پیشرفت‌های فناوری محاسباتی، ذخیره‌سازی داده‌ها و Internet of Things (Internet of Things) یا اینترنت اشیاء، شهرهای هوشمند را از یک خیال علمی-تخیلی به واقعیت تبدیل کرده‌اند. با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در مهندسی و توسعه، کارشناسان هنوز کارشان را تمام نکرده‌اند.
دوقلوهای دیجیتال (Digital Twins) مرز بعدی برای این مناطق شهری آینده‌نگر هستند. این راه‌حل پیشرفته چه مزایایی می‌تواند به همراه داشته باشد؟ بیایید با هم بررسی کنیم!
دوقلوهای دیجیتال و شهرهای هوشمند: ترکیبی طبیعی
شهرها روزبه‌روز هوشمندتر می‌شوند. کارشناسان پیش‌بینی می‌کنند بازار Smart Cities تا سال 2029 به 115.3 میلیارد دلار برسد، در حالی که در سال 2024 این رقم 72.52 میلیارد دلار بوده است. نرخ رشد سالانه ترکیبی (CAGR) 9.72 درصد نشان‌دهنده افزایش استفاده از فناوری‌های هوشمند در برنامه‌ریزی شهری و خدمات است.
فناوری‌های متصل، ستون فقرات شهرهای هوشمند مدرن را تشکیل می‌دهند. از زیرساخت‌های حمل‌ونقل گرفته تا مدیریت فاضلاب، همه‌چیز به حسگرها، دوربین‌ها و کنتورهای متصل به اینترنت وابسته است.
روی کاغذ، این سطح از دیجیتالی‌سازی باید کارایی را بالا ببرد و عملیات را ساده کند. اما مدیران شهری مدام با یک مشکل روبه‌رو می‌شوند: سیستم‌های جداگانه و پراکنده‌شان لایه‌ای از پیچیدگی ناکارآمد به جریان کارشان اضافه می‌کند.
شهرهای هوشمند به چیزی نیاز دارند که بینش‌های تولیدشده توسط IoT را ساده و متمرکز کند. چه راه‌حلی بهتر از دوقلوی دیجیتال؟
دوقلوی دیجیتال داده‌ها را از همزاد واقعی‌اش در زمان واقعی پردازش می‌کند، تحلیل‌های لحظه‌ای را ممکن می‌سازد و تصمیم‌گیری را بهبود می‌دهد. کارشناسان می‌توانند این اطلاعات را به یک رسانه بصری متصل کنند تا بینش‌ها را به اشتراک بگذارند یا رویدادها را به‌صورت واقعی شبیه‌سازی کنند.
با اینکه این فناوری هنوز نوپاست، پیش‌بینی می‌شود ارزش زیادی ایجاد کند14. Global Data تخمین می‌زند بازار فناوری دوقلوهای دیجیتال تا سال 2030 به 154 میلیارد دلار برسد، در حالی که در سال 2023 این رقم 17 میلیارد دلار بوده، با نرخ رشد سالانه 37.4 درصد. این اعداد پتانسیل عظیم این فناوری را نشان می‌دهند.
کاربردهای احتمالی دوقلوهای دیجیتال در شهرهای هوشمند
با دوقلوهای دیجیتال، مدیران می‌توانند چرخه عمر کامل شهرشان را شبیه‌سازی کنند، زیرساخت‌ها را پایش کنند، پروژه‌ها را ردیابی کنند و فرصت‌های بهبود را شناسایی کنند. چون این اطلاعات به‌صورت دیجیتالی جمع‌آوری و ذخیره می‌شوند، می‌توان آن‌ها را به‌راحتی در وب‌سایت یا اپلیکیشن برای شهروندان به نمایش گذاشت.
- پایش و نگهداری زیرساخت‌ها: یکی از رایج‌ترین کاربردها. با حسگرهای IoT، مدیران شهری و تیم‌های نگهداری می‌توانند ساختمان‌ها، پارکینگ‌ها، تونل‌ها، مخازن و جاده‌ها را از راه دور برای فرسودگی روزمره بررسی کنند. پایش شرایط از راه دور به جای بازرسی‌های دوره‌ای، زمان، هزینه و منابع را صرفه‌جویی می‌کند.
- مدیریت اضطراری: بینش‌های لحظه‌ای در مواقع اضطراری بسیار مفیدند. مثلاً اگر پلی در طوفان فرو بریزد یا جاده‌ای به دلیل سیل غیرقابل‌عبور شود، پلتفرم می‌تواند فوراً هشدار بدهد.
- مدیریت ترافیک: با افزایش جمعیت شهری، حجم ترافیک بیشتر شده و مصرف سوخت، آلودگی هوا و افت بهره‌وری را به دنبال داشته است. دوقلوهای دیجیتال با نمایش لحظه‌ای تغییرات در تراکم، بسته شدن جاده‌ها و وضعیت چراغ‌ها، برنامه‌ریزی مسیر را آسان می‌کنند.
- سناریوهای “چه می‌شود اگر“: مثلاً اگر یک تقاطع چهارراه با میدان جایگزین شود، ترافیک چگونه تغییر می‌کند؟ یا ساخت یک پیست یخ عمومی جدید، هزینه برق مرکز شهر را بالا می‌برد؟ در دس موینز، آیووا، دوقلوی دیجیتال برای ارزیابی تأثیر پروژه‌های آینده استفاده می‌شود. Aaron Greiner، مدیر سیستم اطلاعات جغرافیایی شهر، می‌گوید هدفشان “حفاظت از منظره گنبد طلایی نمادین” ساختمان کاپیتول ایالتی است.
چالش‌های قابلیت همکاری و امنیت سایبری
قبل از پیاده‌سازی دوقلوهای دیجیتال مبتنی بر IoT در شهرهای هوشمند، رهبران صنعت باید عوامل فنی و مدیریتی را در نظر بگیرند:
- قابلیت همکاری فنی:دوقلوهای دیجیتال باید با سیستم‌های ذخیره‌سازی داده، فناوری‌های IoT و یکدیگر ارتباط قابل‌اعتمادی داشته باشند. این کار در مقیاس بزرگ به دلیل تفاوت‌های بین سیستم‌های قدیمی و مدرن پیچیده است. آیا بینش‌ها روی نقشه سه‌بعدی شهر نمایش داده می‌شوند یا در یک صفحه گسترده؟ آیا سیستم‌های قدیمی CCTV قابل استفاده‌اند یا نیاز به ارتقا دارند؟
- قابلیت همکاری سازمانی: دوقلوی دیجیتال متعلق به برنامه‌ریزان شهری است؟ تیم‌های نگهداری چه سطح دسترسی دارند؟ آیا به فروشندگان برای پیاده‌سازی IoT نیاز است؟ این موضوع به ساده‌سازی بوروکراسی بین ذی‌نفعان بستگی دارد.
- قابلیت همکاری پویا: نیازمند هوش و پاسخ‌گویی حتی در برابر معماری‌های پیچیده است. ایجاد یک اکوسیستم قوی و کارآمد اطراف دوقلوی دیجیتال برای شهرهای هوشمند حیاتی است تا سیستم‌ها از انزوا خارج شوند.
- نگرانی‌های امنیت سایبری: با نصب گره‌های متصل به اینترنت در هر پل، چراغ راهنمایی و ساختمان عمومی، سطح حمله به‌شدت گسترش می‌یابد و هکرها راحت‌تر می‌توانند آسیب‌پذیری‌ها را هدف بگیرند. مدیران شهری باید یک واحد اختصاصی امنیت سایبری ایجاد کنند.
دوقلوهای دیجیتال به‌زودی ستون شهرهای هوشمند می‌شوند
فناوری دوقلوهای دیجیتال هنوز در مراحل اولیه است. پلتفرم‌ها، ادغام‌ها و خدمات مختلفی وجود دارند و استانداردسازی ممکن است سال‌ها طول بکشد، پس انتخاب یک راه‌حل معتبر و مؤثر می‌تواند چالش‌برانگیز باشد.
کارشناسان باید نقاط ضعف خاص شهر را شناسایی کنند تا بهترین گزینه را پیدا کرده و استراتژی پیاده‌سازی را توسعه دهند. با این فناوری، آینده برنامه‌ریزی شهری و خدمات هوشمندتر، کارآمدتر و پایدارتر خواهد بود!
این متن با کلمات کلیدی مثل Digital Twins، Smart Cities، IoT، Urban Planning و Cybersecurity نوشته شده تا هم برای کاربران جذاب و روان باشد و هم در موتورهای جستجو مثل گوگل رتبه بالایی کسب کند.
منبع: iotforall