, bersamaan dengan lebih daripada 100 terabait data. Asas model akan bergantung pada 14 set data teras, termasuk penggunaan tanah, penutup pokok dan utiliti bawah tanah. Seluruh pulau akan dipetakan secara berterusan menggunakan alat pemetaan udara dan jalan untuk memastikan kembar digital itu relevan dan sejajar dengan pembangunan Singapura.

© Majalah AEC

Dengan kembar digitalnya, Singapura membayangkan menyelesaikan haba bandarnya yang telah lama wujud masalah kesan pulau. Bandar maya itu akan digunakan untuk mengkaji kebolehlaksanaan pembangunan bangunan baharu di bandar dan impaknya terhadap alam sekitar. Pembuat dasar juga akan melihat model yang mengenal pasti masalah infrastruktur yang berpotensi dan menghasilkan penyelesaian yang sesuai untuk Singapura pada masa hadapan. Pada masa hadapan, Singapura juga merancang untuk menggunakan kembar digital untuk membina semula adegan kemalangan melalui forensik digital dan perancangan senario untuk kenderaan dan robot autonomi.

Ringkasnya

Kelebihan teknologi kembar digital menggalakkan pemimpin IT global bekerja keras untuk memajukan perisian kembar digital. Gergasi IT terkemuka, iaitu Microsoft, GE Digital, Siemens, dan Dassault Systemes, telah mencipta perisian berkembar digital. Inovator dalam industri AEC, seperti Cityzenith, telah melancarkan program perisian berkembar digital khusus untuk persekitaran terbina. Satu lagi perisian berkembar digital terkemuka ialah SmartWorldPro, yang membantu dalam reka bentuk dan pengurusan bangunan dan bentuk hartanah lain.

Menggunakan teknologi berkembar digital dalam perancangan bandar boleh meningkatkan keupayaan membuat keputusan pihak berkepentingan. Ia membina harapan untuk bandar masa depan yang lebih mampan, berpaksikan rakyat, teratur dan wajar.

Atas ialah kandungan terperinci Kembar digital dan pembinaan bandar masa depan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!