Nadchodzi era cyfrowych bliźniaków

Odwzorowanie miast w cyfrowym świecie to najnowszy trend, na który postawił m.in. Boston. Trójwymiarowe metropolie umożliwiają prowadzenie symulacji różnych scenariuszy rozwoju.
materiały prasowe

Wirtualne miasta dublujące realne aglomeracje to lepszy sposób na testowanie różnych rozwiązań w środowisku cyfrowym niż próby na żywej tkance.

Boston

Rozwój technologii do wizualizacji modeli w środowisku dwu- i trójwymiarowym oraz internetu rzeczy (IoT)doprowadził do powstania koncepcji cyfrowych bliźniaków (z ang. digtial twins), która zakłada odwzorowanie w rzeczywistości wirtualnej nie tylko pojedynczych, fizycznie istniejących obiektów, ale także całej infrastruktury i procesów w niej zachodzących.

Dotychczas takie rozwiązania wykorzystywane były głównie przez firmy – w ten wirtualny sposób testowano np. silniki, duże instalacje, a nawet całe fabryki. Według analityków Gartnera tylko do końca br. aż 48 proc. firm, które już wdrażają rozwiązania IoT, chce zaimplementować technologię cyfrowych bliźniaków. Widzą w niej szansę na jeszcze szybsze dostosowywanie się do rynkowych zmian i narzędzie do ograniczania kosztów związanych z zarządzaniem.

Ale z technologii tej coraz częściej zaczynają korzystać także miasta mające ambicję stać się smart cities. Przykładem Boston. Tam, jeszcze nim pojawiły się pierwsze programy 3D na komputery, stworzono drewnianą makietę miasta, która miała pomóc w lepszym zagospodarowaniu przestrzeni. Przyczynkiem do tego była działalność lokalnych aktywistów, którzy wywalczyli przyjęcie prawa ograniczającego budowę wysokich budynków w pobliżu parku Boston Common. Rozporządzenie pod nazwą Boston Common Shadow Law określało czas, w jakim budynek może blokować dostęp promieni słonecznych do parku. Jednak wraz z rozwojem metropolii coraz większa liczba deweloperów zaczęła kwestionować zasadność tak rygorystycznego prawa. Aby móc dokładnie zbadać wpływ zacienienia na komfort użytkowników parku i uniezależnić się od ekspertyz przedstawianych przez deweloperów, postanowiono stworzyć cyfrowy model centrum miasta. Oprogramowanie dostarczyła firma Esri. Dzięki niemu zbudowano wierny model 3D Bostonu wraz z narzędziami, które pozwalały na analizę zacienienia. Niedługo potem deweloper zaproponował projekt budynku Winthrop Square Tower wysokości 230 metrów, który przekraczał wyznaczone standardy określone w Boston Common Shadow Law. W wyniku analiz przy wykorzystaniu nowego cyfrowego modelu miasta i uzgodnień, m.in. z Federalną Administracją Lotnictwa, wydano pozwolenie na budowę obiektu nie wyższego niż 205 metrów.

Cyfrowy bliźniak Bostonu zdał egzamin. System pozwala na przeprowadzanie analiz jakościowych (umożliwiają np. szybką wizualizację rozkładu cieni) i ilościowych (dają informacje, które przewidują, jak cienie będą się przemieszczały z uwzględnieniem pory roku). Przy użyciu tego rozwiązania Boston rozpatruje też efektywność wspólnych przejazdów (carpooling) i analizuje wykorzystanie pojazdów autonomicznych. Władze miasta w przyszłości przewidują wykorzystanie tzw. digital twins do podejmowania decyzji co do planowania rozwoju miasta i modelowania powodziowego.

Langley

W hrabstwie Fairfax w stanie Wirginia znajduje się miejscowość, która na świecie znana jest głównie z tego, że jest siedzibą władz Centralnej Agencji Wywiadowczej (CIA). Langley to jednak również miejsce, w którym swój ośrodek badawczy ma agencja kosmiczna. To właśnie w tym centrum NASA wykorzystuje technologię cyfrowych bliźniaków. Dzięki niej stworzono cyfrową kopię Langley Research Center, ośrodka, który w rzeczywistości zajmuje powierzchnię ponad 3 km kw., a na jego terenie znajduje się aż 40 tuneli aerodynamicznych, używanych do badania i udoskonalania samolotów i systemów bezpieczeństwa w lotnictwie.

Nowa technologia umożliwiła stworzenie systemu informacji przestrzennej, który pomaga w zarządzaniu centrum oraz wszystkimi przeprowadzanymi w nim operacjami – od bieżącego utrzymania obiektu poprzez kwestie bezpieczeństwa aż po nadzór nad systemami przeciwpowodziowymi. Zmapowanie wnętrz wszystkich obiektów i budynków pozwoliło na oszczędności przestrzeni biurowej (udało się ją ograniczyć z 58 do 38 m na osobę). Narzędzia do zarządzania przestrzenią pozwalają także na wyznaczanie odległości między poszczególnymi laboratoriami i obiektami badawczymi, dostarczają informacji o dostępnych instalacjach energetycznych i wodociągowych, systemach bezpieczeństwa, dostępności personelu czy potrzebie budowy nowych obiektów. Cyfrowy bliźniak pozwala także określić zagrożenie płynące z bliskości rzeki Black River, która znajduje się w bezpośrednim sąsiedztwie centrum NASA. Symulacje przeprowadzone przy użyciu dokładnych modeli 3D wykazały, że wykonane kilkanaście lat wcześniej analizy stały się nieaktualne. Wszystkiemu winny jest szybko podnoszący się poziom mórz, którego badacze nie brali wcześniej pod uwagę.

Ten innowacyjny system w przypadku budowy nowych obiektów może wskazać np. optymalną wysokość ich podbudówki, która pozwoli ograniczyć szkody spowodowane ewentualną powodzią. Rozwiązanie wskazuje także szczegółowo miejsca rozłożenia worków z piaskiem i ich liczbę w przypadku wystąpienia tego zagrożenia. Model jest na tyle dokładny, że osoby zarządzające wiedzą, ile metrów linoleum i dywanów trzeba wyczyścić, ile gatunków traw rośnie na terenie ośrodka, jakiego typu ogrodzenia okalają poszczególne obiekty.

Tagi:

Mogą Ci się również spodobać

„Kopciuchy” będą truły jeszcze przez sto lat?

Jeśli lokalne programy wymiany starych pieców nie przyspieszą, „kopciuchy” w polskich miastach będą kopcić ...

Warunki tylko na plombę

Rząd chce ograniczyć wydawanie warunków zabudowy, co nie do końca podoba się gminom.

Nieczystości nie są dobrze pilnowane

Sprawdzanie sposobu gromadzenia ścieków w zbiornikach bezodpływowych i ich opróżniania jest obowiązkiem gmin, który ...

Równość w urzędzie

Równe traktowanie ze względu na płeć, wiek, stan zdrowia, niepełnosprawność, pochodzenie, narodowość, rasę, religię, ...

Turystyczne cuda przyciągają najmocniej

Pomorze Zachodnie to jeden z najchętniej odwiedzanych przez turystów regionów w Polsce. Ma piękne ...

Prezydent Torunia: Najważniejsi inwestorzy nie rozmawiają o koszcie siły roboczej

Firma to nie tylko produkcja. To pracownicy, którzy po ośmiu godzinach pracy szukają aktywności ...