طراحی شهر های مجازی با همزاد دیجیتالی (Digital twins)

0 62

در آینده طراحی شهر ها با استفاده از داده‌‌هاانجام می‌شود. طراحان به کمک نرم‌افزارهای شبیه‌سازی، دوقلوهای دیجیتالی یا همزاد دیجیتالی (Digital twins) را طراحی می‌کنند. مدیران، طراحان و مهندسین طرح‌های خود را بهبود می‌خشند و اثری که بر زندگی شهروندان دارد را مشاهده می‌کنند. میلیون‌ها انسان، مدرسه، فروشگاه، اداره، پارک، بیمارستان، خانه‌ها و سیستم حمل و نقل. در طراحی این شهرها باید به تمام این موارد توجه کرد. با تغییر یک مورد تمام این موارد تحت تاثیر قرار می‌گیرند. به همین دلیل برنامه‌ریزی را سخت می‌شود.

همزاد دیجیتالی یا Digital twins

تصور کنید ابزاری وجود داشته باشد که به سوالات ما به درستی پاسخ دهد: برای مثال «اگر ایستگاه مترو را در این نقطه قرار دهیم. چه تاثیری روی عابرین پیاده و ترافیک دارد؟» یا «چگونه می‌توان مردم را ترغیب کرد تا از اتومبیل‌های شخصی برای رفتن به سر کار استفاده نکنند؟» این‌جاست که نرم‌افزارهای شبیه‌سازی سه بعدی (۳D) اهمیت خود را نشان می‌دهد.

معماران، مهندسین، شرکت های ساختمانی و برنامه ریزان شهری مدت‌هاست از طراحی کامپیوتری و نرم افزارهای مدل‌سازی برای ساخت و طراحی پروژه های خود استفاده می‌کنند.

اما با وجود سنسورهای اینترنت اشیا (IoT)، داده‌های بزرگ (big data) و رایانش ابری می‌توان همزاد دیجیتالی کل شهر را شبیه‌سازی کرد. به کمک این فناوری همه چیز را تجزیه و تحلیل و بررسی نمود.

مایکل جانسون، رئیس اجرای Cityzenith در این‌باره می‌گوید: «همزاد دیجیتالی یا همانند دیجیتالی نمایش مجازی از ساختمان‌ها و اجزای مهم فیزیکی است که به داده‌ها و اطلاعات این اجزا متصل است. به طوری که الگوریتم‌های هوش مصنوعی (AL) برای بهبود کارایی اجزا روی آن اعمال می‌شود.»

طراحی شهر زیبای سنگاپور با شبیه‌سازی

در تصویر زیر شبیه‌سازی شهری در سنگاپور را با نرم‌افزار ملاحظه می‌کنید.

شهر مجازی سنگاپور

همزاد دیجیتالی سنگاپور

به گفته جورج لوه، مدیر پروژه: «شهر مجازی سنگاپور یک همزاد دیجیتالی سه بعدی از سنگاپور است که براساس داده‌های پویا طراحی شده است.‌ علاوه بر نقشه و داده‌های مربوط به زمین، ترافیک و اطلاعات آب و هوایی در اختیار برنامه‌ریزان قرار گرفت تا بتوانند آزمایش‌های مجازی را انجام دهند.» لوه ادامه می‌دهد: «برای مثال ما می‌توانیم مسیرهایی را مخصوص معلولین و افراد سال‌خورده طراحی کنیم.»

به کمک این فناوری مسیریابی، مناطق خوش آب و هوا برای ساخت ساختمان‌ها، ترافیک و …. را براساس داده‌های موجود بررسی و تعیین می‌کنند. به این ترتیب قبل از ساخت شهر تمام مسائل مربوط به آن پیش‌بینی شده و برنامه‌ریزان و طراحان برای حل آن‌ها اقدام می‌کنند.

در هند نیز شهر هوشمندی با نام «smart city» از سال ۲۰۱۵ در حال طراحی و ساخت است. هزینه این پروژه بالغ بر ۶٫۵ میلیارد دلار تخمین زده شده است. سنسورهای IoT پیشرفت ساخت و ساز را در زمان واقعی نشان می‌دهد. ۳۰ طرح طراحان توسط نرم‌افزار ادغام شده و مورداستفاده قرار می‌گیرد. این پلتفرم قادر است بیش از هزار مجموعه داده را در خود جای دهد و تمام ابزارهای طراحی و برنامه ریزی را که طراحان و پیمان‌کاران از آن استفاده می‌کنند، ادغام کند.

طراحی شهر هند

این شهر با جمعیت ۳٫۵ میلیون نفر، دارای آب و هوای گرم و مرطوب با دمای منطقه ۵۰ درجه سانتی‌گراد است. بنابراین نحوه ساخت و مقاومت ساختمان‌ها در این دما بسیار مهم است.

همزاد دیجیتالی پروژه تونل راه‌آهن با نرم‌افزار شبیه‌سازی بازی

یک مشاور مهندسی نروژی از نرم‌افزارهای شبیه‌سازی بازی برای بررسی طرح‌های خود استفاده کرده است. در پروژه تونل راه‌آهن در نروژ، از یک بازی واقعیت مجازی (virtual reality) برای شبیه‌سازی استفاده شد. به طوری که یک راننده قطار مجازی را هدایت و در تونل رانندگی می‌کرد. به این ترتیب موارد موردنظر را بررسی و آزمایش می‌کردند.

شبیه سازی تونل راه آهن

توماس آنگلتوتیت، یکی از اعضای پروژه، می گوید: «ما شرایط آب و هوایی، سرعت و غیره را بررسی می‌کردیم و آن را تغییر می‌دادیم. همه چیز کاملا واقعی بود و تعامل با آن را راحت می‌کرد. هر یک از اعضای پروژه نظرات خود را اعلام می‌کردند، بنابراین توانستیم طرح را تغییر داده و تنظیمات زیادی روی آن اعمال کنیم.» به این ترتیب تغییر طرح قبل از ساخت باعث صرفه‌جویی در وقت و هزینه می‌شود.

جمع‌بندی

نرم افزار شبیه‌سازی همزاد دیجیتالی یک کسب و کار سریع و در حال رشد است. شرکت‌هایی مانند Siemens، مایکروسافت و GE به Dassault Systemes و Cityzenith به عنوان مدیران اصلی پیوستند. شرکت تحقیقاتی گارتنر پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۰۲۱ نیمی از شرکت های صنعتی بزرگ از همزاد دیجیتالی استفاده خواهند کرد و تخمین می‌زند تا ۲۵ درصد در هزینه‌های عملیاتی صرفه‌جویی می‌شود. در آینده طراحی کاملا مجازی است و با داده‌ها هدایت می‌شود.

منبع: bbc

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.