إن التوائم الرقمية هي في طليعة الابتكار، حيث تعمل بشكل أساسي على إعادة تشكيل كيفية تفاعل الناس مع البيئات الحضرية وإدارتها. ومع ظهور المدن الذكية، التي تمزج التكنولوجيا مع التخطيط الحضري، تبرز هذه التكنولوجيا باعتبارها تكنولوجيا محورية.
فيما يلي رؤى حول كيفية تعزيز الحياة الحضرية، وتبسيط إدارة المدينة، وتمهيد الطريق للتقدم المستقبلي. ويمثل تكاملها قفزة كبيرة نحو نظم إيكولوجية حضرية أكثر كفاءة واستدامة واستجابة.
ما هي التوائم الرقمية؟
التوائم الرقمية عبارة عن نسخ افتراضية للأشياء المادية أو الأنظمة التي تم إنشاؤها باستخدام التكنولوجيا الرقمية. إنها نماذج ديناميكية تعكس كيانات العالم الحقيقي في الوقت الفعلي. حجم السوق العالمية للبرنامج وصلت إلى 8.60 مليار دولار في عام 2022 ويعتقد الخبراء أنه يمكن أن يرتفع إلى 137.67 مليار دولار في العقد المقبل.
ولكن كيف تعمل هذه التكنولوجيا؟ النظر في جسر في المدينة. سيكون توأمه الرقمي نموذجًا تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر لتكرار كل جانب من جوانب الجسر، بدءًا من بنيته المادية وحتى حالة استخدامه الحالية.
تقوم أجهزة الاستشعار الموجودة على الجسر الفعلي بجمع البيانات حول معايير مختلفة مثل السلامة الهيكلية ودرجة الحرارة وتدفق حركة المرور. ينتقل البرنامج بعد ذلك إلى التوأم الرقمي، مما يسمح له بالتحديث المستمر ويعكس بدقة الحالة الحالية للجسر.
العلاقة بين التوائم الرقمية وإنترنت الأشياء (IoT) هي علاقة متكاملة. يتضمن إنترنت الأشياء ربط الأشياء المادية بالإنترنت عبر أجهزة الاستشعار، التي تجمع البيانات من هذه الأشياء.
توفر هذه البيانات معلومات في الوقت الفعلي للحفاظ على تزامن النموذج الرقمي مع نظيره المادي. يتيح الجمع بين التوائم الرقمية وإنترنت الأشياء للمستخدمين اتخاذ قرارات أكثر فعالية واستنارة، خاصة في البيئات المعقدة مثل المدن الذكية.
تطور المدن الذكية
تستخدم المدينة الذكية التكنولوجيا لتحسين نوعية الحياة لسكانها، وتعزيز الاستدامة، وتبسيط الخدمات الحضرية. فهو يدمج تكنولوجيا المعلومات والاتصالات والعديد من الأجهزة المادية المتصلة بشبكة إنترنت الأشياء لتحسين وظائف المدينة ودفع النمو الاقتصادي.
مفهوم المدن الذكية بدأت في الظهور في التسعينياتحيث يشارك أصحاب المصلحة بنشاط في الإدارة الحضرية. ومنذ ذلك الحين، تطورت إلى إنشاء بنية تحتية رقمية - مثل اتصالات الإنترنت عالية السرعة - ضرورية للحياة الحضرية الحديثة.
وبمرور الوقت، ومع تقدم التكنولوجيا، تحول التركيز إلى دمج الأنظمة المختلفة ــ مثل النقل، والطاقة، وإمدادات المياه، وإدارة النفايات، والسلامة العامة ــ في إطار متماسك ومترابط.
لقد أتاح الاعتماد الواسع النطاق لإنترنت الأشياء إمكانية جمع البيانات وتحليلها بشكل سلس من أجهزة الاستشعار والأجهزة المختلفة المنتشرة في جميع أنحاء المدينة. تعمل هذه البيانات على تحسين الكفاءة وتقليل التكاليف وتحسين نوعية حياة المواطنين.
لقد نجحت التقنيات - مثل الذكاء الاصطناعي، والواقع المختلط، والحوسبة السحابية، وتحليلات البيانات الضخمة لقد أحدثت تحولًا أكبر في كيفية إدارة هذه البرامج للمدن وكيفية تطورها، مما يتيح اتخاذ قرارات أكثر عمقا، والصيانة التنبؤية للبنية التحتية الحضرية، وتحسين الخدمات العامة.
فوائد استخدام التوائم الرقمية في المدن الذكية
يمكن لمخططي التوأم الرقمي محاكاة وتحليل سيناريوهات مختلفة باستخدام هذه النماذج، مثل كيفية تأثير المبنى الجديد على تدفق حركة المرور أو تظليل الهياكل القريبة. وتؤدي هذه القدرة على اختبار المخططات وتعديلها فعليًا قبل أي تغييرات مادية إلى تنمية حضرية أكثر كفاءة وفعالية.
علاوة على ذلك، تتيح هذه التكنولوجيا المراقبة والتحكم في الوقت الفعلي لموارد المدينة مثل أنظمة المياه والطاقة والنفايات. ومن خلال تحليل البيانات من هذه الأنظمة، يمكن للمدن تحسين الاستخدام والتنبؤ باحتياجات الصيانة وتقليل النفايات، مما يؤدي إلى عمليات أكثر استدامة وفعالية من حيث التكلفة.
ومن أجل الخدمات العامة والسلامة، يمكن للتوائم الرقمية محاكاة حالات الطوارئ ومساعدة المدن على تخطيط وإعداد استراتيجيات استجابة أفضل. ويمكنها أيضًا تعزيز إدارة حركة المرور، حيث تتيح التوائم الرقمية مراقبة حركة المرور في الوقت الفعلي وتحسين توقيت الإشارة، مما يقلل الازدحام ويحسن السلامة على الطرق.
علاوة على ذلك، التوائم الرقمية تقليل خطر حدوث مضاعفات غير متوقعة في المشاريع الحضرية. يساعد تقديم رؤية شاملة وحديثة للمشروع على تحديد المشكلات المحتملة في وقت مبكر، مما يسمح باتخاذ تدابير استباقية. ويقلل هذا الاستبصار من حالات التأخير وتجاوز التكاليف والاضطرابات، مما يضمن تنفيذ المشروع بشكل أكثر سلاسة وتنمية حضرية أكثر موثوقية.
تحديات التكامل والتقدم التكنولوجي
إن التعقيد الهائل للبيئات الحضرية وحجمها يجعل من الصعب إنشاء نماذج رقمية شاملة ودقيقة. في كثير من الأحيان، قد تحتاج البنية التحتية الحالية، التي يعود تاريخها إلى عقود من الزمن، إلى مزيد من الاتصال وشبكات الاستشعار لجمع البيانات بشكل فعال. بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا مسألة توحيد تنسيقات البيانات عبر الأنظمة المختلفة وضمان قابلية التشغيل البيني بين الحلول الرقمية الجديدة والأنظمة القديمة.
ومع ذلك، فإن التطورات التكنولوجية الحديثة تسهل هذا التكامل. كما يوفر التقدم في الحوسبة السحابية وتحليلات البيانات الضخمة القوة الحسابية وقدرة التخزين للتعامل مع كميات هائلة من البيانات من المدينة. وفي الوقت نفسه، تعالج خوارزميات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي هذه البيانات بشكل أكثر فعالية، مما يتيح التحليلات التنبؤية والنماذج الحضرية الأكثر دقة.
بينما يتطلع الناس إلى الثلاثين عامًا القادمة، متى ما يقرب من 70% من سكان العالم قد يعيشون في المدن، ويصبح دور التوائم الرقمية أكثر أهمية. إنها توفر طريقًا لإدارة هذا التدفق الحضري بشكل مستدام وفعال، مما يضمن بقاء المدن صالحة للعيش ومرنة في مواجهة النمو السكاني السريع والتحديات البيئية.
مستقبل المدن الذكية مع التوائم الرقمية
ومع نمو سكان المناطق الحضرية وأصبحت الحاجة إلى التنمية الفعالة أمرا بالغ الأهمية، فإن التوأم الرقمي سيكون لا غنى عنه لتشكيل المدن الذكية. يوفر هذا الابتكار أداة متطورة لمخططي المدن وإدارييها لفهم المناظر الطبيعية الحضرية المترامية الأطراف وتحليلها وتحسينها.
وسوف تصبح التوائم الرقمية حجر الزاوية في التخطيط والإدارة الحضرية، وهو أمر حيوي للتنمية المستدامة للمدن الذكية. إنها تساعد في إنشاء مساحات حضرية أكثر كفاءة وصالحة للعيش وتضمن قدرة هذه المناطق على مواجهة التحديات المستقبلية بشكل مباشر.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.iotforall.com/why-digital-twins-are-essential-for-smart-city-development
