بدأ العالم يدرك أهمية البيانات يومًا بعد يوم، حتى أصبحت المدن تحظى بثروة من البيانات اليوم أكثر من أي وقت مضى. ولا يسعنا إلا أن نستفيد هذه الفرصة ونسّخر من هذا الكم الهائل من المعلومات لوضع الخطط وتصميم وإدارة البلديات بشكل أفضل. وخير دليل على إحدى المبادرات الناجحة في هذا المجال "التوأمة الرقمية" وهي عبارة عن أداة فاعلة لتصوير البيانات وإجراء المحاكاة والتعاون بما يُثمر عن نسخ افتراضية للأجسام المادية الصغيرة والكبيرة بما في ذلك المباني والمدن والمناطق والأنظمة - وهو عامل تغيير هام في مجال التكنولوجيا ومستقبل التصنيع والرصد الذكي.
كما إن التوأمة الرقمية هي طريقة آمنة للسماح للصناعات والشركات والأفراد وغيرها من المحاور الحكومية برؤية الصورة الكاملة من مجموعات البيانات التي تتّسم بالدقة والتحديث وسهولة الاستخدام. على صعيد آخر، تعد هذه الأداة بمثابة منصة مفتوحة يمكنها تصوير البيانات ثلاثية ورباعية الأبعاد مع مرور الوقت، ومثال ذلك المباني وخطط الطبقات والتضاريس والحدود العقارية والمرافق بما في ذلك الطاقة والمياه وأنابيب الصرف الصحي. على هذا النحو، تعمل التوأمة الرقمية كجسر بين العالمين الرقمي والجسدي، وذلك باستخدام أجهزة الاستشعار وإنترنت الأشياء لجمع بيانات فورية عن العناصر المادية. ومن ثم يتم معالجة هذه البيانات واستخدامها لفهم بند ما وتحليله وتعديله وتحسينه. هذا ويمكن لمطوري البنية التحتية استخدام أدوات التوأمة الرقمية لتحديد موقع المرافق تحت الأرض قبل بدء أعمال البناء أو رؤية الأثر المحتمل للبنية التحتية المستقبلية المخطط لها. علاوة على ذلك ومن خلال تجميع مجموعات البيانات ذات القيمة العالية المتعلقة بالنقل والهياكل الأساسية والممتلكات والتخطيط والبيئة مباشرة من المالكين، يمكن للحكومة والقطاعات ذات العلاقة ضمان أنهم يعملون بناءً على البيانات الموثوقة ذاتها ويستخدمون هذه البيانات للاستجابة بفعالية لمختلف البيئات المبنية والطبيعية.
أطلقت حكومة نيو ساوث ويلز بأستراليا مشروع التوأمة الرقمية المكانية بهدف تحويل التخطيط الحضري والبنية التحتية وتحسينها في جميع أنحاء غرب سيدني. ونُفذت هذه المبادرة بالشراكة مع شركة Data61 التابعة لمجموعة CSIRO، و من المتوقع أن توفر التوأمة الرقمية المكانية لنيو ساوث ويلز بيانات ونماذج رقمية ثلاثية ورباعية الأبعاد للبيئات المبنية والطبيعية. تضم الأداة التفاعلية 22 مليون شجرة تحمل خصائص معينة من حيث الارتفاع ومساحة التظليل، وحوالي 20,000 كم من الطرق ثلاثية الأبعاد، و 7,000 مخطط للطبقات ثلاثية الأبعاد و 546,206
تعِدُ المنصة بالمساعدة في تمكين عمليات التخطيط المتكاملة للمدينة وذلك من خلال دمج مجموعات البيانات من جميع أنحاء حكومة نيو ساوث ويلز، ومثال ذلك بيانات النقل المباشر والبنية التحتية (فوق الأرض وتحتها) وبناء نماذج المعلومات وحدود الممتلكات (مثل حدود الطبقات).
تم بناء التوأمة الرقمية في نيو ساوث ويلز على منصة Terriajs Data61، وهي تقنية مفتوحة المصدر تعمل أيضًا على دعم الخريطة الوطنية وخريطة الجفاف الوطنية. كما تتضمن تقنية كتالوج المصدر المفتوح MAGDA التي تضمن خصائصها الأمنية المدمجة الحصول على أنواع معينة من البيانات فقط. بإمكان للمتعاملين التفاعل مع نسخ رقمية افتراضية مزدوجة، إذ يمكنهم على سبيل المثال استخدام الأداة لإضافة أو إزالة طبقات لتصوّر البنية التحتية في الماضي والحاضر والمستقبل في منطقة سيدني الغربية. كما يمكن استخدام عنصر مشاركة البيانات الرقمية الذي تتيحه الأداة لتحليل الضواحي والمدن والدول لوضع خطط كفيلة بتحقيق التعافي من الكوارث الطبيعية وتغير المناخ ومنعهما ودعمهما.
على صعيد آخر، تستفيد أداة التوأمة الرقمي الجديدة من منصة ArcGIS الخاصة بشركة Esri والتي تدعم منصات التوأمة الرقمية الرائدة في جميع مدن العالم الذكية بما في ذلك سنغافورة ودبي ولوس أنجلوس.
تتمحور المرحلة الأولى من المنتج الرقمي ضمن الحد الأدنى القابل للبقاء حول إنشاء نموذج رباعي الأبعاد عالي الدقة على أساس الصور الجوية ثلاثية الأبعاد والLIDAR، التي يتم دمجها مع المسح الرقمي للدولة (سجل وموقع قطع الأراضي). وبشكل تدريجي تتم إضافة البيانات المتعلقة بالنقل والمرافق والتخطيط وإدارة الموارد الطبيعية وإدارة البيئة وإدارة حالات الطوارئ. تنطوي المنصة أيضًا على أصول الهندسة الرقمية وبناء نماذج المعلومات وموجز واجهة برمجة التطبيقات المباشرة للنقل العام بالإضافة إلى جودة الهواء وإنتاج الطاقة.
وبينما تركز هذه المنصة في المقام الأول على دعم تخطيط الهياكل الأساسية وتنفيذها، فإن لها فوائد على المستوى الوطني ومستوى المقاطعات والحكومات المحلية، بالنسبة للصناعة والمجتمع المحلي. لا يمكننا إهمال الفوائد التي تحققها هذه المنصة كونها تغطي جميع القطاعات بما في ذلك تخطيط البنية التحتية وتنفيذها والتخطيط وتقديم الخدمات والإدارة البيئية وإدارة الموارد الطبيعية، فضلًا عن إدارة حالات الطوارئ ومكافحة الإرهاب. وبفضل المزيد من المشاركة مع الجهات المحلية والحكومية والوطنية والجهات الصناعية، ستشهد المنصة مزيدًا من التطوير والتحسين.
على صعيد آخر، يمكن استخدام منصة توأمة البيانات للتحليلات التنبؤية. فمن الأمثلة الأخرى على تطبيقات توأمة البيانات في نيو ساوث ويلز نذكر الشراكة بين Transport NSW و Data61 التي أثمرت عن تطوير محرك الذكاء الاصطناعي (AI) للتنبؤ بالازدحام المروري في جميع أنحاء سيدني. يخدم هذا المحرك كمكمل للحلول الحالية من خلال دمج التعلم الآلي مع المحاكاة المرورية للتنبؤ بشبكة النقل على المدى القصير. تنطوي وظائف المحرك على استيعاب مجموعات بيانات النقل لتدريب النماذج التنبؤية ذات الأغراض الخاصة، وتشكيل حلقة مغلقة مع نماذج المحاكاة لتدريب محرك الذكاء الاصطناعي باستمرار في ضوء المواقف والاستجابات الجديدة ومعايرة نموذج المحاكاة في الوقت نفسه. خضعت الأساسيات العلمية لمحرك الذكاء الاصطناعي للفحص الشامل باستخدام مجموعات البيانات التاريخية ومجموعات بيانات النقل في الوقت الفعلي، ومثال ذلك البطاقة الذكية ونظام تحديد المواقع GPS وبيانات إشارات المرور.
إن من شأن هذا الإنجاز ان يسهم في تنفيذ الجيل القادم من نظام إدارة الازدحام لمركز إدارة النقل في نيو ساوث ويلز، حيث يعمل النظام على تعزيز القدرة على التنبؤ بساعتين في المستقبل واتخاذ الاجراء المناسب في غضون خمس دقائق، وهو ما سيؤدي على الأرجح إلى تحسينات كبيرة في كفاءة إدارة تدفقات حركة المرور.
تُجسد أدوات التوأمة الرقمية عقول قوية لدفع الابتكار والأداء. كما يمكن لتقنية التوأمة الرقمية أن تساعد الحكومات على تحسين تجربة أفراد المجتمع من خلال فهم احتياجاتهم بشكل أفضل وتطوير تحسينات للمنتجات القائمة والعمليات والخدمات.
المراجع:
https://data61.csiro.au/en/Our-Research/Our-Work/Future-Cities/NSW-Digital-Twin/NSW-Digital-Twin
https://www.csiro.au/en/News/News-releases/2020/New-digital-twin-for-NSW
https://www.spatial.nsw.gov.au/what_we_do/projects/digital_twin
https://www.zdnet.com/article/nsw-governments-spatial-digital-twin-to-help-with-future-city-mapping/
