Een stad kan worden beschouwd als samengesteld uit twee dimensies: de fysieke dimensie, die haar geografie en infrastructuur omvat, en de sociale dimensie, die haar burgers en cultuur omvat. Dit is de manier van steden geweest zolang er mensen zijn die ze hun thuis noemen. Maar nu we het tweede kwart van de 21e eeuw ingaan, is er wereldwijde erkenning van een derde dimensie: de digitale dimensie.
Zoveel activiteiten die de structuur van een stad vormen – stadsplanning, financiële transacties, sociale uitwisselingen, realtime transitupdates en meer – vinden nu plaats in de digitale wereld. Het zou dus geen verrassing moeten zijn dat er nu een wereldwijde beweging is om deze virtuele gebeurtenissen te harmoniseren en te democratiseren door interoperabele digitale platforms te creëren waar besluitvormers en andere belanghebbenden de huidige en toekomstige staat van hun stad kunnen monitoren, simuleren, voorspellen en plannen. Deze platforms zijn bekend geworden als Urban Digital Twins en ze bieden een cruciale interface en organisatorische tool voor slimme stadstechnologieën.
Maar voordat we het over 'stedelijke' digitale tweelingen hebben, laten we het kort hebben over waar het concept van een 'digitale tweeling' vandaan komt. We weten allemaal dat productontwerp - of dat nu een straalmotor of een sportschoen is - plaatsvindt in een digitale omgeving. Maar meer dan alleen een 3D-schets van een object, worden producten ook gemodelleerd in 3D-omgevingen waarmee de ontwerper kan testen hoe het product zich zal gedragen onder gesimuleerde omstandigheden in de echte wereld. Met de enorme sprongen in verwerkingskracht en bandbreedte die we het afgelopen decennium hebben gezien, hebben we het concept van 'digitale tweelingen' nu opgeschaald naar stadsniveau. Stedelijke digitale tweelingen transformeren inderdaad al de manier waarop steden worden gepland, gebouwd en beheerd. Werkende voorbeelden verschijnen nu in steden over de hele wereld, waaronder Helsinki, Dublin, Singapore, Sydney, Wellington en meer.
Digitale tweelingen op stedelijke schaal
Stedelijke digitale tweelingen omvatten statische point-in-time 3D-modellen van de fysieke objecten van een stad in combinatie met dynamische voorspellende modellen van hun gedrag die worden aangestuurd door realtime-input van sensoren in de hele stad. Dergelijke sensoren en modellen vertegenwoordigen in de 'digitale dimensie' veranderingen in de 'fysieke dimensie' van de stad - zoals waterstanden van haar rivieren, windsnelheden, hoe vol haar vuilnisbakken zijn of realtime-transitposities - evenals de 'sociale dimensie' van de stad - zoals hoe vol een treinwagon is, wat voor soort bedrijf een gebouw huisvest of welke belangrijke culturele evenementen er plaatsvinden. Meer dan alleen een hulpmiddel voor stadsbestuurders, goed ontworpen stedelijke digitale tweelingen zullen bestaan uit veel verschillende systemen die samen een divers, interoperabel, toegankelijk, inclusief en veilig data-ecosysteem vormen waarin veel verschillende spelers inzicht kunnen verkrijgen dat beslissingen verbetert.
Stedelijke digitale tweelingen zijn echter geen ‘opgelost probleem’. Naast verhoogde investeringen in onderzoek en ontwikkeling, vereist de visie overeengekomen methodologieën en standaarden, nieuwe toezeggingen aan het delen van gegevens, privacy en ethiek, toekomstgerichte regelgeving en de ontwikkeling van een robuuste wereldwijde gemeenschap die net zo toegewijd is aan vakmanschap als aan technologie.
De kracht van de locatie: virtuele top van Urban Digital Twins
Dit waren enkele van de kwesties die aan bod kwamen tijdens de virtuele summit Location Powers: Urban Digital Twins, die plaatsvond van 12 tot en met 14 januari 2021. De summit bracht experts uit de industrie, onderzoek en overheid van over de hele wereld samen in een interactieve discussie waarin de huidige stand van zaken werd beoordeeld en aanbevelingen werden gedaan voor toekomstig technologisch onderzoek, innovatie en de ontwikkeling van standaarden ter ondersteuning van stedelijke digitale tweelingen die voldoen aan de FAIR-dataprincipes van vindbaarheid, toegankelijkheid, interoperabiliteit en herbruikbaarheid.
Sprekers en deelnemers werden in zowel oosterse als westerse tijdzones gehouden en kwamen uit diverse vakgebieden, waaronder: stedelijke geografie; planning; bestuur; civiele techniek; BIM; geospatiaal; het ontwerp, de modellering en de werking van fysieke infrastructuur; datawetenschap; machine learning en kunstmatige intelligentie; cloud/edge/fog computing; en meer. Sprekers presenteerden bestaande projecten, ervaringen, best practices en veelbelovend onderzoek rondom stedelijke digitale tweelingen, waaronder toepassingen in transport, nutsvoorzieningen, energie, gezondheid en meer.
Om de belofte van stedelijke digitale tweelingen waar te maken, waren de deelnemers aan de top het erover eens dat overheden, onderzoekers en de industrie moeten samenwerken aan drie overkoepelende prioriteiten die de basis vormen voor succesvolle stedelijke digitale tweelingen: onderzoek en ontwikkeling, ontwikkeling van normen en betrokkenheid van de gemeenschap.
| Research & Development | Deelnemers identificeerden verschillende belangrijke gebieden die onderzoek en ontwikkeling vereisen om planners en uitvoerders te helpen het potentieel van stedelijke digitale tweelingen te maximaliseren en barrières weg te nemen die momenteel de acceptatie en uitvoering belemmeren. Dergelijke gebieden omvatten: het cultiveren van basislagen van digitale tweelingen, inclusief die voor ondergrondse en binnenmodellen; best practices voor het dynamisch en actueel maken van modellen, inclusief het vereenvoudigen van de integratie van uiteenlopende gegevens uit heterogene bronnen, zoals sensoren; co-creatie voor het coördineren van planning met behulp van meerdere stedelijke digitale tweelingen; ontwikkeling van digitale tweelingen voor sociale use-cases, zoals mobiliteit, volksgezondheid en justitie; koppelingen van datamodellen; en het delen van gegevens met oog voor veiligheid en privacy. De aanbevelingen en resultaten van de Location Powers Summit zullen nu worden meegenomen in Innovatieprogramma van OGC, waar OGC-leden samenkomen om precies dit soort georuimtelijke uitdagingen op te lossen via een collaboratief, agile proces. Het innovatieprogramma heeft relevante technologische concepten, zoals slimme steden, stedelijke platforms en system-of-systems-benaderingen, laten rijpen via eerdere testbedden, pilots en initiatieven, waaronder EXPRESS, De Smart City Interoperability Reference Architecture (SCIRA)-pilot, The 3D IoT-platform voor slimme steden-pilot En nog veel meer. |
| Ontwikkeling van standaarden | Vanuit een technisch standpunt spelen open standaarden een cruciale rol in stedelijke digitale tweelingen om niet alleen de toegankelijkheid en functionaliteit te verbeteren, maar ook de kosten te verlagen en de waarde te verhogen. Verder zijn, net als bij elk digitaal concept, standaarden vereist voordat stedelijke digitale tweelingen kunnen rijpen. De waarde van open standaarden voor de overheid, de industrie, de academische wereld en de bredere samenleving is een boodschap waar OGC al meer dan 25 jaar in gelooft en die het promoot. Als zodanig biedt OGC een reeks open standaarden voor gebruik en voordeel voor stedelijke digitale tweelingen: inclusief CityGML, IndoorGML, SensorThings, 3DTiles, i3S en onze nieuwe OpenAPI-gebaseerde OGC API-normen. Het is echter nog vroeg voor stedelijke digitale tweelingen en OGC werkt actief aan het leggen van de fundamenten die de technologie laten rijpen. Twee gebieden die door de deelnemers aan de top zijn geïdentificeerd als gebieden die verdere ontwikkeling of verbetering van standaarden vereisen, zijn standaarden voor het koppelen van datamodellen en voor het vastleggen en delen van gespecialiseerde datasets, zoals voor energie, water, ondergrondse infrastructuur en mobiliteit. De kennis die is opgedaan tijdens de discussies die zijn gehouden op de Location Powers Summit, wordt nu gebruikt in de OGC-normenontwikkelingsproces met als doel bestaande, op consensus gebaseerde datastandaarden te verbeteren of nieuwe te ontwikkelen. |
| Maatschappelijke betrokkenheid | Succesvolle stedelijke digitale tweelingen vereisen voortdurende samenwerking tussen meerdere niveaus van de overheid, de particuliere sector, nutsbedrijven, gebouweigenaren, gemeenschapsgroepen, burgers en meer. Net als standaarden werken stedelijke digitale tweelingen alleen als ze zijn ontworpen om tegemoet te komen aan uiteenlopende – en vaak onvoorziene – standpunten en use-cases. Het vastleggen en promoten van best practices (en geleerde lessen) van over de hele wereld kan helpen bij het vergemakkelijken van het creëren van stedelijke digitale tweelingen en tegelijkertijd het promoten van nieuwe use-cases die anders misschien niet mogelijk zouden zijn. Enkele voorbeelden die tijdens de Location Powers Summit werden gepresenteerd, waren: het leveren van 'blauwdrukken' en best practices die kunnen helpen bij het opschalen van stedelijke digitale tweelingen van prototype naar realiteit; het inzetten van energiedigitale tweelingen om te helpen bij de koolstofneutrale doelstellingen van steden; het gebruiken van visualisatie en gamification om interesse en vraag naar stedelijke digitale tweelingen te genereren; en het opzetten van opleidings- en educatieprogramma's om een next-gen-personeelsbestand te ontwikkelen dat vloeiend is in het creëren en inzetten van stedelijke digitale tweelingen. De OGC-community beschikt al over mechanismen voor dit soort kennisdeling, omdat we er trots op zijn een 'neutraal terrein' te hebben gecreëerd waar verschillende standpunten en perspectieven uit de industrie, de overheid en de academische wereld kennis en ervaring kunnen delen en kunnen helpen bij het opbouwen van de open, op consensus gebaseerde standaarden waar OGC om bekendstaat. |
OGC, als verbindende schakel voor alles wat met locatie te maken heeft, bevindt zich in een unieke positie om experts uit de vele verschillende toepassingsgebieden van technologieën samen te brengen die de ecosystemen voor digitale tweelingdata in stedelijke gebieden zullen vormen. Van cloudproviders en software-engineers tot ontwikkelaars van voorspellende modellen, sensorbouwers, gebruikers en besluitvormers: de OGC-gemeenschap kan samenwerken om open, op consensus gebaseerde standaarden, best practices, referentiearchitecturen en meer te creëren en te testen, en tegelijkertijd de nodige fora bieden waar de vele verschillende belanghebbenden elkaar kunnen ontmoeten en input en perspectieven kunnen delen.
De belofte van digitale stadstweelingen sluit goed aan bij de visie van OGC om de toekomst van locatiebepaling vorm te geven met behulp van gemeenschap en technologie ten behoeve van de samenleving, en bij onze missie om locatie-informatie vindbaar, toegankelijk, interoperabel en herbruikbaar (FAIR) te maken. Kom daarom onze community ontmoeten en help mee de basis te leggen voor digitale stadstweelingen die de mensheid zullen helpen om in veiligere, duurzamere, veerkrachtigere en beter afgestemde steden te leven.
