僅在去年，世界各地的城市就面臨著歷史性的洪水、火災(zāi)和極端高溫——此外還有全球大流行。
這一點(diǎn)，以及應(yīng)對(duì)氣候危機(jī)的日益緊迫，迫使城市領(lǐng)導(dǎo)人正是需要采取行動(dòng)并投資于增強(qiáng)韌性的工具。其中一個(gè)脫穎而出的工具是數(shù)字雙胞胎——一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的建筑物、基礎(chǔ)設(shè)施和其他物理資產(chǎn)的虛擬副本。
有一段時(shí)間，數(shù)字孿生似乎是最新的流行語(yǔ)：有趣但又有點(diǎn)無(wú)形。
ABI Research終端市場(chǎng)副總裁Dominique Bonte表示，現(xiàn)在，它們正在成為城市政府高效、經(jīng)濟(jì)高效地設(shè)計(jì)、規(guī)劃和管理其互聯(lián)基礎(chǔ)設(shè)施和資產(chǎn)的“終極工具”。
這家科技咨詢公司最近預(yù)測(cè)，到2030年，數(shù)字孿生將為城市節(jié)省2800億美元，并改善可持續(xù)性、循環(huán)性、脫碳和生活質(zhì)量。
在最近與Cities Today舉行的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上，Bonte和數(shù)字孿生提供商Cityzenith的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官M(fèi)ichael Jansen探討了節(jié)省和機(jī)會(huì)的實(shí)際意義。
Cityzenith旨在通過(guò)其全球清潔城市——清潔未來(lái)計(jì)劃，大規(guī)模釋放這些好處。該公司將其SmartWorldOS數(shù)字孿生平臺(tái)免費(fèi)捐贈(zèng)給城市，以幫助他們履行碳減排承諾。從紐約的一個(gè)項(xiàng)目開始，至少有10個(gè)有望在今年年底前簽約。Cityzenith計(jì)劃到2024年將100個(gè)城市納入其中，到2026年增加300個(gè)城市。最初的重點(diǎn)是將建筑物作為最大的排放源之一。
建設(shè)得更好
Bonte說(shuō)，城市數(shù)字孿生的一個(gè)主要好處是“第一次正確的建筑設(shè)計(jì)”。
他解釋說(shuō)：“今天，事情已經(jīng)建成，然后經(jīng)過(guò)測(cè)試，各種錯(cuò)誤和故障浮出水面，必須加以修復(fù)。”Bonte說(shuō)，這很昂貴，但數(shù)字孿生可以幫助在鋪設(shè)任何磚之前通過(guò)模擬發(fā)現(xiàn)大多數(shù)錯(cuò)誤。
這也是建筑改造和長(zhǎng)期能源效率的重要原則。
例如，Bonte表示，開發(fā)商可以使用數(shù)字孿生最大限度地提高屋頂?shù)奶?yáng)能容量——不僅僅是針對(duì)一棟建筑，而是通過(guò)“集體優(yōu)化”將所有設(shè)施整合在一起。
這種整體規(guī)劃和管理是最近宣布的Cityzenith項(xiàng)目的重點(diǎn)，該項(xiàng)目與紐約市2030區(qū)的非營(yíng)利合作伙伴合作。正在為布魯克林海軍造船廠內(nèi)的一組建筑、系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施生產(chǎn)的數(shù)字孿生將提供全面監(jiān)控建筑性能并規(guī)劃能源可持續(xù)性和氣候適應(yīng)力項(xiàng)目的能力。
該項(xiàng)目將從Bldg.77開始，這是一個(gè)占地100萬(wàn)平方英尺的倉(cāng)庫(kù)，最近經(jīng)過(guò)翻新，用于商業(yè)和制造用途。
Jansen評(píng)論道：“數(shù)字孿生在處理復(fù)雜性方面非常強(qiáng)大。實(shí)現(xiàn)凈零不僅僅是安裝智能建筑系統(tǒng)的問(wèn)題——這將使您成為其中的一部分。您還必須擁有可再生策略、行為改變策略以及其他基于財(cái)務(wù)和激勵(lì)的策略。數(shù)字雙胞胎特別擅長(zhǎng)幫助所有者優(yōu)化這些財(cái)務(wù)策略以及實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)的工程策略。”
Cityzenith的“清潔城市——清潔未來(lái)”試點(diǎn)正在探索定價(jià)模式。那些將通過(guò)數(shù)字孿生獲得最直接價(jià)值的人，例如商業(yè)公司，將從他們節(jié)省的費(fèi)用中支付少量費(fèi)用，以便免費(fèi)向城市提供該工具。
氣候適應(yīng)
數(shù)字雙胞胎也在為減緩氣候變化和安全戰(zhàn)略提供信息。
邦特解釋說(shuō)：“考慮[設(shè)計(jì)]道路，以最大限度地減少事故和緊急情況的數(shù)量，并最大限度地減少洪水。通過(guò)增加更多的綠色空間，您可以創(chuàng)造更多吸收多余洪水的能力，并至少減少洪水發(fā)生時(shí)的影響。當(dāng)然，當(dāng)這些災(zāi)難發(fā)生時(shí)，所有這些都代表了響應(yīng)管理方面的成本節(jié)約。”
印度價(jià)值65億美元的綠地智慧城市Amaravati的開發(fā)商使用Cityzenith的數(shù)字孿生技術(shù)，使十多個(gè)利益相關(guān)者能夠協(xié)同規(guī)劃一個(gè)區(qū)域，并模擬建筑、景觀和硬景觀如何將平均街道溫度降低8攝氏度。夏天的高峰。
另一個(gè)有時(shí)被忽視的優(yōu)勢(shì)是使用數(shù)字孿生來(lái)優(yōu)化公用事業(yè)的設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)，例如路燈、攝像頭和電信網(wǎng)絡(luò)。
Bonte說(shuō)：“借助數(shù)字孿生，您可以以最大化覆蓋范圍的方式定位路燈或Wi-Fi熱點(diǎn)，因?yàn)槟私饨ㄖ颷附近]的所有障礙物，因?yàn)槟鷵碛袦?zhǔn)確的3D信息。你可以自動(dòng)化和優(yōu)化位置，你可能可以用更少的路燈或更少的監(jiān)控?cái)z像頭實(shí)現(xiàn)相同的覆蓋范圍，這當(dāng)然也代表了成本的節(jié)省。”
同樣，數(shù)字孿生可用于建筑內(nèi)部，以改善房間、門窗的氣流、通風(fēng)和布局。由于COVID-19，這已成為優(yōu)先事項(xiàng)。
“就其本身而言，也許是間接地，這在醫(yī)療保健和疏遠(yuǎn)執(zhí)法方面節(jié)省了大量成本，”邦特說(shuō)。
奧蘭多體育和娛樂區(qū)正在使用Cityzenith的數(shù)字孿生集成物聯(lián)網(wǎng)(IoT)和建筑系統(tǒng)，并為其價(jià)值5億美元的市中心綜合開發(fā)項(xiàng)目打造“虛擬3D之旅”。這包括可視化空氣質(zhì)量和氣流。
隨著紐約第一個(gè)清潔城市——清潔未來(lái)Cityzenith項(xiàng)目的啟動(dòng)，該公司預(yù)計(jì)將很快宣布更多示范城市，包括鳳凰城和拉斯維加斯。
Jansen說(shuō)：“其他公司確實(shí)在銷售重新調(diào)整用途的BIM、CAD或GIS工具。我們實(shí)際上一直在構(gòu)建一個(gè)真正的數(shù)字孿生產(chǎn)品，利用游戲引擎技術(shù)進(jìn)行規(guī)模化、數(shù)據(jù)科學(xué)和物聯(lián)網(wǎng)傳感器集成，以便能夠擴(kuò)大規(guī)模并整合大量數(shù)據(jù)，從而為我們帶來(lái)一些令人難以置信的成果。使用市場(chǎng)上的現(xiàn)有工具無(wú)法做到這一點(diǎn)。我認(rèn)為這就是我們的優(yōu)勢(shì)所在。”
