Kun väestö ympäri maailmaa kaupungistuu, kasvaa myös paine kaupunkien resursseihin ja kykyyn vastata kaikkien kansalaistensa tarpeisiin. Digitaaliset kaksoset nähdään tehokkaina työkaluina, jotka auttavat löytämään ratkaisuja näihin ongelmiin. Kansainväliset standardit tasoittavat tietä tälle tekniikalle, jota kaupunkisuunnittelijat käyttävät kaikkialla maailmassa.
Älykäs kaupunki
Kaupunkiväestön odotetaan kaksinkertaistuvan nykyisestä koostaan vuoteen 2050 mennessä, mikä tarkoittaa, että lähes 70% maailman asukkaista asuu kaupungeissa. Rajallisten resurssien hallinta on haaste kaikille kaupungeille. YK:n mukaan kaupunkikeskukset ovat usein ”huono-osaisuuden keskittymiä” ja kaupunkisuunnittelu ei yleensä pysy väestönkasvun tahdissa.
Älykkääksi digitaalisten kaksosten avulla
Yksi tapa ratkaista kaupunkisuunnittelun ongelmia on dataa hyödyntävien digitaalisten kaksosten käyttö. Kaupunkien digitaaliset kaksoset, jotka tunnetaan vaihtelevasti urbaaneina digitaalisina kaksosina, paikallisina digitaalisina kaksosina, kaupunkien digitaalisina kaksosina tai jopa spatiaalisina digitaalisina kaksosina, ovat kuin peilimaailmoja, jotka toistavat tapahtumia reaaliajassa. Ne ovat kulkeneet pitkän matkan ensimmäisistä digitaalisista kaksosista, jotka NASA kehitti simuloimaan rakettien laukaisua avaruuteen.
Nykyään digitaaliset kaksoset käyttävät drooneja, antureita ja mobiililaitteita reaaliaikaisen tiedon keräämiseen ihmisistä ja monista muista lähteistä, kuten ajoneuvoista ja jopa infrastruktuurista. Seuraamalla ja simuloimalla tilanteita, tuottamalla kehittynyttä analytiikkaa ja testaamalla uusia ideoita digitaaliset kaksoset tunnistetaan tehokkaiksi työkaluiksi kaupunkisuunnitteluun ja johtamiseen. Ne voivat myös olla voimakas liittolainen ilmastonmuutoksen torjunnassa.
Autetaan vesihuollossa tehokkaasti
Vesi on arvokas luonnonvara, jota useimpien kaupunkien on vaikea hallita. Monet kaupungit pumppaavat vettä pitkiä matkoja, poraavat pohjaveteen, joka tyhjenee nopeammin kuin se uusiutuu, ja sen kertyminen voi kestää satoja tai tuhansia vuosia. Samaan aikaan paljon vettä menee hukkaan, ja ongelmalla on jatkuvia vaikutuksia muille alueille maataloudesta sähköntuotantoon.
Ripin Kalra on koollekutsujana IEC:n älykkäiden kaupunkien järjestelmäkomitean (Systems Committee, SyC) neuvoa-antavalle ryhmälle 11 (AG 11), joka auttaa kaupunkeja suunnittelemaan ja toimimaan joustavammin. Hänen mukaansa vesi on vain yksi puoli laajemmasta resurssihaasteesta, eikä sitä voida ratkaista siilossa. Kaupungin johtajien on kyettävä seuraamaan ja hallitsemaan useita resursseja reaaliajassa.
”Resurssien optimointi edellyttää selkeää ymmärrystä siitä, mitä tapahtuu reaaliajassa, ja tarvitaan vaihtoehtoja tehokkuuteen ja optimointiin kilpailevien vaatimusten joukossa. Digitaaliset kaksoset ovat loistava työkalu juuri tähän”, Kalra lisää.
Jotkut kaupungit käyttävät niitä jo, kuten Shanghai, yksi maailman väkirikkaimmista kaupungeista, jossa on 26 miljoonaa asukasta, joka loi kaupungin virtuaalisen kloonin käyttämällä satelliittien, droonien ja antureiden tietoja.
Metaversumista CitiVerseen
Digitaaliset kaksoset ovat CitiVersen ytimessä, mikä antaa eri toimialoille mahdollisuuden ratkaista erittäin monimutkaisia ongelmia digitaalisesti. CitiVerse on pohjimmiltaan metaversumin kaupunkiversio, jonka avulla organisaatiot voivat mallintaa, prototyypittää ja testata suunnitelmia tai muutoksia ennen resurssien sitomista projektiin.
Monista mahdollisista eduista huolimatta sen kasvulla on edelleen monia haasteita. Maailman talousfoorumin (World Economy Forum, WEF) mukaan ei ole yhteistä ymmärrystä siitä, mikä on kaupungin digitaalisen kaksosen käsite, eikä yhteisymmärrystä siitä, miten sellaista pitäisi kehittää. Kaupunkien kasvava monimutkaisuus ja teknologian nopea kehitys mainitaan yhtenä syynä tähän.
IEC on jo tehnyt paljon työtä tällä alalla lisätäkseen ymmärrystä ja yhteisymmärrystä siitä, mitä digitaaliset kaksoset ovat ja voivat tehdä, mukaan lukien teknologiaraportti kaupunkien tietomallinnuksesta ja kaupunkien digitaalisista kaksosista, City information modelling and urban digital twins.
ISO/IEC 30173 on ensimmäinen kansainvälinen standardi, joka tarjoaa maailmanlaajuisesti sovitun joukon sektorineutraaleja termejä ja määritelmiä digitaaliselle kaksoselle, digitaalisen kaksosen käsitteille, digitaalisen kaksosen toiminnalliselle näkymälle ja digitaalisen kaksosen sidosryhmille. Se määrittelee kohde-entiteetin digitaalisen edustajan, jolla on datayhteydet, jotka mahdollistavat fyysisten ja digitaalisten tilojen lähentymisen sopivalla synkronointinopeudella.
Yhteistyö on välttämätöntä
Torbjörn Lahrin on digitalisaation asiantuntija ja yksi koollekutsujista Joint Working Group (JWG) 16:ssa, joka kokoaa yhteen IEC:n järjestelmäkomitean SyC for Smart Cities ja IEC:n ja ISOn yhteisen tietotekniikkakomitean JTC 1 Joint Committee for Information Technology keskittymään kaupunkien digitaalisiin kaksosiin ja kaupunkien tietomallinnukseen. Hän korosti, että yhteistyö on olennaisen tärkeää paikallisten digitaalisten kaksosten potentiaalin hyödyntämiseksi, koska niiden avulla jokainen kaupungin tai projektin toimija voi nähdä, mihin ne sopivat ja miten heidän työnsä vaikuttaa toisiin.
Lahrin sanoo, että kaupungit ovat järjestelmien järjestelmiä, joten erilaisten digitaalisten kaksosten yhteentoimivuus on avainasemassa. Ongelmana on kuitenkin se, että ei ole vain yhtä tapaa luoda paikallista digitaalista kaksosta.
”Niitä on lähtöisin pelimaailmasta, paikkatietojärjestelmästä (GIS) ja tietokoneavusteisesta suunnitteluohjelmistosta (CAD), laajennetun todellisuuden alustoista, kaupunkien tietomallinnustyökaluista ja muualta, eivätkä ne välttämättä ole yhteensopivia”, hän selittää.
”Esimerkiksi pelimoottoreita ei ole tehty toimimaan samalla maantieteellisten koordinaattien tarkkuudella kuin paikkatietotyökaluja. Paikallisten digitaalisten kaksosten on mahdollistettava kaupunkien välinen vuorovaikutus ja yhteydenpito sekä kaupunkien välillä että niiden sisällä ja varmistettava, että tietoja integroidaan jatkuvasti niin, että ne ovat ajan tasalla ja reaaliaikaisia.”
Myös henkilötietojen käsittelyyn, tietojen omistajuuteen ja kansallisten säännösten noudattamiseen liittyvät haasteet on otettava huomioon. Tässä kansainväliset standardit voivat auttaa.
Standardiratkaisu
Sadat kansainväliset standardit auttavat kaupunkeja navigoimaan digitaalisten kaksosten eri elementeissä, ja yksi JWG 16:n ensimmäisistä tehtävistä on suorittaa auditointi ja puuteanalyysi siitä, mitä nämä standardit ovat. Tulosten perusteella laaditaan etenemissuunnitelma tarvittavien lisästandardien kehittämiseksi.
Tällä alalla on jo tehty jonkin verran työtä. Joulukuussa 2023 eurooppalaiset standardointiasiantuntijat, joiden yksi kirjoittaja Lahrin oli, julkaisivat CitiVersen standardointimaiseman. Siinä luetellaan noin 350 standardia ja muuta tuotetta. Se sisältää standardeja, kuten ISO/IEC 30141 esineiden internetin (IoT) viitearkkitehtuurille, tulevan ISO/IEC 3018 digitaalisen kaksosen arkkitehtuurille sekä IEC 63205 älykkäiden kaupunkien viitearkkitehtuurille.
ISO/IEC JTC 1/SC 41, esineiden internetiä ja digitaalista kaksosta standardoiva IEC:n ja ISO:n alakomitea, on ISO/IEC 30141:n ja ISO/IEC 30173:n takana oleva komitea. Komitea työstää parhaillaan useita standardeja, joiden odotetaan helpottavan digitaalisten kaksosten käyttöä monilla eri alueilla.
JWG 16 ottaa tämän työn huomioon. Tobben mukaan JWG:n ei odoteta kehittävän suurta määrää standardeja, vaan pikemminkin tunnistavan, missä standardeja tarvitaan, ja tukevan asiaankuuluvia teknisiä komiteoita niiden käsittelyssä.
JWG aikoo kehittää teknisen spesifikaation, joka määrittelee kaupunkien tietomallinnuksen ja kaupunkien digitaalisten kaksosten käsitteet, kerää tapaustutkimuksia, tunnistaa käytettävät standardit ja tarvittavat uudet standardit sekä antaa suosituksia standardeja kehittäville organisaatioille. Työ luo myös pohjaa paikalliselle digitaalisen kaksosen referenssiarkkitehtuurille.
JWG 16:n ponnistelut edistävät ja täydentävät myös uuden IEC:n ja ISOn yhteisen järjestelmien arviointiryhmän SEG 15 työtä. Se perustettiin tutkimaan standardointitarpeita ja mahdollisuuksia metaversumin ja siihen liittyvien teknologioiden alalla.
SC 41:n puheenjohtaja François Coallier korostaa, että tämän tason yhteistyö on välttämätöntä, jotta organisaatiot voivat käyttää tekniikkaa viisaasti. ”Digitaalisten kaksosten käyttöönotto on järjestelmäsuunnittelua, johon liittyy erilaisia teknologioita ja prosesseja sekä sovellusalueen tai -sektorin hallintaa. Siksi tarvitaan yhteistä ymmärrystä haasteista ja vaatimuksista sekä yhteistyötä, jotta sidosryhmien tarvitsemat standardit saadaan aikaan.”
Löydät alkuperäisen artikkelin täältä: Making cities smarter with digital twins | IEC e-tech
Mukaan toimintaan Suomessa
SESKOn komitea SK JTC 1 SC 41 IoT ja Digital Twin on Suomen kansallinen vastinkomitea, joka seuraa kansainvälisen ISOn ja IEC:n yhteisen teknisen komitean JTC 1 alakomitean SC 41 työtä ja vaikuttaa siihen. Tämä komitea keskittyy esineiden internetin (IoT) ja digitaalisten kaksosten standardointiin. Komitea käsittelee laajasti erilaisia aiheita, mukaan lukien IoT-arkkitehtuuri, yhteentoimivuus, sovellukset sekä erityisalueet kuten merialueiden IoT ja vedenalaiset akustiset anturiverkot.
Komiteajäsenyys tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden vaikuttaa sekä kansallisesti että kansainvälisesti IoT- ja digitaalisten kaksosten standardien kehitykseen. Jäsenenä pääset osallistumaan työryhmiin, verkostoitumaan alan asiantuntijoiden kanssa ja edistämään teknologian yhteentoimivuutta ja turvallisuutta. SESKOn komiteoiden työhön osallistuminen on avointa kaikille kiinnostuneille. Komiteajäsenyydestä peritään vuosimaksu. Liity mukaan ja osallistu tulevaisuuden teknologian kehittämiseen!
Lisää suosikiksiLisätietoja aiheesta
