Los gemelos digitales potencian las nuevas ciudades inteligentes

El concepto de "gemelo" tiene su origen en el "Proyecto Apolo" de la NASA, que consiste en construir dos vehículos espaciales idénticos, uno de los cuales se lanza al espacio para realizar una misión, y el otro permanece en la Tierra para su uso. Se utiliza para reflejar el estado de funcionamiento de las naves espaciales en el espacio durante la misión, ayudando así a los ingenieros a analizar y gestionar emergencias en el espacio. Por supuesto, las dos naves espaciales aquí son entidades físicas reales.

Hacia 2003, la idea del Gemelo Digital apareció por primera vez en el curso de gestión del ciclo de vida del producto del profesor Grieves en la Universidad de Michigan. Sin embargo, el término "gemelo digital" aún no se había propuesto formalmente en ese momento, y Grieves llamó a esta idea el "ideal conceptual para PLM (gestión del ciclo de vida del producto)".

No obstante, en esta idea se ha reflejado la idea básica de los gemelos digitales, es decir, el modelo digital construido en el espacio virtual interactúa con la entidad física a mapear, describiendo fielmente la trayectoria de operación del entidad física a lo largo de su ciclo de vida.

Aunque la tasa de crecimiento poblacional de China ha mostrado una tendencia a la baja año tras año en el nuevo siglo, afectada por la base poblacional y el nivel significativamente acelerado de urbanización, la población de China ha aumentado a 1.400 millones en 2021. El rápido aumento de la población y el desarrollo de la urbanización han provocado diversas "enfermedades urbanas", como la congestión del tráfico, el deterioro de la seguridad pública, la contaminación del aire y la contaminación acústica, que están afectando gravemente nuestras vidas. Las ciudades son demasiado grandes y en ellas se concentra demasiada gente en un corto período de tiempo, lo que inevitablemente conducirá a problemas prácticos como desempleo masivo, congestión del tráfico, aumento de la delincuencia, degradación ambiental y escasez de suministro de recursos como el agua dulce. y energía. Además de las enfermedades físicas y mentales a las que es susceptible la población urbana causadas por los problemas antes mencionados, estos problemas y contradicciones han restringido el desarrollo de las ciudades hasta cierto punto, han aumentado la carga sobre los gobiernos urbanos y han puesto a los gobiernos urbanos en un dilema.

La construcción de ciudades inteligentes lleva casi diez años desarrollándose, pero hasta ahora ninguna ciudad ha afirmado haber construido una ciudad inteligente. De hecho, las ciudades inteligentes se enfrentan a dos grandes obstáculos, técnicos y no técnicos, que son difíciles de superar, lo que dificulta el progreso.

El llamado cuello de botella técnico se refiere a la innovación del modelo de convergencia relativamente exitosa basada en la computación en la nube e Internet, mientras que la innovación original basada en la Internet de las cosas, big data, inteligencia artificial, blockchain y comunicación cuántica y otras tecnologías es extremadamente No ha surgido una falta de aplicaciones asesinas, y no se ha implementado la arquitectura ONE ICT que integra orgánicamente varios módulos funcionales, lo que da como resultado que la innovación solo permanezca en la superficie. El nivel de operación y gobernanza urbana se ha mejorado cuantitativamente. pero no ha habido ningún cambio cualitativo.

Los llamados cuellos de botella no técnicos se reflejan en el hecho de que el enorme problema de financiación necesario para la construcción de ciudades inteligentes aún no ha encontrado una solución, las fronteras entre el gobierno y el mercado son difíciles de distinguir, el ciclo del proyecto es largo y la inversión está llena de variables, ganancias corporativas y capital. La perspectiva de rendimiento es vaga y, con vacilaciones y vacilaciones, se puede imaginar el efecto del avance.

Además, no se han establecido los mecanismos de intercambio de recursos y colaboración empresarial necesarios para demostrar la sabiduría. Todavía es difícil transmitir información y la gobernanza colaborativa es difícil de lograr. Los dos cuellos de botella no resueltos han provocado que la ciudad inteligente muestre signos de estancamiento, y es urgente superar el modelo de construcción y desarrollo existente.

Las ciudades gemelas digitales recrean un "mundo virtual" correspondiente en el ciberespacio al digitalizar todos los elementos como personas, objetos y eventos en el mundo físico, formando un mundo físico en la dimensión física y una dimensión de información. El mundo digital es un patrón de convivencia y realidad virtual fusionados. La dinámica del mundo físico se retroalimenta al mundo digital con precisión y en tiempo real a través de sensores. La digitalización y las redes realizan la transición de la realidad a la virtualidad, y la inteligencia de red realiza la transición de la virtualidad a la realidad. A través de la interacción de la virtualidad y la realidad, se logra una iteración continua para lograr el mejor y ordenado funcionamiento del mundo físico.

Las ciudades gemelas digitales promoverán la construcción de nuevas ciudades inteligentes. La imagen virtual de la ciudad construida sobre el espacio de información se superpone al espacio físico de la ciudad, lo que cambiará en gran medida la faz de la ciudad. remodelar la infraestructura urbana y formar una combinación de lo virtual y lo real. Se creará una nueva forma de desarrollo urbano con interacciones gemelas, con la ayuda de una percepción más ubicua e inclusiva, redes más rápidas y una informática más inteligente; .

Las ciudades gemelas digitales no solo otorgan al gobierno de la ciudad capacidades de planificación general y gobernanza en tiempo real, sino que también brindan a todos los ciudadanos una experiencia de vida de calidad.

Mejorar la calidad y el nivel de la planificación urbana: las ciudades gemelas digitales realizan análisis rápidos de "qué pasaría si" y planificación virtual, que pueden comprender rápidamente la "influencia" de la ciudad y comprender el pulso del funcionamiento de la ciudad; ciudad en las primeras etapas de planificación y características de construcción, evaluar el impacto de la planificación, evitar perder tiempo en planificación y diseño poco realistas, evitar el rediseño durante la etapa de verificación y promover tecnologías innovadoras para apoyar la implementación de diseños de ciudades inteligentes de alto nivel a menor costo y velocidad más rápida.

Ahorre el tiempo y el costo total de viaje de los ciudadanos: detecte las condiciones de la carretera de inmediato, proporcione alarmas de accidentes y desvíe la congestión. Elimine los riesgos de seguridad de los equipos para los ciudadanos y brinde atención y una sensación de seguridad a los ciudadanos mediante el monitoreo en tiempo real de los incidentes de seguridad en toda la ciudad.

Cree una atmósfera social más civilizada: comportamientos como pisotear el césped, vehículos no motorizados que ocupan carriles motorizados y vehículos no motorizados que conducen en la dirección equivocada se envían en línea al departamento de supervisión de la ciudad para su exposición. sirviendo efectivamente como una advertencia y mejorando el civismo de todo el pueblo.

Los requisitos actuales de la aplicación de ciudad inteligente incluyen principalmente las siguientes partes:

Planificación de ciudad inteligente

Durante el anuncio del plan general y el plan detallado del nuevo distrito y el En la etapa de diseño del plan urbano, es necesario restaurar la planificación urbana futura al espacio urbano real de acuerdo con 1:1, que es diferente de los dibujos y representaciones de planificación tradicionales del pasado, y presentarlo a los administradores de la ciudad, diseñadores urbanos y al público de la forma más intuitiva. En términos de granularidad, la granularidad de los datos se refina a una tubería de agua, un cable, un accesorio electromecánico dentro del edificio y cada planta y árbol fuera del edificio. En términos de amplitud, cubre terrenos, ríos, carreteras y edificios. En el terreno, la red de tuberías subterráneas, los túneles y las líneas de metro brindan empoderamiento visual para la construcción urbana, ven de manera integral el plano futuro de la ciudad y deducen la planificación urbana. Ayude a los administradores de la ciudad a comparar planes de diseño urbano de manera más intuitiva y completa, y a tomar mejores decisiones de planificación urbana. Al atender todo el ciclo de vida de la planificación, construcción y operación urbanas, proporciona un modelo en línea para que todos los departamentos del centro de comando integral urbano brinden apoyo para la construcción urbana posterior.

El panel de datos debe integrar una descripción general de datos urbanos, densidad de población, planificación de la población de nuevas ciudades, planificación del terreno de construcción, planificación del área urbana principal y otros datos relacionados con la planificación para mostrar visualmente el estado actual y futuro de la ciudad. indicadores de planificación.

Diseño y construcción de ciudades inteligentes

En la etapa de diseño y construcción urbanos, es necesario utilizar una plataforma de simulación digital tridimensional y la restauración de simulación de infraestructura del sitio de construcción para mejorar la eficiencia de la ingeniería. bajo la premisa de realizar una gestión visual inteligente del nivel de información de gestión de la construcción de ingeniería.

El panel de datos debe mostrar datos de monitoreo ambiental en tiempo real, información de ingeniería del proyecto, planos de nodos, lista de personal de administración en el sitio y estadísticas de tipo. Lograr una imagen unificada de la gestión de proyectos, la gestión de personal y la gestión de seguridad para garantizar la seguridad del personal de construcción, lograr una gestión y despacho eficientes del personal y mantener la seguridad ecológica del entorno de construcción.

Operaciones de gestión de ciudades inteligentes

La gobernanza urbana es una parte integral de recomendar la modernización del sistema de gobernanza nacional y las capacidades de gobernanza. La simulación del gemelo digital es la realización de "apoyar a industrias empoderadas con datos". inteligencia y realización urbana La clave para una "asignación óptima y un despacho inteligente de los recursos públicos" es el núcleo para que las ciudades sean despachables, operables y evaluables.

Con la ayuda de la tecnología de gemelos digitales, la construcción de escenarios operativos de ciudades gemelas digitales transformará en gran medida la faz de la ciudad, remodelará la infraestructura urbana, realizará la evaluación de impacto de la asignación dinámicamente optimizada de los recursos públicos de la ciudad, y construir una conducción digital La cabina muestra la situación operativa actual de la ciudad de manera digital, logrando una toma de decisiones de gestión urbana colaborativa e inteligente con "conocimiento de la situación", "apoyo a la toma de decisiones" y "procesamiento de circuito cerrado" para garantizar una conducción segura y ordenada. funcionamiento de la ciudad.