Уровень неопределенности, вызванный пандемией, вызвал сомнения в работе критически важной городской инфраструктуры, производительность таких инфраструктурных сетей столкнулась с огромными проблемами с точки зрения управления их активами.

Оценка производительности инфраструктуры привязана к точным детализированным данным на географическом уровне, их отсутствие приводит к сложным мерам и вмешательствам. В этом отношении урбанизация вкупе с пандемией сняли необходимость в подключенной и устойчивой инфраструктуре.

В связи с этим государственные и частные организации готовы разработать инфраструктуру и план операций для устойчивого управления городом с цифровой экосистемой инфраструктуры.

Подключение городской инфраструктуры для устойчивого управления городом

Цифровые двойники (Digital Twins) находятся в авангарде создания единой системы подключенной инфраструктуры с помощью интеграции решений 4IR, таких как IoT

Примечание: 4IR - 4-я индустриальная революция, IoT – Интернет вещей

Цифровой двойник с его возможностями упрощения использования общей платформы «системы систем» или «единого операционного центра» представляет собой трансформирующее решение для обеспечения цифрового представления активов с геопространственной информацией.

Эта врожденная особенность Digital Twins наряду с другим преобразующим решением, таким как IoT, обеспечивает эффективные и устойчивые способы управления активами с помощью: Проектные и инженерные данные Операционные данные Данные по техническому обслуживанию Моделирование производительности и Данные моделирования сценария

4D Цифровая среда – от BIM, ГИС до цифрового двойника для подключенной инфраструктуры

Геопространственные данные с устройств GPS, гиперспектральные изображения и датчики позволили ГИС-платформам создавать, отображать и анализировать данные инфраструктуры во временном масштабе. Платформы BIM интегрировали данные управления проектами (из Primavera, MS Project и т. Д.), чтобы облегчить 4D - временной фактор графика строительства и эксплуатации в 3D-модели.

В первом случае 4D-карты могут использоваться для коммунальных служб и управления активами, чтобы выполнять виртуальный мониторинг и инспекцию.

Модели глубокого обучения достигли значительного прогресса в ГИС-платформах для создания связанных функций в виде автоматически сегментированных и классифицированных геопространственных функций высокого разрешения.

Эти геопространственные функции используются мультидисциплинарными заинтересованными сторонами в управлении города для координации и сотрудничества в операциях и управлении инфраструктурой.

Digital Twins взяли на себя роль интегрированной централизованной платформы или «нервного центра», способного хранить разнообразный набор информации (включая Geospatial, Engg., O&M) нескольких активов, охватывающих несколько инфраструктур.

Развитие преобразующих решений 4IR, таких как аналитика данных с использованием искусственного интеллекта, облако и Интернет вещей, превратило роль цифровых двойников из цифрового представления физической инфраструктуры во всеобъемлющего поставщика реальных решений.

Это позволяет Digital Twins предоставлять решения для управления инфраструктурой на всех этапах жизненного цикла, включая этапы от проектирования до выполнения, эксплуатации и технического обслуживания (O&M), а также улучшение или расширение локальной инфраструктуры.

Таким образом, цифровые двойники постепенно стали предпосылкой для создания подключенной инфраструктуры в городах. Некоторые из преимуществ Digital Twins в этом аспекте включают эффективное управление спросом и предложением на критически важную инфраструктуру, такую как услуги водоснабжения, электроснабжения и канализации, в режиме реального времени.

4IR Technologies & Digital Twin - Расширенная аналитика для подключенной инфраструктуры

Появление индустрии 4.0 с передовыми датчиками, искусственным интеллектом (AI) и внедрением Интернета вещей (IoT) расширило возможности решений Digital Twins для создания усовершенствованных приложений в сфере управления городами и инфраструктурой.

Digital Twins обеспечивает виртуальное представление оборудования, процессов, информации о рабочих процессах и цифровых данных физических активов, которые извлекаются с нескольких датчиков и синхронизируются в режиме реального времени. Интеграция цифровых двойников с искусственным интеллектом и большими данными помогает оптимизировать операции инфраструктуры, снизить затраты и время, связанные с эксплуатацией и техобслуживанием, за счет внедрения профилактического обслуживания.

Например, поставщики коммунальных услуг (телекоммуникационные, энергетические компании и т. д.) могут использовать приложение Digital Twins для идентификации рабочих процессов, чтобы снизить эксплуатационные расходы и выявлять критические проблемы в управлении активами.

В последнее время рассматриваются расширенные возможности Искусственного интеллекта/Машинного обучения наряду с облачной аналитикой для включения расширенного прогнозного моделирования для инженеров в инфраструктуры виртуального «стресс-тестирования».

Такие тесты позволяют органам управления инфраструктурой планировать превентивные меры и выявлять слабые места в своих активах, чтобы повысить общую устойчивость инфраструктуры. Точно так же технические специалисты могут просматривать исторические данные, исходя из прошлых эксплуатационных возможностей инфраструктуры, и им предоставляется функция «воспроизведения» для запуска моделирования сценария.

Инфраструктура города может быть расширена и / или модернизирована на основе такого сценарного моделирования, а также разработаны надежные планы снижения рисков. Таким образом, применение расширенной аналитики с помощью Digital Twins позволяет руководству города выйти за рамки автоматизации инспекций и мониторинга и прогнозировать долгосрочное управление жизненным циклом устойчивой инфраструктуры.

Об авторе:
Kasirajan (Касираджан) - градостроитель и консультант по стратегии, его текущие обязанности включают стратегические бизнес-исследования и отраслевой анализ, относящийся к производственно-сбытовой цепочке AEC, с упором на оцифровку и проникновение ConTech в строительный сектор.

Источник:
https://www.geospatialworld.net/blogs/digital-cities-digital-twins-for-connected-city-infrastructure/