数字孪生能够颠覆全球资本项目和基础设施的规划、建设和运营方式。
这归因于它们增强的可预测性和性能能力。这一创新技术最重要的应用案例是在城市发展和运营中的资本项目。城市已经成为数字孪生技术的早期应用者,因此,城市规划者正在使用虚拟模型来获得竞争优势。
随着越来越多的全球城市,包括世界上最大的城市,开始采用数字孪生,建筑业必须审视它们究竟如何影响大型项目,以及这种影响在未来将如何发展。
对城市发展的好处
通过集成整个资产生命周期的数据和信息,数字孪生技术可以实现更有效的资产设计、项目执行和资产运营。作为一种数据资源,它可以改进资产的设计、对现有资产的理解、运行模拟和场景,或者为未来的工作提供数字快照。
对于参与城市运营的供应链上的利益相关者来说,与传统的方法和技术相比,这项技术为他们提供了更多的工具和信息。
数字孪生提供了尽可能有效地管理城市所需的工具。建设进度、能源消耗、环境状况、公共安全、废物管理、安全监控、交通改善和基础设施管理只是通过执行数字双胞胎可以改善的领域中的一部分。
除了建设和运营,数字孪生还惠及城市居民,他们可以利用技术探索不同的规划决策将如何影响他们的日常生活。通过使用可视化模拟或衍生数据,市民可以知道规划方案将如何改变他们公寓的视野或他们上下班途中的交通拥堵。
数字孪生的落地
采用数字孪生的好处表明,在一个重大项目(如开发一个全新的城市)的开始阶段就整合这项技术的好处。世界各地的城市开始认识到这些好处,因此,数字孪生技术的落地应用越来越多。
印度安得拉邦的新首府阿玛拉瓦蒂在2019年达沃斯世界经济论坛上宣布,它是第一个拥有数字孪生的完整城市。该城市是继新加坡、格拉斯哥和波士顿之后,最新发展数字孪生的中心城市,这三个城市也使用了数字技术。
数字孪生技术正被用来尽可能有效地建设城市;在阿玛拉瓦蒂发生的一切都将是预先情景化的,从而优化结果。人们希望该项目将为该行业提供必要的推动力,以彻底改变城市的设计、建设和管理方式。
已建城市的数字孪生
就像建筑资产的数字孪生一样,城市的数字孪生也可以追溯创建。可以通过查询已建资产的实时数据来创建校准模型,该模型用于确定仿真模型的适当输入,然后将其与测量的传感器和仪表数据进行比较。然后,经过校准的模型将成为数字资产。
对于城市而言,这意味着可以以数字方式重新创建已建立的城市位置,不仅可以测试和分析城市的输出和模式,还可以充当模拟模型。
纽卡斯尔最初是纽卡斯尔大学和诺森比亚水务公司之间的一个研究项目,是第一个使用技术以数字方式重现整个城市的数字城市。根据纽卡斯尔大学城市观测站提供的数据,该虚拟复制体用于测试城市如何应对各种挑战,例如气候变化和人口增长。电脑复制品允许专家进行实时弹性测试,以了解其基础设施将如何反应。
这是第一个此类项目,目的是让世界上更多的城市能够对未来的威胁做出快速有效的反应,包括海平面上升、反常的天气事件、干旱和能源短缺。
未来会怎样?
虽然数字孪生可以极大地减少错误,并改善城市的规划、建设和运营,但显然数据安全和信息共享仍然是一个挑战。
为了在城市中使用数字孪生并实现它们的潜力,建筑部门需要在全球范围内采用一种可互操作、集成和包容的建设方法。
如果建筑业克服这一挑战,数字孪生将改变我们城市的规划、建设和运营方式,在世界各地创造更高效的城市。