Переосмысление сообщества с помощью технологии цифровых двойников

Благодаря переносу моделей в 3D архитекторы и градостроители получают возможность решать задачи, связанные с изменением ландшафта, изменением климата, транспортом и т. д.

Если цифровой двойник по определению - это любая виртуальная копия физического актива, процесса или системы, то городской цифровой двойник - это виртуальное представление физических активов всей городской среды. Городские цифровые двойники играют важную роль в глобальном движении к "умным городам". Умный город" - это сообщество, которое использует электронные средства для сбора ценных данных об использовании и эффективности коммунальных услуг, моделях передвижения и инфраструктуре с помощью таких инструментов, как датчики Интернета вещей (IoT) для регистрации действий и изменений в городской среде. Городские цифровые двойники часто служат системами, в которых эти данные представлены и визуализированы. Они создаются путем объединения больших наборов картографических и модельных данных, визуализируемых в режиме реального времени.

Благодаря этому цифровые двойники городов позволяют взглянуть на будущее состояние городской среды в более точном контексте, чем это позволяет сделать коллекция традиционных моделей зданий. Они также помогают дизайнерам переосмыслить и еще больше демократизировать процесс планирования. По данным ABI Research, к 2025 году цифровые двойники будут установлены в более чем 500 городах по всему миру. В настоящее время многие города активно работают над цифровым воспроизведением своих городских ландшафтов и изучают, какую роль цифровые двойники будут играть в их сообществах.

Один из таких городов - Тронхейм. Четвертый по величине город Норвегии, Тронхейм расположен на берегу Тронхейм-фьорда. Основанный королем викингов Олавом Трюггвасоном в 997 году, город имеет богатую скандинавскую историю. Как и во многих других городах мира, географические особенности Тронхейма заставляют уплотнять существующий городской ландшафт, чтобы обеспечить возможность роста. Это представляет собой серьезную задачу, особенно в сочетании со стремлением сохранить красоту и очарование города.

В 2020 году местные архитекторы приступили к работе над созданием модели будущего своего города в рамках конкурса "Тронхейм 2050". Конкурс стал частью более масштабных усилий города по созданию комплексных стратегических планов развития города на ближайшие несколько десятилетий, привлечению различных точек зрения и расширению участия общественности в процессе планирования.

Чтобы смоделировать, как будет выглядеть Тронхейм в 2050 году, Мартин Витсё, специалист по геоданным из города Тронхейм, обратился к Unity.

Витсе возглавил работу по созданию коллекции моделей SketchUp, а также важнейших данных географической информационной системы (ГИС) в Unity Pro, чтобы создать точный и интерактивный взгляд на потенциальное будущее Тронхейма.

Координация этих усилий между архитектурными командами, использующими различные технические решения, - задача не из легких, и города сталкиваются с той же проблемой в гораздо больших масштабах при создании целостных моделей. "Для этого проекта мы использовали почти исключительно SketchUp. Командам были предоставлены модели частей города, над которыми они будут работать, в формате SketchUp, и даны инструкции по размещению своих собственных моделей в этих моделях SketchUp".

Мартин решил самостоятельно поэкспериментировать с Unity несколько лет назад, и это была его первая попытка использовать ее в таком масштабе и в публичном формате.

"Unity смогла справиться с большой нагрузкой данных, - говорит Витсо. "Мне очень понравилась возможность программировать скрипты для создания скриншотов с высоким разрешением и различными проекциями, даже на 360 градусов".

В результате было создано подробное цифровое представление города, 3D-видение Тронхейма, которое позволило зрителям увидеть предлагаемые каждой командой здания и изменения инфраструктуры в контексте.

Витсе также был заинтересован в том, чтобы найти способы, с помощью которых модели Unity могли бы повысить вовлеченность общественности в проект "Тронхейм 2050" и получить комментарии от жителей. Он экспериментировал с тем, как сделать существующие публичные карты Тронхейма более интерактивными и удобными для навигации. "Все фоны на карте общественного реагирования - это изометрические изображения высокого разрешения из Unity. Виртуальный тур с поддержкой виртуальной реальности (VR) также создан на основе 360-градусных изображений из Unity". Ниже вы можете увидеть, как он объединил комментарии в тепловую карту, наложенную на 3D-версию публичной карты, чтобы команды могли легко определить области, вызывающие наибольший интерес или беспокойство у жителей Тронхейма.

Группа планирования города составила окончательный список основных проблем и чаяний жителей, чтобы включить его в свои стратегические планы. Жители указали, где бы они хотели видеть больше зелени, мест для отдыха, пешеходных зон, свободных от машин, и лучшего доступа к реке Нидельва, протекающей через город.

Как городские власти, так и общественность очень активно откликнулись на проект. "Сотрудники городской администрации были очень рады внедрить 3D, VR и интерактивную карту реагирования в процесс участия общественности. Как правило, участие сообщества было в основном аналоговым и заключалось в публичных встречах и рисовании на распечатанных картах", - говорит Витсо.

"Мы надеемся, что такой подход позволит привлечь к участию в процессе планирования более разнообразную аудиторию. Специалисты по городскому планированию говорили мне, что многие из тех, кто участвует в традиционных способах обмена информацией, уже хорошо знают процесс и в любом случае предложили бы свои отзывы".

Для Тронхейма проект 2050 - это только начало. До этого проекта мы не использовали термин "цифровой двойник" - мы всегда делали 3D-модели маленьких или больших районов города, когда это было необходимо. Следовательно, мы потратили больше сил на создание эффективной 3D-модели на основе свежих картографических данных, а не на поддержание и обновление цифрового двойника".

Витсе надеется, что более упорядоченный обмен данными и моделями - это следующая волна в движении к цифровым двойникам и умным городам.

"С бюрократической точки зрения я хотел бы иметь возможность легко обмениваться актуальными контекстуальными цифровыми двойниками с другими муниципальными, государственными или частными организациями. Сегодня это может потребовать много ручной обработки, создания моделей определенным образом, а затем объединения данных модели с определенными столбцами в определенных базах данных, чтобы соответствовать требованиям конкретного проекта. На национальном уровне предпринимаются усилия по 3D-моделированию и хранению информации о зданиях в базах данных, которые касаются всех муниципалитетов".

Витсе и его коллеги в Тронхейме по-прежнему работают над поиском новых способов использования данных и продвижения Тронхейма в будущее.

"Цель создания комплексного цифрового двойника - расширить использование 3D-модели города, включив в нее данные с датчиков, а также отдельные атрибуты из реестров данных. Например, для анализа энергопотребления в городе может потребоваться 3D-модель города и множество дополнительной информации по каждому зданию. У нас есть вся эта информация, но она разбросана по нескольким базам данных и требует акробатики для объединения".

С помощью Unity пользователи могут объединить свои данные в одном месте. Дизайнеры и градостроители по всему миру быстро открывают для себя возможности цифровых двойников, которые позволяют визуализировать последствия будущих планов, принимать решения на основе данных и привлекать общественность к удаленному сотрудничеству.

"Я рассматриваю Unity как платформу для создания продуктов визуализации, которые мы хотим показать публике, - говорит Витсо. "Такой движок, как Unity, предлагает уникальные возможности".

Хотите узнать больше о том, как вы можете использовать решения Unity для цифровых двойников? Свяжитесь с нашей командой.