数字孪生

智慧城市的数字孪生构想

纵观整个20世纪的城市规划思路,虽然其中不乏许多大胆的想法,但仍能感受到城市主义运动之后的经济大萧条和二战之后的建设狂潮。我们的城市在扩张,而商业在其中仍处于中心地位,而且与其他各行各业明确区分开来。

纵观整个20世纪的城市规划思路,虽然其中不乏许多大胆的想法,但仍能感受到城市主义运动之后的经济大萧条和二战之后的建设狂潮。我们的城市在扩张,而商业在其中仍处于中心地位,而且与其他各行各业明确区分开来。

在21世纪的澳大利亚,人们对于城市有了新的设计愿景。新冠疫情打破了办公室和工作之间的硬性关联,排山倒海般的通勤者出入各主要商业体的日子也成为历史。结合智慧城市建设热潮,新的宏观经济条件促使世界各地政府投资现代城市的规划和发展,重新构想我们的工作与生活方式。

但对一座繁华且经常拥堵的城市进行重建,就如同改造一架已经升空的飞机一样艰难,必须在开始之前进行周密的计划。

一段时间以来,城市规划者和政府一直在为交通和分区规划收集全局数据。但如今出现了一股新的技术浪潮,有助于捕捉更加精细的数据指标。

从噪音污染到树冠覆盖率、再到废水排污量,由数据主导的智能时代正在改变我们规划和重建城市的方式。智慧城市的规划还没有放之四海而皆准的办法——每处城市景观都需要在居民需求、基础设施和技术成熟度等方面寻求微妙平衡。虽然政府可以从国内外城市建设中汲取灵感,但城市空间的整体质量仍然取决于是否具备丰富的洞察和经验。

澳大利亚的智慧城市规划

数字孪生能够帮助城市规划者解决城市的具体问题,将当地环境以虚拟形式展现在设计团队的界面之上。用户可以直观地看到拟定的设计方案将如何影响现实世界中的一切,甚至可以模拟人口增长等未来变化趋势。

从本质上讲,城市数字孪生模型为规划人员带来了新工具,能够在实际施工之前测试解决方案是否有效。

作为一座充满活力的城市,巴塞罗那也迈出了自己的数字孪生探索脚步。该市利用自己的数字孪生副本,希望制定出首个“15分钟城市”改造计划。

15分钟城市这个概念,最初由Carlos Moreno教授提出,要求每位居民都能在15分钟以内从家中步行或骑自行车满足所有基本需求——例如购买日用百货、接受医疗服务、前往公共交通站点、上学、休闲娱乐和游览文化景点。

随着人们的办公空间不再高度集中在单一区域,这个想法也变得越来越切合实际。

如今,澳大利亚多个委员会也在部署数据驱动型城市规划,希望解决交通拥堵、住房价格高企、设施破坏、青年犯罪以及环境退化等城市问题。

以安利市为例,这里为数字孪生奠定了计算基础,希望准确测量和监控阿德莱德市议会景观中树冠覆盖率随时间推移的变化情况。

市议会承诺到2045年,将安利市的总体树冠覆盖率提高到20%。为了达成目标,他们需要了解不同政策和规划分别对应怎样的预期经济增长。

具体来讲,树木健康度和覆盖率被合并进了城市热图数据,用以反映特定树种及其树荫对街区环境的影响。

安利市开始部署智能长椅、智能触摸屏、数字停车许可证并开发出各类应用服务,希望广泛应用数据智能以真正影响现实世界、改善市民们的日常生活。

这样的智慧城市无疑展示出连通度更高、效率更可观的未来愿景——技术与数据的介入有望让城市变得更清洁、更可持续,同时提供各种自动化公共服务。

混合云是智慧城市的“理想云”

全球智慧城市的市场总规模预计将在2025年超过2.5万亿美元,这超出了2020年1万亿美元市场规模的两倍。在澳大利亚,已经有45处主要智慧城市区域正在开发当中,而各个区域也都在探索应提供怎样的选址、交通、社会和文化基础设施。

随着全世界朝着智慧城市的方向发展,那些仍在为实体资料时代下低效官僚机构设计的遗留系统必须接受改造,否则只会拖累整座城市在新时代的机遇窗口下固步自封。

世界经济论坛指出,智慧城市的建设方式必须承认,现有技术将不可避免地过时;城市必须不断发展创新,始终为未来的颠覆和变化做好准备。因此,混合云策略才是支持智慧城市的理想基础设施模型,其提供的灵活性和选择自由度能够根据需求变化随时迁移工作负载、应用程序和数据。

日本札幌市地方政府就使用了其首个混合云环境,让工程师们能够将工作负载置于最适合的云环境当中,从而释放资源、专注于设计出以数据为中心的可持续城市发展道路。

这种灵活性之所以至关重要,是因为数据相当于智慧城市建设中的基础资源——数据是城市智能化的基础,但数据只能由成千上万的传感器和设备提供。我们需要将其安全收集和存储起来,之后再进行全面分析。

而近期发生的一系列大规模数据泄露事件,加上对大型科技企业的强烈不满,已经导致公民对于互联环境越来越不信任。

所以,城市的互联互通必然建立在以市民为中心的“智慧”前提之上,而这样的前提又离不开边缘及核心场景下的严格隐私与数据保护。

新南威尔士州政府耗资4500万美元建立的智能场所加速计划,再次证明了澳大利亚对于智慧城市项目的高度关注。智慧城市和数字孪生战略将带来数之不尽的回报,但城市的数字骨干网首先要能够自动执行数据收集过程、确保收集内容的安全,并具备强大的功能以运行必要分析。

很明显,来自20世纪的IT基础设施并不足以应对21世纪的现实需求,在步入新时代的道路上,我们必须找到卸下历史包袱的突破性路线。

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