Technologia digital twin wyłania się jako strategiczny fundament cyfrowej transformacji nowoczesnych miast, redefiniując dotychczasowe podejście do koncepcji smart city. Integracja modeli 3D, sieci sensorów IoT oraz analityki predykcyjnej pozwala na ewolucję od statycznych baz danych w stronę dynamicznych, wirtualnych replik, które w czasie rzeczywistym odzwierciedlają procesy zachodzące w przestrzeni miejskiej. W rezultacie miasta zyskują wszechstronne narzędzie służące m.in. do predykcyjnego modelowania skutków zmian klimatycznych i urbanistycznych, ale także do automatyzacji i usprawniania codziennych funkcji miasta.
Na temat inteligentnych miast, nowoczesnych usług publicznych oraz technologii, które realnie wpływają na komfort życia mieszkańców będą debatować eksperci podczas 22. Smart City Forum, które odbędzie się 25-26 maja b.r. w Zen.Com Expo Rzeszów-Jesionka. Szczegółowa agenda forum oraz zapisy: https://smartcityforum.pl/
W niniejszym artykule przedstawiamy kilka istotnych zagadnień, które staną się przedmiotem dyskusji prelegentów podczas majowego wydarzenia, na które już dziś serdecznie Państwa zapraszamy!
Cyfrowy bliźniak w praktyce: od symulacji klimatycznych po cyfrową partycypację społeczną.
Technologia digital twin znajduje szerokie zastosowanie w nowoczesnym planowaniu urbanistycznym, zarządzaniu infrastrukturą miejską, w optymalizacji zużycia energii oraz precyzyjnym monitorowaniu środowiska. Adaptacja cyfrowych bliźniaków w Europie przebiega w różnym tempie, jednak miasta takie jak Helsinki, Rotterdam czy Monachium wyznaczają europejskie standardy w tym obszarze. Każde z tych miast wykorzystuje potencjał wirtualnych replik do adresowania konkretnych wyzwań.
Helsinki wykorzystują technologię digital twin jako jedno z narzędzi wspierających realizację strategii „Carbon Neutral Helsinki 2030”. System ten, rozwijany w ramach projektu Helsinki 3D+, służy m.in. do prowadzenia zaawansowanych analiz energetycznych, w tym obliczania potencjału solarnego dla niemal miliona powierzchni dachów i ścian w mieście. Dzięki modelowaniu 3D planiści mogą precyzyjnie oceniać wpływ nowej zabudowy na nasłonecznienie sąsiednich obiektów, co pozwala unikać błędów projektowych ograniczających dostęp do światła. Miasto korzysta z cyfrowego bliźniaka również w ramach unijnego projektu „Regions4Climate”, identyfikując miejskie wyspy ciepła oraz modelując powodzie burzowe. Wyniki tych symulacji wskazują, gdzie rozmieścić infrastrukturę zieloną, aby skutecznie chłodziła miasto lub retencjonowała nadmiar wody opadowej.
Z kolei, Rotterdam wdraża kompleksowy ekosystem cyfrowego bliźniaka, który wspiera miasto w procesie odchodzenia od ogrzewania gazowego. Kluczową rolą tej technologii jest łączenie szczegółowych danych o konstrukcji budynków (BIM) z mapami miejskimi (GIS) w jeden spójny model 3D. Dzięki temu inżynierowie mogą precyzyjnie zaprojektować nowe sieci ciepłownicze, „widząc” pod nawierzchnią ulic całą infrastrukturę podziemną, co pozwala unikać kolizji z istniejącymi instalacjami. Miasto rozwija także dynamiczny wariant cyfrowego bliźniaka, który dzięki rzeczywistości wirtualnej i rozszerzonej (VR/AR) wspiera procesy projektowe oraz umożliwia mieszkańcom poznawanie i opiniowanie planowanych zmian w przestrzeni miejskiej. Sprzyja to budowaniu akceptacji społecznej dla nowych inwestycji.
Monachium wyróżnia się na tle innych europejskich miast, stawiając partycypację społeczną i transparentność w centrum swojej strategii rozwoju digital twin. Projekt „Connected Urban Twins” dąży do demokratyzacji planowania miejskiego poprzez udostępnianie mieszkańcom narzędzi do wspólnego kształtowania przestrzeni. System oferuje m.in. interaktywne kalkulatory solarne oraz wizualizacje w rzeczywistości rozszerzonej (AR), dzięki którym mieszkańcy stają się aktywnymi współtwórcami zmian. Mogą oni nie tylko „zobaczyć” przyszłe inwestycje, ale przede wszystkim opiniować je i wnosić własne pomysły. Dzięki otwartej architekturze danych (Open Source), cyfrowy bliźniak Monachium staje się zarówno narzędziem dla specjalistów, jak i platformą dialogu, która realnie angażuje społeczność w budowę zrównoważonej przyszłości miasta.
Jeśli miasto ma wybrać jeden z pięciu obszarów (urbanistyka, infrastruktura, mobilność, energia/środowisko, kryzysy) na start, to jaki wybór jest najbezpieczniejszy organizacyjnie i daje najszybszy efekt?
Wybór obszaru „na start” powinien przede wszystkim zależeć od zidentyfikowanych problemów i potrzeb. Są dwa kluczowe czynniki, które warunkują możliwość wdrożenia rozwiązań smart city w mieście: potencjał ludzki i finanse. Rozwiązania cyfrowe to spory wydatek dla budżetu, dlatego tam, gdzie to było możliwe, wspomagaliśmy się dofinansowaniami ze środków zewnętrznych, głównie unijnych. Najłatwiej rozpocząć wdrażanie takich rozwiązań od obszarów, które mają bezpośredni wpływ na nasze codzienne życie, są stosunkowo proste do wdrożenia i generują dane, które można przełożyć na realną zmianę na korzyść dla mieszkańców. Dlatego dobrym punktem startowym są inteligentne systemy zarządzania ruchem i transportem. W Gliwicach zainwestowaliśmy również w cyfrowe usługi dla mieszkańców – miejski e-sklep geodezyjny pozwalający na zakup map z miejskiego zasobu geodezyjnego i miejską platformę internetową umożliwiająca kontrahentom miasta Gliwice uzyskanie informacji o wybranych zobowiązaniach wraz z możliwością ich uregulowania za pośrednictwem płatności elektronicznych. Stale rozwijamy też miejski system informacji przestrzennej. Z naszego punktu widzenia dodatkowym czynnikiem sukcesu smart city jest lokalny ekosystem innowacji, opierający się na współpracy z uczelniami technicznymi, startupami i firmami IT. Takie partnerstwa pozwalają testować nowe rozwiązania, co pozwala obniżyć koszty wdrożeń i budować kompetencje w mieście. Reasumując: uważam, że nie należy podchodzić do smart city jako do konkretnego projektu technologicznego, a raczej traktować je jako długofalową strategię rozwoju miasta, obejmująca transport, energetykę, środowisko, administrację i partycypację społeczną. Technologia jest tu tylko narzędziem – najważniejsze są potrzeby mieszkańców i efektywność zarządzania miastem. – Katarzyna Kuczyńska-Budka, Prezydentka Miasta Gliwice
Rola digital twin w proaktywnym zarządzaniu zagrożeniami.
Poza optymalizacją infrastruktury, technologia digital twin rewolucjonizuje obszar reagowania kryzysowego, oferując miastom niespotykaną dotąd zdolność do przewidywania zagrożeń i precyzyjnego zarządzania akcjami ratunkowymi. Przykłady zaawansowanych wdrożeń w Zurychu, Nowym Orleanie, Singapurze czy Nowym Jorku pokazują w jaki sposób cyfrowe bliźniaki przekształcają pasywne bazy danych w aktywne narzędzia ochrony mieszkańców i mienia.
W obliczu narastających zagrożeń powodziowych, Zurych wykorzystuje wirtualne modele do przewidywania pęknięć wałów i wezbrań rzek z wyprzedzeniem do 72 godzin. Z kolei w Nowym Orleanie cyfrowy bliźniak w czasie rzeczywistym optymalizuje trasy ewakuacji, dynamicznie przekierowując tysiące pojazdów z dala od stref bezpośredniego zalania, co znacząco zwiększa przepustowość dróg w momentach największego zagrożenia.
Równie krytyczne znaczenie ma modelowanie dyspersji zanieczyszczeń i toksycznych oparów w gęstej tkance miejskiej. Dzięki zaawansowanym symulacjom fizycznym przepływu powietrza między budynkami, systemy digital twin w Singapurze potrafią w ciągu kilku sekund wskazać strefy zagrożenia skażeniem. Umożliwia to służbom natychmiastowe wydanie instrukcji dla mieszkańców konkretnych ulic zanim toksyczna chmura dotrze do ich domów. Ponadto technologia ta radykalnie zwiększa bezpieczeństwo bezpośrednich działań ratowniczych, czego przykładem są wdrożenia w nowojorskiej straży pożarnej. Cyfrowe modele wieżowców pozwalają koordynatorom na śledzenie pozycji ratowników oraz poziomu ich tlenu w czasie rzeczywistym, a w rezultacie wysyłanie alertów o ewakuacji w najbardziej optymalnym momencie, zanim sytuacja stanie się krytyczna.
Dual use technologii digital twin: bezpieczeństwo i obronność.
Cyfrowe bliźniaki miast coraz częściej zyskują status technologii podwójnego zastosowania (dual-use), łącząc cywilne planowanie urbanistyczne z potrzebami obronności i bezpieczeństwa narodowego. Wdrożenia militarne digital twin koncentrują się na monitorowaniu zagrożeń chemicznych, biologicznych i radiologicznych (CBRN) oraz ochronie infrastruktury krytycznej. Kluczowe inicjatywy, takie jak unijny projekt MoSaiC (integracja dronów i czujników 3D), akcelerator NATO DIANA (odporność sieci na ataki) oraz program PANTHEON (synergia satelitów i rojów dronów) tworzą wspólny fundament analityczny, który umożliwia skuteczną współpracę władz miejskich i wojskowych w obliczu sytuacji nadzwyczajnych. Należy podkreślić, że korzystanie z technologii dual use jest obwarowane rygorystycznymi wymogami prawnymi. Konieczność spełnienia standardów RODO, AI Act czy dyrektywy o cyberbezpieczeństwie NIS2 stanowi niezbędny filtr etyczny i techniczny, który choć generuje dodatkowe koszty i wydłuża proces wdrożenia gwarantuje, że wspólny ekosystem danych będzie służył bezpieczeństwu, a nie nadużyciom.
Jakie mechanizmy techniczne i organizacyjne stosują miasta europejskie, aby zapobiec nieautoryzowanemu dostępowi do wrażliwych warstw danych digital twin przez podmioty zewnętrzne oraz nieuprawnione podmioty wewnętrzne?
Współczesne miasta coraz częściej działają w oparciu o dane i technologie – od systemów oświetlenia ulicznego, przez komunikację, po e-usługi dla mieszkańców. Bardzo ważne jest, aby te rozwiązania były nie tylko nowoczesne, ale przede wszystkim bezpieczne. Dlatego w Gliwicach opracowaliśmy we współpracy z partnerami miejską Strategię cyberbezpieczeństwa, która wprowadza spójny plan ochrony naszych danych, miejskich systemów informatycznych i usług cyfrowych, z których gliwiczanie korzystają każdego dnia. To ważny krok w stronę tworzenia miasta, które odpowiedzialnie buduje cyfrową przyszłość – dbając o technologię, ludzi oraz ich dane. – Katarzyna Kuczyńska-Budka, Prezydentka Miasta Gliwice
Strategia wdrożenia: od fundamentów po pełną skalę.
Wdrożenie technologii digital twin w środowisku miejskim to wieloetapowy proces, który wymaga solidnych fundamentów technicznych, prawnych i organizacyjnych. Kluczowym warunkiem sukcesu jest zapewnienie wysokiej jakości i integracji danych. Oznacza to, że miasto musi zainwestować w infrastrukturę obejmującą sieci czujników IoT, platformy chmurowe oraz systemy GIS i modelowania 3D, które pozwalają na przetwarzanie informacji w czasie rzeczywistym. Niezbędna jest przy tym interoperacyjność systemów oraz ramy regulacyjne, które precyzują zasady cyberbezpieczeństwa i ochrony prywatności mieszkańców. Ostateczny sukces zależy jednak od kompetencji ludzkich i struktur organizacyjnych. W tym celu miasto powinno ustanowić stanowisko Pełnomocnika ds. danych miejskich, który koordynuje transformację cyfrową i zarządza portfelem projektów analitycznych, a także powołać interdyscyplinarne zespoły specjalistów (inżynierowie danych, urbaniści, specjaliści GIS).
Sam proces implementacji cyfrowego bliźniaka przebiega systematycznie w trzech etapach, zaczynając od precyzyjnego zdefiniowania celu i zakresu projektu. Bez jasno określonego priorytetu, technologia ta może stać się bowiem jedynie kosztownym wydatkiem bez realnej wartości dodanej. Kolejnym krokiem jest uruchomienie pilotażu w wybranej dzielnicy lub klastrze budynków, co pozwala przetestować modularną architekturę systemu przy kontrolowanym ryzyku operacyjnym. Pozytywne wyniki testów otwierają drogę do fazy skalowania projektu na całe miasto. Proces ten polega na stopniowej integracji nowych warstw danych (np. transportowych, środowiskowych czy społecznych), tworząc w rezultacie horyzontalny, dynamiczny ekosystem, będący fundamentem smart city.
Kongres jest realizowany w ramach działalności MMC Polska organizującej prestiżowe kongresy, konferencje, warsztaty i szkolenia biznesowe dedykowane kadrze menadżerskiej oraz zarządom firm. Więcej na www.mmcpolska.pl.
Źródła:
