Bản sao số hóa - công cụ quan trọng trong quy hoạch đô thị

• Cách hóa giải số liệu trong các bài báo kinh tế
• Áp dụng công nghệ số hóa công tác phòng cháy, chữa cháy
• Áp dụng công nghệ 5G để xây dựng thành phố giao thông thông minh

Ông Anders Logg, Giáo sư về toán học máy tính và Giám đốc Trung tâm Digital Twin Cities tại Đại học Công nghệ Chalmers ở Thụy Điển cho biết, “cặp song sinh kỹ thuật số” nâng các mô hình thành phố 3D truyền thống lên những khả năng mới. Sử dụng dữ liệu thời gian thực và trí tuệ nhân tạo, bản sao số hóa trở thành tấm gương ảo, sống động, mang đến cơ hội mô phỏng mọi thứ, từ cơ sở hạ tầng và công trình xây dựng đến mô hình giao thông và mức tiêu thụ năng lượng.

Bản sao kỹ thuật số của một khu phố ở Gothenburg, Thụy Điển, hiển thị mức độ tiếng ồn của giao thông trên đường phố

Bản song sinh kỹ thuật số

Một ví dụ điển hình là thử nghiệm ở Chattanooga, một thành phố có khoảng 180.000 dân, nép mình ở chân đồi của dãy núi Appalachian, nằm gần như cách đều các thành phố lớn Atlanta, Georgia về phía Nam và Nashville, Tennessee về phía Bắc nước Mỹ. Kevin Comstock, cố vấn của KCI Technologies và cựu Giám đốc phụ trách thành phố thông minh của Chattanooga cho biết: “Mặc dù, các khu vực đô thị lớn có các dự án song sinh kỹ thuật số được chú ý nhưng Chattanooga là một trường hợp thử nghiệm có ý nghĩa quan trọng vì quy mô nhỏ hơn cho phép nó linh hoạt hơn”.

Thành phố Chattanooga cùng các cộng tác viên gồm Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Đại học Tennessee tại Chattanooga đã giải quyết các vấn đề và lĩnh vực riêng lẻ bằng dự án song sinh kỹ thuật số. Đầu tiên, họ thực hiện dự án “CTwin”, tập trung vào một trong những con đường chính của thành phố để kiểm tra việc sử dụng năng lượng liên quan đến giao thông đi lại. Trong một dự án khác hợp tác với Công ty phần mềm Seoul Robotics và UT Chattanooga, thành phố đã lắp đặt công nghệ hình ảnh laser tại 2 giao lộ đông đúc để theo dõi chuyển động của người đi bộ và phương tiện và cảnh báo về mức độ an toàn.

Tương tự, Tiến sĩ Ville Lehtola, Giáo sư tại Đại học Twente ở Hà Lan, cựu ủy viên hội đồng thành phố ở Espoo, sát Thủ đô Helsinki, Phần Lan cho biết, khi một tuyến tàu điện ngầm mới được đề xuất, Espoo trước tiên đã số hóa việc lập kế hoạch vận hành và xây dựng. “Bản sao kỹ thuật số có thể tiết lộ công trình đã hoàn thành sẽ như thế nào, từ đó cũng có được các ước tính chính xác hơn về lợi ích và khả năng sử dụng cũng như giá trị gia tăng của các dự án khác nhau”.

Câu trả lời cho quy hoạch tương lai

Giáo sư Anders Logg nêu trường hợp Gothenburg, Thụy Điển, nơi đã lấy dữ liệu từ các nguồn bao gồm bản đồ đường phố thông thường để tạo bản sao kỹ thuật số cho mình. “Gothenburg được xây dựng trên đất sét. Nếu bắt đầu một dự án cơ sở hạ tầng lớn mới, liệu có bất kỳ rủi ro tiềm ẩn nào khi đào hoặc xây dựng các đường hầm mới không? Vì vậy, việc mô hình hóa tác động của đất sét trở nên rất quan trọng”, ông nói.

Tuy vậy, Giáo sư Logg cho rằng, chìa khóa thành công là “tính bền vững của dữ liệu” - các bản cập nhật thường xuyên, theo thời gian thực được đưa vào bản song sinh kỹ thuật số để theo kịp sự phát triển không ngừng của thành phố thực. Nếu không cập nhật, mô hình song sinh kỹ thuật số “sẽ trở nên cũ kỹ”. Ngày càng có nhiều dữ liệu để cung cấp thông tin cho các mô hình thông qua ô tô tự lái, máy bay không người lái giao hàng và thiết bị xây dựng được trang bị cảm biến thông minh. Khi các khả năng công nghệ tăng lên, các thách thức cũng tăng theo, đặc biệt là liên quan đến việc thu thập, lưu trữ và bảo vệ lượng dữ liệu đó.

Tuy nhiên, những thách thức về mặt kỹ thuật rất đáng kể, bởi các thành phố là những hệ thống cực kỳ phức tạp. Các nhà khoa học vẫn trăn trở và đang tìm cách đơn giản hóa quy trình sao cho dữ liệu có thể phân tích - chia sẻ nhuần nhuyễn và làm cho tất cả các khía cạnh của quy hoạch thành phố trở nên hiệu quả hơn.

Nhưng Giáo sư Anders Logg nhìn thấy một tương lai sáng lạn hơn, nơi mọi thứ từ bảo trì tòa nhà và xây dựng mới đến đường sá và tín hiệu giao thông sẽ được “tích hợp và kết nối”, cho phép các nhà quy hoạch thành phố đưa ra các quyết định vẫn có ý nghĩa trong nhiều thập kỷ tới. Ông cho rằng, cặp song sinh kỹ thuật số “sẽ có mặt ở khắp mọi nơi, với tư cách là hệ thống trả lời tất cả các câu hỏi của bạn về các kế hoạch trong tương lai”.