數(shù)字孿生為城市規(guī)劃人員提供了設計、監(jiān)視和管理城市的新方法。它們使規(guī)劃人員可以優(yōu)化城市的績效，以解決能源管理、交通、彈性、可持續(xù)性和經(jīng)濟增長等問題。

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)學描述的電氣和機械系統(tǒng)建模以及從IoT設備獲得的實時傳感器數(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，可用于運行模擬物理事物。數(shù)字孿生概念始于制造。當生產(chǎn)線中的飛機發(fā)動機或電動機等設備出現(xiàn)問題時，制造商將求助于數(shù)字孿生機器以了解情況。

制造商還可以使用數(shù)字孿生模型來模擬設備或設備在不同環(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置預防性維護計劃或更改產(chǎn)品設計。

數(shù)字孿生概念越來越多地擴展到其他應用領域，并且變得越來越復雜。現(xiàn)在，許多實施使用物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、人工智能、建模和分析。使用這些技術，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備的實時狀況。

數(shù)字雙胞胎為智能實時監(jiān)控提供了獨特的優(yōu)勢，尤其是來自傳感器和物聯(lián)網(wǎng)設備的數(shù)千個遙測流。通過為所有數(shù)據(jù)源維護動態(tài)背景信息并受益于自動事件關聯(lián)，數(shù)字雙胞胎可以在毫秒內(nèi)跟蹤并響應這些遙測流。此外，數(shù)字雙胞胎為聚合分析提供了基礎，可以從數(shù)千種設備中識別出幾秒鐘內(nèi)的發(fā)展趨勢，從而檢測出模式并增強總體態(tài)勢感知。

使用數(shù)字雙胞胎讓城市運營現(xiàn)代化

根據(jù)全球技術市場咨詢公司ABI Research的數(shù)據(jù)，預計到2025年，城市數(shù)字雙胞胎部署的安裝基礎將從現(xiàn)在的少數(shù)早期實施增長到500多個。

“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終端市場副總裁Dominique Bonte說。 “但是，它不會是整個城市的單一數(shù)字孿生，而是針對智能建筑、交通基礎設施、能源網(wǎng)格和水管理等系統(tǒng)的特定領域數(shù)字孿生的聚合和集成。”

建模的好處很多，范圍從預防性維護到運營效率和成本節(jié)省，改善的居民服務，增強的安全性。它們還可以用于從環(huán)境方面改進設計。例如，數(shù)字孿生模型可能會嘗試使整個社區(qū)的太陽能效率最大化。

垂直行業(yè)的關鍵應用包括人員流動和緊急疏散的仿真、洪水風險建模、通過占用跟蹤的智能建筑設計和能源管理、道路交通建模和仿真、空氣質(zhì)量監(jiān)測和預測、綠色基礎設施建模和城市循環(huán)經(jīng)濟以及網(wǎng)絡威脅分析等等。

但是，采用方面的挑戰(zhàn)可能會延遲部署。挑戰(zhàn)主要與城市范圍建模的復雜性以及缺乏支持跨垂直數(shù)據(jù)交換的標準有關。其他阻礙因素包括對收益和投資回報率的認識不足，與城市政府孤立的組織結(jié)構有關的挑戰(zhàn)以及對隱私和網(wǎng)絡威脅的擔憂。

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行智慧城市的方向發(fā)展。