Kiekvienais metais vis daugiau žmonių kraustosi į miestus, o urbanizacijos plėtra net neketina sustoti. Tačiau tai kelia nemažai iššūkių šiuolaikiniams miestams: atsiranda problemų, susijusių su gyvenamosios aplinkos kūrimu, transporto srautų valdymų bei darniu energijos vartojimu. Kartu su skaitmenizacija tampa prieinami ir sprendimai šioms problemoms spręsti – pasaulyje sparčiai populiarėja virtualių miestų kopijų kūrimas – skaitmeniniai dvyniai. Ar prasminga Lietuvos miestams turėti skaitmeninius dvynius?
Skaitmeninis dvynys – tai skaitmeninė arba virtuali fizinio objekto kopija, kuri padeda sekti svarbius pasirinkto objekto parametrus, analizuoti jų sąsajas bei priimti geresnius sprendimus dėl objekto priežiūros. Skaitmeninis dvynys išskirtinis tuo, kad jis privalo būti susietas su realiu laiku atnaujinamais duomenimis.
„Miestui galima pritaikyti gyvo organizmo analogiją. Įsivaizduokite, kad kuriamas žmogaus skaitmeninis dvynys – turime skaitmeninį modelį, kuris susietas su tam tikrais parametrais: pulsas, kraujospūdis ir kita. Šis modelis gauna duomenis realiu laiku, duomenys taikomi analitikai ir vėliau gali būti panaudoti prognozavimui. Pavyzdžiui, jei surinktume pakankamai duomenų apie žmogaus judėjimą, pulsą, galbūt svorio pokyčius, galėtume apjungti šiuos duomenis, ir pateikti žmogui įspėjimą?“ – sako Kauno technologijos universiteto (KTU) Statybos ir architektūros (SAF) profesorius Andrius Jurelionis.
Skaitmeninių dvynių vertė išryškėja tada, kai surinkti duomenys yra panaudojami problemoms spręsti bei sprendimams priimti.
Virtuali miesto kopija – nesibaigiantis procesas
Paprastai skaitmeninių dvynių sukūrimo procesas prasideda nuo erdvės skaitmenizavimo ir miesto fotografavimo arba skenavimo, dažniausiai naudojant dronus užfiksuojama miesto erdvinė būsena.
„Sukuriamas modelis, kuris reprezentuoja realybę. Norint tai padaryti, reikia apskristi visą miestą. Jeigu norima dar detalesnės informacijos, tada reikia ne tik skraidyti, bet ir fotografuoti nuo gatvių. Tai pakankamai ilgas procesas, ypač kai norima sukurti erdvinį didmiesčio modelį. Tolesnis procesas priklauso nuo strategijos – ką mes norime prijungti, kokiais realaus laiko duomenimis norime sukurtą modelį papildyti . Galbūt norime matyti labiau statiškus duomenis, pavyzdžiui, paspaudus ant pastato matyti su juo susijusią informaciją: statybos metus, kiek energijos sunaudojama. O galbūt norime realiu laiku matyti gatvėse judančių automobilių ar pėsčiųjų skaičių?“, – sako A. Jurelionis.
Pasak jo, kuriant miesto dvynį reikia strateginio požiūrio, žinoti, kokiu tikslu renkami duomenys, kokiu laiko intervalu juos fiksuoti, kiek laiko juos kaupti, ir svarbiausia – kam jie bus naudojami.
Pagal funkcionalumą miesto skaitmeninio dvynio pavyzdžiu galima laikyti ir „Google Maps“. Tai – reguliariai atnaujinamas žemėlapis, kuris papildytas lankytinų vietų užimtumo, transporto judėjimo greičio duomenimis. Šie duomenys surenkami iš vartotojų mobiliųjų įrenginių, todėl paspaudę ant lankytinos vietos, vartotojai gauna reikalingą informaciją.
„Jeigu duomenų, kuriais norime papildyti erdvinį modelį, yra nedaug, skaitmeninį dvynį sukurti nėra sudėtinga. Tačiau, iš esmės, šis procesas yra nesibaigiantis. Jei pradėsime analizuoti kameras gatvėse, taikyti vaizdų atpažinimą ir eismo dalyvių skaičiavimą, stebėsime transportą, oro taršą, miesto komunikacijas ir kita, teks kurti sudėtingesnę sistemą, turėsime didesnį duomenų srautą. Tačiau ir analizei bei sprendimams priimti turėtume daugiau duomenų. Tai reiškia, kad galėtume geriau matyti kaip gyvena miestas: kaip pakinta žmonių srautai atnaujinus aikštę, kaip pakinta oro kokybė iškirtus medžius, kuriose miesto gatvėse automobiliai daugiausia laiko praleidžia ieškodami parkavimosi vietų“, – sako KTU SAF profesorius.
Nors A. Jurelionis pabrėžia, kad skaitmeninis dvynys niekada nebus visiškai tiksli miesto reprezentacija, tačiau surinkti duomenys gali padėti spręsti iššūkius, su kuriais susiduria miestas.
Lietuvos miestai pradeda kurti savo skaitmeninius dvynius
Skaitmeniniai miestų dvyniai kuriami ir Lietuvoje – Kaune, Vilniuje bei Panevėžyje. Kauno skaitmeninį dvynį kuria KTU komanda.
„Skenuojame, pradedame įtraukti įvairius informacinius sluoksnius į Kauno skaitmeninį dvynį universiteto iniciatyva“, – sako A. Jurelionis, prisidedantis prie skaitmeninio dvynio kūrimo.
Yra sukurti erdviniai Vilniaus ir Panevėžio miestų modeliai. Juose miestų savivaldybės talpina informaciją apie naujus infrastruktūros projektus arba skelbia konkursams pateiktus architektūrinius sprendinius.
„Lietuvoje kol kas daugiausiai naudojamos priemonės, skirtos padidinti gyventojų įtraukimą ir skaidrumą. Žmonės gali atsidaryti miesto modelį ir pasižiūrėti, kas bus statoma šalia jų gyvenamosios vietos, arba kokie projektai yra pateikti miesto skelbtam konkursui. Sekantis žingsnis, kurį turėtų žengti Lietuvos miestai – leisti žmonėms teikti nuomones, įsitraukti į sprendimų priėmimą, registruoti nelegalias statybas ar pan.“, – sako pašnekovas.
Lietuvos miestuose yra daug technologinių naujovių, tačiau pasak A. Jurelionio, šios sistemos ne visuomet „susikalba tarpusavyje“, tad negali būti laikomos skaitmeniniais dvyniais.
„Tikiuosi, kad Lietuvos miestai, įkvėpti sostinės pavyzdžio, rengs atvirų duomenų strategiją ir ne tik daugiau skaitmenizuosis, bet ir padarys ypatingo saugumo arba nuasmenintus duomenis prieinamus mokslo institucijoms, startuoliams “, – teigia jis.
Skaitmeniniai duomenys turi būti saugūs, tačiau tuo pat metu ir atviri, kad kurti galėtų ne tik savivaldybės įmonės, mokslininkai, bet ir verslo įmonės, startuoliai.
„Automobilių keitimosi, paspirtukų nuomos ar maisto pristatymo į namus paslaugas teikiantys startuoliai galėtų matyti ir tikslingai panaudoti miesto duomenis: kur žmonės juda, kur ir kokiu paros metu formuojasi spūstys. Tuo tarpu paspirtukų judėjimo stebėsena gali būti panaudota saugumo didinimui, viadukų ar pravažiavimų projektavimui. Džiugu, kad Lietuva žengia pirmuosius žingsnius. Tikrai turime iš ko pasimokyti – iš Helsinkio, Singapūro ar Stokholmo pavyzdžių.“, – pasakoja KTU SAF profesorius
Pradžioje į miesto skaitmeninio dvynio projektą reikėtų žiūrėti kaip į atskirą miesto projektą, nes jis greitu metu nepakeis egzistuojančių miesto sistemų. Tačiau ilgainiui šios sistemos gali būti integruotos.
Studentai prisidės prie Kauno skaitmeninio dvynio kūrimo
Statybos inžinerija skaitmenizuojasi, todėl keičiasi ir inžinieriaus darbas. Sąvoka – statinių informacinis modeliavimas (BIM) jau nebėra naujiena. Nors ir ne visos Lietuvos įmonės dirba pagal skaitmeninį standartą, BIM metodologija, iš esmės, keičia statinių ir infrastruktūros projektavimą.
„Anksčiau statybos inžinieriai savo idėjas perteikdavo braižydami: linijomis, geometrinėmis formomis ar aprašymais. Šiandien inžinierius komponuoja skirtingus informacinius elementus. Jis jungia kolonas, perdangas, inžinerinius tinklus ir kiekvienas komponentas skaitmeniniame modelyje turi savitą informaciją. Ant jo paspaudę matysite reikalingą informaciją. Informacinis modelis naudingas ne tik projektuotojui, statytojui, bet ir pastato šeimininkui, kuris turi žinoti iš ko susideda jo statinys. Sunku įsivaizduoti skaitmeninius dvynius be informacinio modeliavimo. Jeigu miestas padaro prieinamą informaciją apie komunikacijas, skaitmenizuoja organizacinius procesus, tai apsaugo nuo klaidų, taupo resursus ir bene svarbiausia – padaro procesus skaidresnius ir matomus visuomenei“, – teigia A. Jurelionis.
Sukurti naujų pastatų erdviniai modeliai gali būti patalpinti skaitmeninio miesto dvynio platformoje, kad visi žmonės matytų koks projektas atsiras, kas yra projektuojama.
Nuo šių metų KTU studentai bus įtraukti į Kauno skaitmeninio dvynio kūrimą.
„KTU statybos inžinerijos studijos paremtos informacinio modeliavimo metodologija. Jau sukūrėme pakankamai didelį miesto plotą ir mūsų studentai dirbdami jungtiniuose projektuose sprendžia problemas aktualias miestui. Jie kuria kvartalų, statinių atnaujinimo vizijas, kurias galės atvaizduoti skaitmeninio dvynio platformoje“, – sako profesorius.
