Warum sind digitale Zwillinge für Smart Cities unerlässlich?
Mit dem Wachstum und dem Boom bei der Einführung von IoT-basierten Technologien haben digitale Zwillinge in vielen Branchen an Popularität und Umsetzung gewonnen und sind zu einem unverzichtbaren Element in intelligenten Städten geworden. Ob in der Stadtplanung oder der Ressourcenoptimierung, sie ermöglichen die Simulation von Plänen, bevor sie umgesetzt werden, und nehmen Probleme vorweg, bevor sie Realität werden.
Die Utopie, in einer Stadt zu leben, die von intelligenten Daten angetrieben wird, die Verkehrsstaus, das Versagen eines Bauwerks oder das Eintreffen einer Umweltkatastrophe vorhersehen können, ist bereits Realität. Wir verraten Ihnen alle Details!
Bedeutung von digitalen Zwillingen in Smart Cities
Die Smart Cities haben sich als die perfekte Lösung zur Bewältigung der ökologischen und sozialen Probleme positioniert, die sich aus der rasanten Urbanisierung der letzten Jahre ergeben. Sie sind der Weg in die Zukunft, um die Lebensqualität der Bürger zu verbessern und gleichzeitig ein nachhaltigeres Stadtmodell zu erreichen.
Eine Nachbildung wie der digitale Zwilling, der ständig mit den Daten seines physischen Zwillings aktualisiert wird, ermöglicht es den Nutzern, Daten zu analysieren, Systeme zu überwachen und Simulationen durchzuführen, als ob sie mit dem realen Objekt arbeiten würden. Dieses Konzept stammt aus dem Fertigungssektor, da es die Erprobung einer neuen Anlage ermöglicht, ohne das Risiko eines Ausfalls während der Erprobung der realen Anlage. Heute reichen die Anwendungen von der Erprobung neuer Entwürfe oder Räume über die Durchführung von Gesundheitsdiagnosen bis hin zur Gewährung des Zugangs zu öffentlichen Räumen für die Bewohner oder zur Ermöglichung einer effizienteren Verwaltung von Städten und vielem mehr.
Im Zusammenhang mit intelligenten Städten sammeln digitale Zwillinge kontinuierlich Informationen aus der Umgebung durch Sensoren, Drohnen und mobile Geräte sowie von Fahrzeugen, Gebäuden, Infrastrukturen oder Menschen. Hinzu kommen Daten aus dem IoT, die durch den Einsatz von KI und fortschrittlicher Analytik ergänzt werden.
Diese Technologien sind in der Lage, statische, historische und synthetische Daten fast sofort zu verarbeiten, um wertvolle Informationen über die Leistung der Stadt zu liefern. Ein digitaler Zwilling fungiert somit als Beschleuniger dieser Strategien und ermöglicht es Organisationen des öffentlichen Sektors, Erkenntnisse und Zusammenhänge effektiver zu ermitteln und mehr Vertrauen zu schaffen.
Städte, die in der Lage sind, sich diese Technologie zunutze zu machen und die Vorteile zu nutzen, werden am stärksten prosperieren. Die Abkehr vom traditionellen Ansatz bei der Stadtplanung bringt große Vorteile mit sich, z. B. die Möglichkeit, virtuelle Entwürfe mit intelligenten Karten zu vergleichen, die durch Geodatenanalysen gesteuert werden. Mehrere, große und komplexe georeferenzierte Daten können visualisiert, verarbeitet und analysiert werden. Der digitale Zwilling ändert sich dynamisch in Echtzeit, wenn sich der Zustand des physischen Objekts ändert, was Zeit spart und die Reaktionsfähigkeit erhöht.
Vorteile von digitalen Zwillingen in Smart Cities
Die digitalen Zwillinge optimieren die Planung, den Betrieb, die Finanzen, die Entscheidungsfindung bei der Reduzierung von Kohlenstoffemissionen oder den Bau großer Projekte auf einfache Weise.
Die Nutzer können von Kosteneinsparungen, erhöhter Produktivität und umweltfreundlicheren Modellen profitieren. Risiken, die durch Naturkatastrophen entstehen, können simuliert werden, um eine widerstandsfähigere und nachhaltigere Umgebung zu schaffen. Darüber hinaus kann es eine vorbeugende Wartung von Sachanlagen oder städtischen Netzen auslösen, um Ausfallzeiten oder Betriebsprobleme zu minimieren.
Die Planung für das rasante Wachstum der Städte in den nächsten Jahren ist von entscheidender Bedeutung für das reibungslose Funktionieren der Städte, vom öffentlichen Nahverkehr über die Sicherheit im Einzelhandel bis hin zu Wohngebäuden. Digitale Zwillinge liefern bessere Informationen zur Bewertung der Risiken und Chancen von Großprojekten. Sie sind auch ein leistungsfähiges Instrument zur Erleichterung der Abstimmung zwischen dem öffentlichen Sektor, dem Privatsektor, der Gesellschaft und den politischen Entscheidungsträgern.
Die Fähigkeit, Szenarien zu simulieren und Daten durch eine virtuelle Darstellung der realen Welt in wertvolle Einsichten zu verwandeln, ermöglicht eine verbesserte Politik- und Dienstleistungsformulierung sowie den Nachweis einer guten Regierungsführung und Wertschöpfung für Gemeinschaften.
Digitale Zwillinge und Nachhaltigkeit
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Die Entwicklungsländer sind mit dem schnellsten Urbanisierungsprozess der Geschichte konfrontiert, so dass ein enormer Bedarf an der Schaffung großer erschwinglicher Wohneinheiten und voll ausgestatteter städtischer Gebiete besteht. Neben der Notwendigkeit, diese Wohngebiete zu entwickeln, sind heute die Faktoren Nachhaltigkeit, Verbesserung der Lebensqualität der Bürger und Erhaltung des natürlichen, sozialen und lokalen Erbes von entscheidender Bedeutung. Außerdem sind die Ressourcen und die Zeit begrenzt, so dass effiziente Lösungen gefunden werden müssen, um diese globale Herausforderung zu bewältigen.
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, haben wir mit Heijmans, einem der führenden europäischen Bauunternehmen, zusammengearbeitet, um eine „Kommandozentrale“ zur Steuerung, Überwachung und Analyse aller Geräte und Anlagen im Land zu schaffen, mit dem Ziel, den Verkehrsfluss und die Instandhaltung der Infrastruktur zu verbessern.
Wir haben die Azure Digital Twins Services genutzt, um ein virtuelles Abbild des IoT-Ökosystems zu erhalten. Dieser Dienst hat es uns ermöglicht, Standorte, Geräte und die Beziehungen zwischen ihnen zu modellieren, um den räumlichen Graphen zu erstellen.
Alle gesammelten Informationen können auf der Website visualisiert werden, die eine Karte (unter Verwendung von Azure Map) anzeigt, auf der die angegebene Straße sowie die verschiedenen iVRIs an ihren Standorten mit zugehörigen Informationen (Fehler, Vorfälle, Metadaten…) zu sehen sind. Es gibt auch andere Optionen, wie Power BI-Grafiken und gespeicherte Daten. E-Mail-Benachrichtigungen erfolgen über Azure SendGrid und werden ausgelöst, wenn bestimmte Ereignisse eintreten, wie z. B. Geräte-Signalfehler.
Andererseits haben wir besonderen Wert auf Sicherheit gelegt und Software implementiert, die automatisch auf Fehler, Schwachstellen und andere mögliche Probleme prüft, die das Projekt gefährden könnten, von der Datenbankverschlüsselung bis zur Definition von Authentifizierungsabläufen, Sicherheitszertifikaten usw.
Das Ergebnis ist eine hochgradig skalierbare Cloud-Architektur mit AKS, die mehr als 25 verschiedene Arten von Sensoren aufnimmt. Derzeit verwalten wir 40.000 Geräte und es kommen ständig weitere hinzu, so dass wir in diesem Jahr 150.000 Geräte erreichen wollen.
Die Strukturen der Zukunft schaffen
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Die derzeitigen Stadtplanungsprozesse stoßen bei der Berücksichtigung von Umwelt- und Wachstumswerten auf zahlreiche Hindernisse, die ein Überdenken der Stadtentwicklungsmodelle erzwingen. Darüber hinaus erleben wir in vielen Branchen, wie die Digitalisierung ihnen zahlreiche Wettbewerbsvorteile bringt, Zeit und Kosten spart und die Sicherheit erhöht.
Die Vorteile der Nutzung des Digitalen Zwillings sind so zahlreich, dass sie den Industriesektor revolutionieren werden. Wir verfügen über ein realitätsgetreues Modell, an dem wir Tests durchführen können, ohne das nachgebildete Infrastruktursystem zu gefährden, wir können neue Szenarien entwerfen und ihr Verhalten gegenüber den von uns eingeführten Varianten beobachten, wir können die Produktivität auf agilere Weise verbessern, mögliche Veränderungen vorhersagen und Ausfälle oder Probleme vorhersehen….
Dank dieses intelligenten digitalen Überwachungssystems können wir die Belastung und die Leistung des zu untersuchenden Gebäudes/öffentlichen Raums/der zu untersuchenden Brücke in Echtzeit messen und seine spezifische Situation analysieren, um sicherzustellen, dass die Anlage sicher ist und einwandfrei funktioniert, und um eine realistische Vorhersage der Nutzungsdauer zu treffen. Dank der großen Menge an Daten, die wir über die installierten Sensoren erhalten, wissen wir nun jederzeit, in welchem Zustand sich unser Gebäude befindet, was es uns ermöglicht, Entscheidungen zu treffen, die Instandhaltung zu planen und Investitionen auf der Grundlage konkreter Fakten angemessen zu planen.
Wir sind in die sogenannte Industrie 4.0 eingetaucht, die Modelle wie Digital Twins hervorbringt, die KI, maschinelles Lernen, Big Data und räumliche Netzwerke integrieren. Wir schaffen eine Unternehmenskultur, die auf kontinuierlicher Verbesserung und ständiger Innovation in bisher undenkbaren Bereichen beruht. Dank des IoT ist dies Realität, und alle Sektoren werden von diesem Übergang erheblich profitieren.
Wir helfen Ihnen bei der Bewältigung der heutigen städtischen Herausforderungen, damit Sie das Beste aus digitalen Daten machen und Ihre Entscheidungsfindung optimieren können – kontaktieren Sie uns!
