В любом хозяйстве для наиболее эффективного его ведения необходим контроль и учет. И чем точнее сосчитаны активы и прописаны процедуры, тем более хозяйствование становится рациональным, прибыльным и безопасным. Именно поэтому, как заявляют в Минстрое РФ, сегодня в российской программе «Умный город» участвует 209 городов. Задачей же программы является тотальная оцифровка всех процессов. Попытаемся разобраться, что это за чудо-юдо такое - «цифровые двойники», откуда они пришли и для чего они нужны.
Происхождение
«Хьюстон, у нас проблема», - многим из нас знакома эта фраза, прозвучавшая в 1970 году, но мало, кто знает, что эту проблему помог тогда решить прототип цифрового двойника. Без него экипаж лунной миссии «Аполлон-13» мог бы навсегда остаться в космосе. Что же такое цифровой двойник? Это цифровая копия физического объекта или процесса, помогающая оптимизировать их эффективность. Сама концепция «цифрового двойника» является частью четвертой промышленной революции и призвана помочь субъектам хозяйствования быстрее обнаруживать любые проблемы, а также точнее предсказывать их результаты.
То есть, истоки абсолютно приземленной программы «Умный город» таятся в космических пространствах. Однако реализовываться на российских просторах он стал именно в рамках нацпроекта «Жилье и городская среда», нацпрограммы «Цифровая экономика». На сегодняшний день процесс создания цифровых двойников запущен почти у всех российских мегаполисов.
Пять китов городской цифровизации
Проект направлен на повышение конкурентоспособности российских городов, формирование эффективной системы управления городским хозяйством, создание безопасных и комфортных условий для жизни горожан и базируется на 5 ключевых принципах:
- Комфортная и безопасная среда. Город должен перестать быть враждебен к своим жителям. А это опять же перераспределение и управление транспортными потоками, мониторинг городских пространств, создание единой городской информационной сети.
- Технологичность городской инфраструктуры. Цифровизация позволяет мониторить в жиме он-лайн почти все процессы, происходящие в городском хозяйстве: транспортные потоки, жилищно-коммунальные службы, городское строительство, управление недвижимостью.
- Ориентация на человека. Каждая часть проекта должна не ухудшать, а улучшать качество жизни горожан.
- Повышение качества управления городскими ресурсами. Кстати, как считает председатель совета директоров Градостроительного института пространственного моделирования и развития «Гипрогор Проект» Андрей Шишкин, условия пандемии скорее ускорят процесс городской цифровизации. Ибо особо остро встала эта задача в ситуации пандемии, потому что неизбежные экономические потери можно минимизировать или восполнить именно рационализацией управления ресурсами.
- Акцент на экономической эффективности, в том числе, сервисной составляющей городской среды.
Основной инструмент реализации этих принципов - широкое внедрение передовых цифровых и инженерных решений в городской и коммунальной инфраструктуре.
Для чего и где нужны цифровые двойники
Эксперты говорят, что в ближайшие годы многие города мира могут столкнуться с огромным недополучением дохода. Например, за два будущих года города США могут недополучить примерно 360 миллиардов долларов. И этот дефицит потребует реализации инфраструктурных проектов иным, более эффективным образом. Сокращение расходов только повышает важность принятия обоснованных решений. А значит первая область применения - городские финансы.
Далее, все современные города стоят перед конфликтом интересов между строительной отраслью, перспективами развития города и интересами самих жителей. Именно полная цифровизация объектов недвижимости, нового строительства и всех коммунальных сетей поможет гармонизировать взаимоотношения конфликтующих сторон.
В самом строительстве цифровые двойники продолжают собой концепцию, основанную на применении BIM-технологии (Building Information Modeling), предполагающем создание информационной модели будущего сооружения. Однако они не позволяют учитывать изменения, произошедшие в процессе строительства и эксплуатации объекта и очень слабы в прогнозировании будущей эксплуатации объекта. И здесь на смену BIM приходят технологии цифровых двойников, которые могут решить все эти задачи. Также цифровые дневники городов начинают активно вмешиваться в сферы здравоохранения, строительство и эксплуатацию дорог.
Удачные старт-апы. В сентябре этого года «Цифровой двойник города Москвы» стал одним из победителей в номинации «Лучший инновационный проект» IX Всероссийского конкурса проектов региональной и муниципальной информатизации «Проф-IT.2021». В основе цифрового двойника лежат фотограмметрическая 3D-модель города и архив панорам московских улиц, включая модели зданий и сооружений.
Из крупных российских городов далее всего в направлении создания цифровых двойников продвинулись Санкт-Петербург, Владивосток, Екатеринбург, Казань, Калуга, Челябинск. В Белгороде создание ЗD-модели города Белгорода начнется с оцифровки вновь строящихся коммуникаций, постепенно в моделирование будут вовлекаться уже имеющиеся сведения о городской среде, хранящиеся пока что в бумажном виде. Однако, и города с населением до 100 тыс. жителей тоже с интересом приглядываются к опыту своих старших братьев.
Умная среда: инструкция по применению