Kembar digital dan pembangunan bandar yang mampan

Bencana alam seperti banjir dan gelombang panas menunjukkan kekurangan kawalan sebenar ke atas alam sekitar - walaupun sesetengah bencana ini sebenarnya berpunca daripada membuat keputusan dan kecuaian manusia.

Kekerapan dan keterukan bencana alam yang semakin meningkat telah membawa perhatian yang lebih besar kepada keperluan mendesak untuk kemampanan bandar, dengan teknologi berkembar digital memainkan peranan utama dalam menangani cabaran ini.

Takrifan kembar digital ialah model komputer proses fizikal atau salinan entiti fizikal Mereka pada dasarnya adalah model maya yang nyata dan tepat.

Kelebihan kembar digital

Kembar digital dijangka menjadi alat penting untuk pembangunan lestari bandar, kerana mereka membenarkan penyelidik mencipta semula persekitaran bandar tertentu dan meniru faktor atau proses yang mempengaruhinya, seperti sebagai pengangkutan pintar.

Kembar digital juga boleh digabungkan dengan penderia dalam persekitaran untuk menyediakan data masa nyata untuk pemantauan yang ketat.

Penyelidik kemudiannya boleh menggunakan kecerdasan buatan untuk memahami proses ini dan cara ia mempengaruhi alam sekitar, meramalkan keadaan dan kesan masa hadapan serta membuat keputusan yang mampan.

Kajian kritikal kami tentang kembar digital dan potensi mereka dalam bidang kemampanan bandar menunjukkan bahawa perkembangan teknologi terkini ini telah membuktikan kesannya terhadap kewangan dan kemampanan organisasi awam dan swasta.

Kami menunjukkan bahawa kembar digital boleh memantau data masa nyata aset fizikal dan melihat prestasi mereka dalam senario persekitaran maya yang berbeza, menjadikan peruntukan sumber lebih cekap.

Sebagai contoh, dengan mengukur dan mensimulasikan kapasiti air hujan bagi rangkaian jalan raya baharu, gabungan data penderia sejarah dan masa nyata boleh digunakan untuk mereka bentuk bandar sensitif air untuk mengurangkan sisa dan kehilangan.

Halangan kepada pelaksanaan kembar digital

Walaupun kembar digital bandar (UDT) mendahului dalam menyelesaikan isu teknikal, etika dan sosio-teknikal, masih terdapat beberapa halangan untuk penerapannya. Jadi bagaimanakah teknologi ini boleh digunakan untuk menyokong pembangunan bandar yang mampan?

Kejayaan teknologi UDT bergantung pada komunikasi dua hala yang tepat pada masanya antara persekitaran fizikal dan digital – ini tidak boleh diketepikan.

Faktor pertama yang kami temui ialah ramai pembuat keputusan tidak mempunyai celik digital, yang menyebabkan mereka kurang berminat dengan teknologi digital dan menyumbang sedikit kepada mereka dari segi sumber penyelidikan dan kewangan.

Oleh itu, lebih bersedia kita dari segi teknologi, lebih besar kemungkinan kita untuk menerima pakai teknologi digital dalam organisasi atau aktiviti harian kita.

Akhir sekali, perlu ada standard dan model data kongsi supaya data penting tidak kekal dalam silo.

Persatuan profesional seperti Australian Surveying and Spatial Science Institute (SSSI) Standards Australia, Engineers Australia and the Planning Institute of Australia (PIA) percaya bahawa standardisasi adalah penting dalam membangunkan bahasa yang sama merentas pihak berkepentingan dan bidang kuasa, Proses dan model data memainkan peranan yang penting.

"Prinsip Spatial untuk Menyokong Kembar Digital Persekitaran Terbina dan Semula Jadi" yang dibangunkan oleh Majlis Maklumat Spatial Australia New Zealand menekankan peranan penyeragaman dalam pengurusan maklumat dan data, kebolehoperasian UDT, privasi dan keselamatan.

Amanah AI

Masalah yang dihadapi oleh banyak industri ialah keputusan algoritma boleh dipersoalkan dan diragui disebabkan isu akauntabiliti dan ketelusan.

Kajian terbaru yang kami jalankan menunjukkan bahawa kecerdasan buatan (XAI) yang boleh dijelaskan, atau AI yang boleh menerangkan keputusannya, mempunyai peranan penting dalam meningkatkan ketelusan pembuatan keputusan AI dan kepercayaan orang ramai. Hasil penyelidikan ini diterbitkan dalam jurnal Nature Sustainability.

XAI menyelesaikan masalah yang disebabkan oleh konsep "kotak hitam" - malah pembangun AI tidak dapat menjelaskan dengan jelas mengapa mereka mencapai keputusan tertentu atau membuat keputusan khusus.

Teknologi digital semasa hanya mengukur aspek objektif entiti bandar, memfokuskan pada ciri fizikal bandar seperti ketinggian bangunan, kanopi pokok, jenis dan ketumpatan guna tanah, seni bina 3D, visualisasi pembangunan semula bandar dan penilaian tenaga bangunan .

Walau bagaimanapun, kembar digital sepatutnya bahawa bandar adalah gabungan ciri objektif (fizikal dan berfungsi) dan ciri subjektif (pembinaan sosial dan pengalaman tempat).

Walaupun beberapa kajian telah menunjukkan keupayaan baharu dalam mengukur kualiti tempat, akses yang saksama kepada kemudahan, dan kemasyarakatan ruang bandar, simulasi seluruh sistem dan aplikasi praktikal masih tidak mencukupi dan harus menjadi tumpuan penyelidikan masa depan untuk mencegah penggunaan Model yang tidak tepat membawa kepada keputusan dan strategi yang lemah.

Gabungkan kepakaran untuk membina bandar digital

Oleh kerana aplikasi bandar digital begitu meluas, begitu juga kepakaran di belakangnya.

Dengan melibatkan profesional IT dan kejuruteraan dengan penggubal dasar, pengguna akhir serta pakar perancangan dan pembinaan, kami boleh memanfaatkan nilai teknologi digital dengan lebih baik untuk menangani cabaran masa depan dan mengembalikan pelaburan semasa kepada komuniti.

Kerajaan negeri Australia telah mula memanfaatkan keupayaan kembar digital untuk memberi perkhidmatan yang lebih baik kepada komuniti mereka. NSW Spatial Digital Twin menyediakan aliran kerja digital kolaboratif merentas organisasi di seluruh negeri. Ia mengagregat dan menggambarkan maklumat lokasi dalam model dinamik dan berbilang dimensi dunia sebenar.

Kerajaan Victoria telah dianugerahkan $37.4 juta untuk membangunkan platform Victoria Digital Twin, menyepadukan volum besar 2D, 3D dan data masa nyata melalui satu platform dalam talian.

Projek ini didorong oleh projek perintis kembar digital kerajaan di Fisherman's Bay dengan kerjasama Universiti Melbourne dan pihak berkepentingan lain.

Kita tahu bahawa kembar digital seharusnya lebih daripada sekadar replika, ia harus digabungkan dengan proses fizikal atau entiti ke dalam sistem siber-fizikal-sosial.

Sistem sedemikian mungkin lebih seperti otak daripada kembar - ia mempunyai saraf deria, mekanisme yang boleh mengubah sistem fizikal atau digital, dan mekanisme kawal selia yang memastikan sistem fizikal dan digital seimbang.

Kami telah mula meningkatkan kemahiran, meningkatkan kesedaran di kalangan profesional, pengurus dan eksekutif, dan mendidik tenaga kerja masa depan tentang teknologi kembar digital. Program pendidikan baharu kami, seperti Sarjana Kejuruteraan dalam Infrastruktur Digital dan Sijil Siswazah dalam Kejuruteraan Digital (Infrastruktur), menangani cabaran teknikal, etika dan sosio-teknikal.

Kami juga bekerjasama dengan industri untuk mengenal pasti keperluan kejuruteraan digital masa depan industri infrastruktur Australia dan global, yang berkembang pesat dan menerima pakai Pemodelan Maklumat Bangunan (BIM), Internet Perkara (IoT) dan realiti maya dan lain-lain alatan digital.

Memanfaatkan penyelidikan dan pembangunan ke dalam teknologi baru muncul dan program pendidikan ini, kami mencipta keupayaan baharu untuk set kemahiran masa depan, menggabungkan data berangka dengan statistik, pembelajaran mesin dan simulasi data.

Matlamatnya mudah – untuk melibatkan diri dengan lebih baik dengan komuniti dan berkomunikasi proses fizikal dan sosial, corak dan ramalan dalam reka bentuk bandar masa depan yang mampan.

Atas ialah kandungan terperinci Kembar digital dan pembangunan bandar yang mampan. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!