整合建築物建模、數據分析，打造英國數位雙生城市應用
為了協助英國發展智慧城市，新加坡劍橋高級研究與教育中心(The Cambridge Centre for Advanced Research and Education in Singapore, 以下稱CARES)為劍橋大學第一個海外研究中心，是劍橋大學與新加坡研究機構之間的合作平台，之前進行的試驗計畫包含了運用數位雙生技術協助減少工業碳足跡的排放及製程。CARES現在透過了數位雙生技術進行試驗，希望可以透過數據及動態的資訊圖來呈現數位世界，稱為The World Avatar計畫。
【服務流程】
- 透過感測器蒐集的數據資訊，建構建築物模型
透過The World Avatar計畫，結合自行開發的搜尋引擎進行大數據學習，描述建築物的幾何形狀和特徵，包含建築物擺設、佈局、感測器位置、管線等，建立成知識圖譜，應用包含使用有關環境濕度和室外空氣溫度的即時數據，來調節實驗室中溫度，例如可以透過將感測器整合到儲存化學品的倉庫或廠區，來監控易燃化學品。
- 從一個區域出發，逐步建構整個城市數位雙生模型
The World Avatar計畫不僅能夠建構單一建築物，更透過數位雙生模型，建構整個城市。 該項方法被應用於優化德國萊茵蘭-普法茲邦皮爾馬森斯鎮供熱供應商的運作。利用數位技術進行最佳化，找出最有效益的解決方式，可以將區域供熱生產的天然氣用量減少45%，從而將供熱成本降低23%，並減少每年至少約3,500噸的二氧化碳排放量。
圖片來源：WEF Case Library
- 打造一個數位雙生的智慧城市
The World Avatar計畫還可用於了解城市動態、完善城市數據以及整合城市規劃。該計畫建立了一套具數位知識管理的數據平台，整合了不同類型的城市相關數據（建築形式、交通流量、地下基礎設施、濕度或溫度），透過這樣的平台，可以幫助城市規劃者或設計師資料收集和處理、將不同部門的城市規劃概念整合，建立一個智慧城市的情境。
- 運用數位雙生協助訂立國家級策略
The World Avatar計畫透過3D建模得出的建築物平面圖，給出了地理空間及基礎建設的配置，並帶入英國電力與天然氣數據，以掌握進入傳輸的氣體流量，利用天然氣輸送系統、天然氣消耗數據和氣候觀測三部分的結合，盤點出從燃氣加熱轉換為熱能所需耗費的能源及相關的碳排量。從數據蒐集、交叉分析、數位雙生技術監控管理等這樣的結果，後續再提出能源相關的政策規劃及擬定。
圖片來源：WEF Case Library
【應用效益及成果】
根據世界經濟論壇(World Economic Forum, WEF)的預測，在2024年有25%的新興物聯網應用將與數位雙生的功能結合；而專門研究資料通訊技術市場的ABI Research預測，2025年將有超過500個城市以數位雙生技術應用於城市規劃，顯示數位雙生技術可廣泛運用在城市的發展及治理，而各國的學研機構也逐漸成立專門研究室進行模擬及試煉，期望可以透過數位雙生計畫，有效改善都市面臨的各種問題。
封面圖片來源：Unsplash
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