数字孪生兄弟如何帮助设计未来城市

随着城市的发展，社区的需求发生变化。从交通模式和空气质量到绿色空间和其他舒适的开放空间，城市规划者在决定如何重塑城市的景观时有很多要考虑。最近，斯图加特高性能计算中心（HLRS）的研究人员。与弗劳恩霍夫工业工程研究所的调查人员合作(劳恩霍夫)并从德国赫尔伦堡市地方当局开发了一个综合性的城市模型。

公民对城市规划决策的参与——这是确保城市规划决策有利于城市日常生活和工作人员的一个关键组成部分——通常仅限于偶尔的公共论坛，市政当局必须根据有限的数据集做出决策，而这些数据集无法捕捉日常生活的所有复杂性城市生活。

创建Herrenberg数字孪生城的项目可以为许多其他城市提供一个范例。在《公约》框架内完成Reallabor Stadt:Quartiere 4.0“该项目是欧洲城市的第一个同类模型，改善了政治家、规划者和公众之间的对话，并帮助制定了路线图，以确保改变赫伦堡城市景观的计划尽可能详细、完整和公平。

创新的计算工具和技术

将完全不同的数据集组合成一个内聚的、信息丰富的可视化需要一套新颖的计算工具和技术。该团队专注于创建一个“数字孪生兄弟”这是一个超现实的计算模型。最初是为工程应用和产品开发而开发的，HLRS的工作人员希望将这种方法应用到城市规划中——这是一个非常困难的挑战。

他说：“一个城市在许多技术领域的功能就像一台机器——比如电网和交通流——但衡量社会方面要困难得多。”费边·德姆斯基，研究员HLRS以及该项目的合作者。“我们的目标是整合这些讨论中通常代表性不足的社区的社会经济数据，并通过整合多个数据集来支持城市规划决策，从而呈现更完整的情况。”

虚拟现实环境

为了将社会数据纳入模型中，HLRS的工作人员参与了外联活动，向Herrenberg居民告知该技术，并鼓励他们提交有关社区的数据。可视化团队构建了协作虚拟现实（VR）在城市周边的多个活动中，鼓励公众以数字方式探索他们的城市。

此外，该团队在当地青年大会上介绍了该项目，以鼓励该市年轻人在智能手机上下载“Reallabor Tracker”应用程序。该应用程序被设计成一个“自愿地理信息”应用程序，鼓励用户提交他们在特定地点的感受，或者他们是否经常看到特定地区的严重交通拥堵或污染。

空间网络分析

当数字孪生兄弟最终亮相时，它包括3D城市成像数据、风流数据、城市移动和运动模式模拟、交通流模拟，以及从应用程序接收到的定性数据。该团队还包括“空间网络分析”，其中包括城市网格的定性和定量数据。具体来说，研究小组关注的是数据点，比如行人相对于城市其他部分对特定街道的满意度，或者行人使用特定道路或街道的频率。

该团队计划继续与Herrenberg合作该项目，同时寻找机会扩大模型的细节水平，并将其应用于其他城市空间。今后，该团队希望整合不同电网的更多信息——例如，电网和供热电网——并应用机器学习技术创建mo对运动模式、空气质量、交通和建筑设计以及社会经济数据集（如人口统计数据）进行重新现实的模拟。

德姆斯基说：“就像城市一样，这种模式永远不会真正‘完成’。”。“城市空间总是在变化，我们希望我们的模型以类似的方式运行——我认为这种方法对城市、城市规划和我们的计算工作都很有价值。”

本文由斯图加特高性能计算中心提供(HLRS).