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新加坡的數位雙生-從科幻小說到高科技現實

Bentley

2023.05.17

Bentley系統的Mark Coates和Andrew Foster表示,新加坡是世界上第一個國家數位雙生有潛力幫助建立更好的城市。

想像一下,搭載雷射掃描儀的飛機在空中巡航,為世界上人口最稠密的島嶼之一建立了數位複製。約20年前,這聽起來可能像是科幻小說的情節,然而這正是新加坡土地管理局(Singapore Land Authority, SLA)開始打造世界上第一個國家數位雙生時所發生的事情。

新加坡需要習慣突發性洪水,然而,2011年間的暴雨造成了一系列9次破壞性的洪水,並促使國家尋找解決問題的方法。除了這項挑戰,作為一個小島和世上人口最稠密的國家(人口超過100萬),新加坡的土地使用需要更仔細的考慮。

為了使新加坡稀缺的土地得到更好的利用並找出最容易遭受洪水威脅的地區,SLA從2012年開始建立國家3D地圖。GPS Lands Singapore和SLA接洽,計畫開發「虛擬新加坡」:一個使用Bentley系統提供的軟體建立的數位雙生。那時,空載光達發揮了作用,測繪團隊用它在記錄地形和表面資訊,細節達到了分鐘級。車載光達也在新加坡的街道上漫遊,獲取街道等級的資訊以作為航拍影像的補充。

GPS Lands Singapore接著將所有的資料合併放到一個平台上,允許使用者查看和驗證資訊以幫助通知和改善都市計劃和設計。今年年初完成的「虛擬新加坡」被公認為是第一個國家數位雙生。

數位雙生以具有高度細節的3D形式呈現了整個新加坡,且已經匯出並於各個政府機構之間共享,用以幫助進行資產管理和決策訂定,包括詳細的樹木及綠地管理。在地底下,SLA目前正致力於專案的下一個階段:新加坡的地下數位雙生。

幾乎所有城市國家的公用設施資產都埋在地下,讓寶貴的地上空間可以用於其他目的。然而由於新加坡包含地上和地下持續性的擴張,意味著即便是地下空間也變得越來越稀缺。

虛擬新加坡

這樣的複雜程度不僅增加了政府機構和公用設施公司每次進行新的專案計畫時所面臨的挑戰和成本,而且還顯著的增加了在施工或挖掘期間造成地下資產損壞的風險。

獲取並維護有關地下公用設施的可靠資訊有幾個優點:地上和地下的土地可以得到更好的管理和更有效的利用;基礎設施的規劃和交付的風險也減少了;而且在工程期間對各種服務的干擾最小化並提升安全性。

除了圍繞新加坡土地管理的一些更實際的用途外,不斷發展的數位雙生可以幫助克服國家成長和擴張會面臨的其他挑戰。透過和電信或網路業者的合作,該地圖可以幫助檢查電信網路的覆蓋範圍,提供覆蓋範圍較差區域的視覺化呈現,並協助告知和影響電信基地台和電力線的最佳位置。

該地圖結合了即時資料,也可以協助緊急服務的災難規劃,並使他們能夠模擬在疏散時人群分散的影響。

對於比較單純的場景,該地圖也可以用於分析交通流量和行人移動,以防止瓶頸出現並確保城市周圍的移動更有效率。「虛擬新加坡」如此重要和具有影響力的地方有兩點。首先,技術獨創性和細節的等級使其成為如此準確和不斷發展的資源;第二,也許對於長期使用而言最重要的是,該地圖是開放式且允許協作的。

「虛擬新加坡」允許大眾、私人、政府和研究部門使用,讓它具備潛力在智慧城市的設計和發展中刺激一波創新和整合浪潮。透過獲取大量資料,「虛擬新加坡」也可以確保在建築和基礎設施的經驗在他們造成廣泛且通常是代價高昂的都市計劃問題前得到學習和分享,讓規劃者能夠設計並建設一個更好的國家。

「新加坡專案」可能是數位雙生技術中最引人注目實踐之一,但它並非是唯一。世界各地的公司和政府都有意識到數位雙生的巨大潛力,它可以進行複雜且廣泛的反事實測試,與傳統方法相比,不只持續成本低很多,對環境的影響也小很多。在新政府尋求減少花費的時候,這件事對公部門尤其重要。

 

隨著數位雙生的價值變得更加明顯,解鎖最大價值需要分享價值、技術和資料這顯而易見的事實也更加明顯。一個單獨的數位雙生可能很強大,但將不同組織建構的數位雙生結合在一起,也許是為了不同的目的,是不是更強大呢?

然而,這麼做就需要盡早實施共享框架。當英國成為數位雙生技術較早的採用者時就很明白這點。英國數位建築中心(The Centre for Digital Built Britain)是政府和劍橋大學之間的合作夥伴,到今年9月就即將運作滿5年,它領導了一個國家數位雙生計劃,旨在協調發展並確保數位雙生的最大價值。作為建立國家數位雙生的一部分,知識和專業已經並且將持續在數位雙生中心共享。

在數位雙生遊戲中處於領先地位的地方仍然相對接近旅程的起點,但已經開始了解潛在收益的規模。例如,布拉德福德(Bradford)議會涵蓋了英國最貧困但也是最大的都市區之一,已經和當地的布拉德福德大學(University of Bradford)合作開發該國家第一個大規模且開源的數位雙生。

該議會已經在尋找利用這些成果來建立總體計劃,透過新的零售和住宅建築重塑市中心,監測新的清新空氣區域對交通污染罰款的環境改善情況,並改進圍繞著規劃的決策。

數位雙生也將在計劃和設計,也許是在近代歷史上最關鍵的城市基礎設施專案中,有著關鍵的角色:一個連接布拉德福德與利茲(Leeds)和曼徹斯特(Manchester)的新高速車站,只要英國政府兌現承諾來建設新路線。

 

Mark Coates 是 Bentley Systems 的公共政策和宣傳國際總監,Andrew Foster 是北歐能源、公用設施和數位資產區域總監。

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