
城市就像夢,所有的想象都可以在夢中實現。
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——卡爾維諾
城市是人類活動最密集的地區,是承載人類生產生活空間的復雜巨大系統。大量數據交織在一起,使空間治理成為一個棘手的問題。
如何通過全局可視操作系統管理鋼筋水泥的實物空間?靈感可能追溯到60年代NASA阿波羅計劃,即將飛入宇宙的太空飛機制造了許多雙胞胎兄弟,用于飛行前訓練和地球模擬替代方案,這些物理雙胞胎模型飛行數據準確反映了飛行條件,并幫助宇航員在關鍵時刻做出正確的判斷。2010年NASA數字孿生概念正式提出,在科技界迅速引爆浪潮IoT領域玩家紛紛下海,數字間升級的必由之路。
試想在虛擬動態的數字世界中復制粘貼整個城市。事實上,這種海市蜃樓般的夢幻場景早已真正發生在科技手段下。當你乘坐地鐵、辦公樓和購物中心購物時,運營商Vicor代理員工實際上是在數字孿生創造的虛擬城市中幫助你管理這些場景的數據。
數字孿生四個特點簡要介紹
早期數字雙胞胎技術主要廣泛應用于工業界,也奠定了其全生命周期的第一個特點。熟悉工業制造領域的朋友應該聽說過產品生命周期管理(Product Life-Cycle Management, PLM)這個術語是指從客戶對產品的需求到產品市場的生命周期管理,從設計、上市、維護到淘汰整個迭代過程的各個階段都需要收集、處理和使用大量的數據。數字雙胞胎技術不僅可以作為數據庫完整接收和保護物理空間實體產生的信息,還可以實現基于任務的訪問,監控、模擬和優化整個生命周期中的產品,實現真正的可持續發展。
收集全周期數據的立足點在于數字雙胞胎技術的第二個特點——實時或準實時的復制能力,這也是與數字建模區分的最方便的特點。數字雙胞胎可以在數字空間中不斷更新和反饋本體的當前實時狀態,創建一個動態雙胞胎,與實體一起生長和變化,沒有明顯的滯后性,這是它的第三個特征。
數字雙胞胎技術除了基本的空間仿生功能外,還具有基本的數據分析功能,通過監控設備運行、傳感器更新、應用程序等數據,對未來空間運行狀態進行分析和評價。物理模型輸入運行數據,雙胞胎輸出未來信息,雙向運行也是數字雙胞胎技術發展的第四個特點。
2002年,他致力于研究數字孿生概念Michael Grieves教授曾經說過:信息是物理資源浪費的替代品,人們已經習慣使用能源、材料、硬件等物理資源在物理世界生產活動,但在新時代,信息是更有價值的資源,利用信息和數據分析和解釋物理環境的過去和未來狀態,并且可以反復使用,不浪費,降低試錯成本和物理損失。
數字孿生落地實驗
以中國常住人口比例最高的城市空間為例,利用數字雙胞胎搭建物理城市和數字城市之間的橋梁,通過收集大量的城市運營、規劃和建設數據,在數字平臺上搭建實時鏡像,描述和反饋城市的長壽命周期,實現全景監控更大的城市,微觀感知更小的角落。運營商只需坐在大屏幕前,就可以洞察原本看不見的空間隱形操作規律,遠程定位和控制城市中的各種系統和設備,并通過追溯事件軌跡進行決策分析。城市治理、經營、服務將走出盲人摸象的局面。
探索數字雙胞胎智慧城市已被納入中國十四五規劃和2035年愿景目標綱要。數字雙胞胎正從技術概念演變為中國轉型和變革的動力。將數字雙胞胎概念應用到智慧城市的實踐中。
以數字雙胞胎城市為導向的智慧城市建設受到國家政策的積極鼓勵,也因其自身的先進性吸引了許多企業。從長遠來看,面對大量的數據和數百個關聯方,管理部門和運營商需要加強數據治理和監督,同時,數字雙胞胎的建設應人類經驗驅動,以人為本,因地制宜尤為重要,根據不同的環境需求定制數字雙胞胎應用和實施計劃,創造高價值的智能場景,打擊客戶的痛點。
人類生活空間發展的歷史是人類文明的進化歷史。我們在數億年的進化空間中成長,并用新技術反饋空間建設。
Grieves教授曾經說過:字節(數據)應該用于最初消耗實際物理產品的地方。我們期待著數字雙胞胎技術在未來給我們帶來一個更加獨立和智能的空間技術新時代!
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