构建用于 Urban 建模的虚拟孪生的指南
构建用于城市建模的虚拟孪生是为世界各地的智慧城市铺平道路的一种方式。
随着城市的发展和发展以满足现代生活的需求，城市地区变得越来越复杂。在过去的 50 年里，变化是惊人的。闭路电视摄像机和面部识别软件已经使常规警察巡逻黯然失色，定时交通摄像头正在被可以实时适应地面现实的人工智能摄像头所取代，火车、公共汽车和有轨电车上的人工售票员已被检票口和点击支付系统所取代。所有这些转变都是以效率的名义进行的，为了保证在面对不断变化的城市环境时保持敏捷性，因为人口膨胀并给现有基础设施带来了越来越大的压力。
这些变化远未结束——未来几年还会有很多变化可能仍然让我们感到惊讶。为了有效地了解城市生活的哪些部分需要适应和优化，并以详细、有效的方式进行规划， 城市规划者越来越多地转向虚拟孪生.虚拟孪生是建筑物、街道、社区、网络和整个城市的虚拟副本，包含理解、预测和规划所需的城市管理变化所需的所有组件和数据。
但是，构建虚拟孪生并将其集成到城市规划工作流程中究竟涉及什么？如果您曾经对城市官员和规划者如何在虚拟环境中管理城市设计感到好奇，请继续阅读。
构建虚拟城市的艺术
构建虚拟孪生既是一门科学，也是一门艺术。创建 AN 的第一步是从收集和聚合大量相关数据开始。一些城市自行踏上了这段旅程，从头开始构建虚拟孪生。其他城市区域设置选择另一条路线，寻求白手套选项的帮助，例如Urban Virtual Twin 即服务，其中专家管理数据的导入和排序，并代表城市运行模拟和分析。当为城市而不是由城市建造孪生体时，数据收集过程漫长且复杂：专家不仅提供城市规划者和城市官员提供给他们的数据，而且还加倍努力准备数据。
“今天城市拥有大量的数据，这些数据通常是非结构化的，并且分布在各种格式、来源和系统中，”达索系统城市与公共服务部门的技术顾问Simon Cozzarin解释说。“我们通过与专业的第三方合作伙伴合作来帮助他们捕获缺失的数据，并将所有内容整合到一个协作平台上，该平台的核心是城市的虚拟孪生。”通过访问所有可用信息，构建的虚拟孪生不仅描绘了街道、社区或整个城市的虚拟表示，还描绘了对城市整体状况的共享整体理解。
编译出足够的数据后，该过程的下一步是将其馈送到孪生体中。虽然收集到的任何数据似乎都很容易理解，但有时并不那么简单。事实上，整个行业都致力于使公司和政府能够做到这一点 –它是 NETVIBES 的核心组件使内部团队和客户都能做到这一点。一旦它生活在一个统一的空间中，它就可以被映射到建筑物、街道、社区、网络或整个城市的数字副本中。
最好的虚拟孪生将是具有最多细节的虚拟孪生。跟 人工智能的出现和越来越多的使用，这现在比以往任何时候都更有可能。AI 工具可以捕捉到人类可能错过的模式，而这类信息对于识别需要创造性解决方案来解决的城市挑战至关重要。
城市面临着越来越多的挑战，需要创新的解决方案。通过创建目标区域的虚拟孪生来了解特定限制条件并探索潜在行动的模拟，城市规划者和官员能够做出明智的决策。通过这种方法，可以逐步构建虚拟孪生，这些数字孪生封装了从基本项目（如火车和公交线路地图、废物管理路线、发电厂和其他主要基础设施的位置）到来自地理信息系统的道路使用情况的更复杂的信息学、来自空气质量传感器的信息、公共交通线路乘客量的使用情况统计数据等等。结合所有这些类型的信息，可以构建一个整体的虚拟孪生，无论是在单个街区还是整个大都市，都能最好地反映城市的现实。
虚拟孪生解决的城市挑战
虚拟孪生提供了独特的功能，使城市规划者能够为复杂的城市问题确定量身定制的解决方案。一些这样的问题有明显的解决方案，但其他问题则更难解决。对于简单和复杂的情况，虚拟孪生提供了一种识别潜在修复方法和执行这些修复方法的适当策略的方法。
我们的解决方案通过在实施未来公共政策之前对其进行仿真来帮助预测未来，“达索系统城市和公共服务部门营销总监 Vérène Issautier 说。“我们实际上是要了解城市面临的挑战及其目标，例如改善空气质量、减少交通拥堵、开发新的城市区域以欢迎新居民、防止洪水风险，仅举几例。通过模拟不同的情景，城市决策者可以获得基于科学的信息，从而做出明智的决策来制定公共政策，同时在实施之前考虑其未来影响。
让我们看看虚拟孪生如何实现这一点。
拥有 45,000 多人口的法国默东市多年来一直将制定环保政策作为其改善公民生活的核心使命的一部分。他们与达索系统的 SIMULIA 合作开展了最新的工作品牌，旨在减少城市热岛效应对城市内三个公共广场的影响。城市热岛是指由于热排放车辆、HVAC 系统和其他热源高度集中等因素，城市地区比郊区和农村地区更温暖的趋势。为了实现实施环保政策的使命，Meudon 的领导者构建了一个虚拟孪生，使他们能够可视化城市的目标空间，并了解阳光和风型在这些空间中产生或减轻热量的方式。已运行的模拟结果将使该市领导层能够制定政策，例如在特别温暖的地区种植新树和改变建筑外墙以缓解气温上升，从而降低城市热岛效应，同时改善默登居民的生活。运行此类模拟可以实现最明智的决策：它将最大量的信息交到需要它的人手中。通过这种方式，它也可以作为一个强大的工具 可持续城市发展，因为它允许当权者非常准确地预测各种城市项目的后果。
考虑另一种情况：假设一个城市正在考虑一个城市交通项目，将火车线路进一步延伸到社区或郊区，以解决特定区域产生的过时交通模式和拥堵问题。在破土动工之前，施工人员和工程师都需要绘制地图，以突出给定空间的独特地质、地形和人口特征。用GEOVIA 的城市规划工具，从地面的工头到办公室的建筑师，每个人都可以访问单一事实来源，即使是最复杂的项目也是如此。它为每一次模拟都提供了优雅、统一的地图，因此所有工作人员都可以了解如何最好地完成手头的任务，以最大限度地减少对自然和建筑环境以及现有人口的干扰。城市规划工具及其服务的虚拟孪生都存在于其中 3DEXPERIENCE 平台，它为所有利益相关者提供了一个单一的协作空间，包括现场人员和数英里外办公室的人员。
使用虚拟孪生构建未来的城市
在绘制、规划、建模和模拟城市发展项目时，虚拟孪生的概念具有变革性，因为它是必不可少的。这种革命性的城市规划方法正是 21 世纪所需要的，因为城市面临着人口增长、气候变化和资源稀缺等越来越大的挑战。
通过 3DEXPERIENCE 平台的协作性质，可以确定城市可能面临的各种相互关联的挑战的解决方案。当涉及到公共安全、噪音污染、公共交通、物理基础设施、交通流量、能源使用和资源管理等问题时，几乎从来没有哪一方需要参与。通过一个统一的平台将来自城市各机构和部门的个人聚集在一起，可以共同创新和进步。
不过，最重要的是，用于城市建模的虚拟孪生是实现有影响力的政策变化、让城市变得更好的关键。
“虚拟孪生允许城市做出基于科学的决策，”Issautier 说。“通过模拟，城市可以分析当前状况并探索实现其目标的各种选项，”无论这些目标是什么。
我们可能没有像《回到未来》那样的飞行汽车或悬浮滑板，但我们所拥有的是像虚拟孪生这样的工具，它们能够以令人难以置信的规模实现城市转型。
通过利用 AI、数据分析和模拟等先进技术，虚拟孪生使城市规划者能够评估拟议变更的影响，从交通流量优化到可持续建筑设计。他们甚至可以 模拟城市如何应对自然灾害或改变的气候模式，为城市规划者提供了一个有价值的工具，可以将弹性融入未来的设计中。
通过准确创建城市地区的虚拟副本并预测拟议的优化和更改的结果，规划者、开发商和政策制定者可以找到应对复杂城市挑战的真正解决方案。无论是减少碳排放、改善公共交通，还是创建更智能的基础设施来构建智慧城市，虚拟孪生都提供了一种测试想法、最大限度地降低风险和做出更明智决策的方法。随着城市的不断发展，这种尖端方法无疑将在塑造未来的城市环境中发挥关键作用。
