디지털 트윈과 미래 도시 건설

"디지털 트윈"이라고도 알려진 디지털 트윈은 물리적 모델, 센서 업데이트, 작동 이력 및 기타 데이터를 최대한 활용하여 다분야, 다물리적 수량, 다중 규모를 통합하는 시뮬레이션 프로세스입니다. , 다중 확률 매핑이 가상 공간에서 완성되어 해당 물리적 ​​장비의 전체 ​​수명주기 과정을 반영합니다.

디지털 트윈의 가장 중요한 영감적 의미는 실제 물리적 시스템의 피드백을 공간 디지털 모델로 구현한다는 것입니다. 미국 국방부는 항공우주 차량의 건강 유지 및 보안을 위해 디지털 트윈 기술의 사용을 최초로 제안했습니다.

디지털 트윈 기술의 도입은 21세기 가장 획기적인 혁신입니다. 오늘날 디지털 트윈 기술은 다양한 경제 부문, 특히 제조, 의료 및 기타 분야에 직접적으로 적용됩니다. 최근 AEC(Architecture, Engineering & Construction) 업계에서도 비즈니스 혼란을 해결하기 위해 디지털 트윈을 만드는 경향이 나타나고 있습니다.

이 미래 기술의 채택을 통해 우리는 한 번에 하나의 벽돌을 만드는 것에서 한 번에 하나의 블록체인을 만드는 것으로 이동할 수 있습니다. 건축가, 도시 설계자 및 도시 계획가는 이 기술을 사용하여 건축 환경의 가상 세계 복제본을 생성하여 작업의 장기적인 실행 가능성을 이해하고 있습니다.

© Digital Twins of Water Cube Pilot, ARUP

디지털 트윈의 역사

디지털 트윈 기술에 대한 첫 번째 설명은 David Gelernter의 1991년 출판물 "Mirror World" 로 거슬러 올라갑니다. " (Mirror Worlds)에서 그는 컴퓨팅 기술이 미래 세계에 미치는 영향을 탐구합니다. 그러나 디지털 트윈의 개념과 모델은 2002년 미시간 주 트로이에서 열린 제조 엔지니어 협회(Society of Manufacturing Engineers) 컨퍼런스에서 Michael Greaves에 의해 처음 공개되었습니다. 그는 제품 수명주기 관리를 위한 연구 모델로 디지털 트윈 개념을 제안했습니다. '디지털 트윈'이라는 용어는 NASA의 John Vickers가 '2010 로드맵 보고서'에서 공식적으로 만들어냈습니다.

© Microsoft – Azure Digital Twins

디지털 트윈은 어떻게 작동하나요?

디지털 트윈 기술은 데이터를 기반으로 합니다. 센서 네트워크는 데이터를 수집하여 실제 세계의 가상 복사본을 만듭니다. 디지털 트윈의 프레임워크는 세 부분으로 구성됩니다.

• 물리적 개체 – 실제 제품
• 가상 개체 – 디지털 복제 제품
• 물리적 개체와 가상 개체 간의 연결 – 물리적 제품에서 가상으로의 흐름 제품의 데이터와 가상 제품에서 실제 제품으로 제공되는 정보

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© Challengee Advisory

위 그림과 같이 이렇게 생성된 디지털 트윈을 사용하여 구축된 제품을 이해할 수 있습니다. 건축되지 않은 환경의 특별한 특성. 다른 정보 소스와 함께 데이터를 분석하면 해당 연구 주제의 출처를 이해하고 미래를 예측하는 데 도움이 됩니다.

일반적으로 디지털 트윈과 사용자 인터페이스 및 시각화를 기반으로 한 3D 모델링에는 유사점이 있습니다. 그러나 이를 차별화하는 것은 데이터 요소입니다. 3D 모델링은 객체에 대한 뷰를 제공하는 것으로 제한되어 있지만 디지털 트윈은 객체에 대한 뷰와 실시간 데이터를 제공합니다. 디지털 트윈은 시간이 지남에 따라 다양한 환경 조건이 물체에 어떤 영향을 미치는지 탐구하는 데 한 단계 더 나아갑니다.

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© ArcGIS

디지털 트윈이 도시 계획을 어떻게 개선할 수 있나요?

현재 세계는 급속도로 도시화되고 있으며, 전 세계 인구의 약 56%가 도시에 거주하고 있습니다. 따라서 도시는 대규모 인구 유입에 대비해야 한다. 그러나 세계 대부분의 도시 지역이 무제한적으로 성장하고 있는 상황에서 디지털 트윈은 데이터 분석을 통해 도시 개발을 간소화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 도시의 디지털 트윈을 생성함으로써 정책, 설계 규칙 및 건설 방법을 현실 세계에서 가상으로 테스트하고 개발할 수 있습니다. 디지털 트윈의 채택은 시민의 삶의 질을 향상시키기 위해 도시를 설계, 운영, 유지 및 유지하는 방식에 혁명을 일으킬 수 있습니다.

효과적인 정책 개발

지방 자치 단체 및 기타 지방 자치 단체는 계획, 투자 전략 확정 및 기회 식별에 데이터를 사용하여 디지털 트윈 기술의 이점을 누릴 수 있습니다. 제안된 정책을 가상 세계에서 시뮬레이션하고 실제 세계에서 구현하기 전에 그 영향을 연구할 수 있습니다. 전 세계적으로 싱가포르, 헬싱키, 아랍에미리트와 같은 도시는 지속 가능한 개발부터 대중교통 중심 개발, 건설 혁신 프로젝트 및 가상 관광 범위에 이르는 목표를 달성하기 위해 디지털 트윈 기술에 투자하고 있습니다.

© Courtesy of Singapore Land Authority

완화 환경 위험

지구 온난화와 기후 변화가 놀라울 정도로 증가함에 따라 디지털 트윈 기술은 환경의 미래와 도시 지도에 미치는 영향을 매핑하는 데 도움이 될 수 있습니다. . 가상 도시의 해수면 상승 및 지각판 이동과 같은 데이터는 실제 도시 개발을 안내하는 데 사용될 수 있습니다. 위험을 평가함으로써 도시는 홍수, 지진, 쓰나미, 허리케인과 같은 자연 재해를 완화하기 위해 더 잘 대비할 수 있습니다. ​​

건물의 구조적 안정성 검토

낮은 시공 품질로 인해 도시에서는 건물 붕괴가 일상화되어 인명과 자원의 손실이 발생하고 있습니다. 실제 건설 프로세스를 시작하기 전에 디지털 트윈을 생성하면 건축 자재 및 관행의 적합성을 결정하는 데 도움이 됩니다. 이는 안전하고 건강한 지역사회를 만들고 도시 지역사회가 번영하는 데 도움이 될 것입니다. 지방자치단체에서는 이 데이터를 사용하여 오래된 건물의 구조적 강도를 검토함으로써 지역사회가 적시에 대피하여 물리적 손상을 방지할 수 있습니다.

에너지 및 운영 비용 절감

디지털 트윈에서 얻은 데이터는 건물 서비스 시스템을 최적화하는 데 사용될 수 있으며, 이는 구조물의 에너지 소비 및 운영 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다. 도시 계획자는 또한 건물 옥상에 태양 에너지를 활용하여 건물에 전력을 공급할 수 있는 가능성을 식별할 수 있습니다. 도시 열섬 효과를 줄이고 건물의 자급률을 높이는 데 도움이 되는 재생 가능 에너지의 전체 스펙트럼을 디지털 트윈 도시에서 항상 탐색할 수 있습니다.

© Ton De Vries – YouTube

인프라 네트워크 개선

디지털 트윈 도시의 데이터를 통해 교통 계획자는 도시 계획자와 함께 실제 도시의 병목 현상과 교통 혼잡 가능성을 식별할 수 있습니다. 고가도로 및 도로 확장의 필요성은 도로 차량의 증가를 파악하여 미리 결정할 수 있습니다. MRTS(Mass Rapid Transit System)는 도시 확장을 수용하기 위해 도시 대중교통의 효율성을 향상시키기 위해 최적으로 테스트되고 설계될 수 있습니다.

Virtual Tour

디지털 트윈의 가능성은 도시 계획의 기술적 측면에만 국한되지 않고 가상 여행의 수익 창출을 더욱 탐구할 수 있습니다. 시장에서는 이미 거리와 건물의 360도 파노라마 전망을 제공하고 있습니다. 디지털 트윈은 이 기술을 한 단계 더 발전시킵니다. 디지털 트윈에서 사람들은 단지 장소를 보는 것 이상의 일을 할 수 있습니다. 그들은 가상 도시의 시민이 될 수도 있고, 쇼핑하고, 놀고, 배울 수도 있습니다.

예를 들어 ​​Virtual Helsinki​​는 Zoan의 고품질 3D 가상 현실 기술로 제작된 헬싱키 도심의 디지털 트윈으로 사람들이 가상으로 방문하고 활동을 수행할 수 있습니다. 가상 투어는 사람들이 집에서 편안하게 세상을 경험할 수 있도록 함으로써 지속 가능한 라이프스타일을 촉진합니다.

디지털 트윈 케이스

많은 국가에서 아직 디지털 트윈 기술의 잠재력을 탐색하지 않은 반면, 싱가포르는 가상 모습에 대한 현장 테스트 케이스를 만들었습니다. 도시 국가 모델에는 300만 개의 거리 수준 이미지와 160,000개의 항공 이미지가 포함되어 있습니다. 100테라바이트 이상의 데이터에 해당하는 10억 개 이상의 데이터 포인트가 3D로 표시됩니다. 모델의 기초는 토지 이용, 나무 피복 및 지하 유틸리티를 포함한 14개의 핵심 데이터 세트에 의존합니다. 섬 전체는 항공 및 거리 매핑 도구를 사용하여 지속적으로 매핑되어 디지털 트윈의 관련성과 싱가포르 개발에 맞춰 유지됩니다.

© AEC Magazine

싱가포르는 디지털 트윈을 통해 오랫동안 지속되어 온 도시 열섬 효과 문제를 해결할 계획입니다. 가상 도시는 도시 내 새로운 건물 개발의 타당성과 주변 환경에 미치는 영향을 연구하는 데 사용됩니다. 정책 입안자들은 또한 잠재적인 인프라 문제를 식별하고 향후 싱가포르에 적합한 솔루션을 마련하기 위한 모델을 검토할 것입니다. 싱가포르도 앞으로 디지털 트윈을 활용해 자율주행차와 로봇에 대한 디지털 포렌식, 시나리오 플래닝 등을 통해 사고 현장을 재구성할 계획이다.

요약하자면

디지털 트윈 기술의 장점은 글로벌 IT 리더들이 디지털 트윈 소프트웨어를 발전시키기 위해 열심히 노력하도록 장려합니다. Microsoft, GE Digital, Siemens, Dassault Systemes 등 주요 IT 대기업이 디지털 트윈 소프트웨어를 만들었습니다. Cityzenith와 같은 AEC 업계의 혁신가들은 특히 건축 환경을 위한 디지털 트윈 소프트웨어 프로그램을 출시했습니다. 또 다른 주요 디지털 트윈 소프트웨어는 건물 및 기타 부동산 형태의 설계 및 관리를 지원하는 SmartWorldPro입니다.

도시 계획에 디지털 트윈 기술을 사용하면 이해관계자의 의사결정 능력을 향상시킬 수 있습니다. 이는 보다 지속 가능하고, 사람 중심이며, 조직적이고 바람직한 미래 도시에 대한 희망을 구축합니다.

위 내용은 디지털 트윈과 미래 도시 건설의 상세 내용입니다. 자세한 내용은 PHP 중국어 웹사이트의 기타 관련 기사를 참조하세요!