一個國際聯(lián)合團隊在《自然可持續(xù)性》雜志上指出，被稱為“數(shù)字孿生”的城市動態(tài)計算機模型可以幫助推動全球城市地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。
數(shù)字孿生不僅僅是靜態(tài)模型。他們結(jié)合來自傳感器和其他來源的近實時數(shù)據(jù)來生成“虛擬復制品”。數(shù)字孿生的概念最早出現(xiàn)在制造業(yè)，主要用于產(chǎn)品和工藝工程。但這些模型也被用于從分子到行星，從個性化醫(yī)療到氣候預(yù)測的各個領(lǐng)域。
許多研究人員認為，數(shù)字孿生將成為可持續(xù)發(fā)展工作的有力工具。但沒有人認真研究過城市數(shù)字孿生的好處和缺陷。這項新研究承擔了這項任務(wù)，特別關(guān)注建模方法在幫助實現(xiàn)聯(lián)合國可持續(xù)發(fā)展目標方面的潛力。
研究人員表示，數(shù)字孿生在這個領(lǐng)域具有多種潛在優(yōu)勢。它們可以幫助城市更有效地分配資源——設(shè)計更有效的水網(wǎng)、預(yù)測交通擁堵以指導交通規(guī)劃、模擬消費者行為以推薦節(jié)能措施等。
此外，“計算機模型提供了一個虛擬空間，可以在其中以前所未有的方式，測試新的有望提高資源效率但可能會造成意外傷害清潔技術(shù)”研究人員寫道。例如，它們可以幫助城市弄清楚如何在不影響可靠性的情況下將可再生能源并入電網(wǎng)。
數(shù)字孿生還可以幫助科學家和政策制定者跨學科、跨機構(gòu)、跨政府級別和跨地理距離進行協(xié)作。它們可以幫助城市監(jiān)測和報告可持續(xù)發(fā)展目標或其他可持續(xù)發(fā)展目標的進展情況。
該論文的一些作者參與了澳大利亞墨爾本城市更新項目Fishermans Bend的數(shù)字孿生體的開發(fā)。該模型包括來自公共和私人來源的超過 1400 層的歷史和實時數(shù)據(jù)。20 多個政府機構(gòu)和市政當局正在使用該模型來分析擬建建筑將如何影響落在開放空間和植被上的陽光、預(yù)測電車交通模式以及解決其他規(guī)劃問題。
蘇黎世、新加坡和上海等城市也正在使用數(shù)字孿生模型來監(jiān)測噪音和污染，并促進考慮人口增長和氣候變化的城市規(guī)劃。
但數(shù)字孿生方法也存在缺陷。因為它們需要如此多的數(shù)據(jù)、先進的計算能力和技術(shù)訣竅，數(shù)字孿生有可能加劇數(shù)字鴻溝，特別是在高收入和低收入國家之間。
更重要的是，即使是最復雜的模型也可能無法代表現(xiàn)實生活中城市的多樣性。支撐成功數(shù)字孿生所需的數(shù)據(jù)可能不可用、不可訪問或與其他來源不兼容。人們對數(shù)字孿生的社會科學方面尤其了解甚少。
最后，可以針對錯誤的目標優(yōu)化模型。研究人員表示，不同的可持續(xù)發(fā)展目標之間存在內(nèi)在矛盾，程序員必須注意結(jié)果和參數(shù)的優(yōu)先順序。這些決定是為誰做出的，由誰做出的——誰被排除在這個過程之外？
為了避免數(shù)字孿生的這些陷阱并獲得潛在的好處，研究人員建議政府和國際機構(gòu)參與彌合數(shù)字鴻溝；將數(shù)字孿生技術(shù)留在市場上實際上意味著資源匱乏的國家將落在后面。
他們還呼吁那些創(chuàng)建和實施城市數(shù)字孿生的人關(guān)注社會和道德責任。“從這些問題中衍生出的一個核心問題是：那些可能會在多大程度上受到基于其設(shè)計和部署中包含的仿真模型的決策的影響？”。
“有趣的是，在這種情況下，數(shù)字孿生本身可以提高規(guī)劃者和政策制定者對社會經(jīng)濟不平等的認識，從而成為包容的工具，”研究人員補充道。
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