環(huán)境治理中的數(shù)字孿生實(shí)踐
2022年,阿根廷的門(mén)多薩決定使用城市級(jí)的數(shù)字孿生來(lái)繪制綠色基礎(chǔ)設(shè)施及樹(shù)木地圖,提高城市空氣質(zhì)量和氣候適應(yīng)能力。GenMap快速識(shí)別了100萬(wàn)棵樹(shù),創(chuàng)建了門(mén)多薩綠色基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字孿生。他們使用Bentley Systems的移動(dòng)掃描技術(shù)對(duì)每棵樹(shù)及其周?chē)缆泛腿诵械肋M(jìn)行數(shù)字化、建立地理參考資料并獲得每一棵樹(shù)木的尺寸。
Bentley Systems可持續(xù)發(fā)展推進(jìn)總監(jiān)Rodrigo Fernandes表示,這可以對(duì)每棵樹(shù)的健康狀況進(jìn)行有效管理。
Fernandes在一份電子郵件聲明中表示:“建筑環(huán)境和自然環(huán)境相互聯(lián)系。”“現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)高度相互依存,它們處在一個(gè)共同的環(huán)境之中?!?/p>
Fernandes表示:“有效應(yīng)對(duì)一些最重要的可持續(xù)性和彈性挑戰(zhàn),例如脫碳、氣候風(fēng)險(xiǎn)、能源轉(zhuǎn)型以及土地和水資源,需要高保真的基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字孿生,其中包括建筑資產(chǎn)及其與自然環(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)的物理和地理相互依存關(guān)系?!?/p>
“數(shù)字孿生解決方案對(duì)周?chē)沫h(huán)境和生態(tài)系統(tǒng)(包括野生動(dòng)物)產(chǎn)生了積極的影響,或者至少減少了影響。”“它們可以加速應(yīng)用循環(huán)原則(通過(guò)設(shè)計(jì)減少水、廢棄物和材料消耗)并提供更好的工具來(lái)提高氣候彈性和適應(yīng)性?!?/p>
微軟英國(guó)首席可持續(xù)發(fā)展官M(fèi)usidora Jorgensen表示,“數(shù)字孿生可用來(lái)創(chuàng)建自然環(huán)境的虛擬副本,以了解風(fēng)電場(chǎng)等特定項(xiàng)目和工程對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響。”
Jorgensen在一封郵件中指出:“這些模型在周?chē)褂酶鞣N傳感器和攝像頭,有時(shí)候會(huì)同時(shí)在海面以上和海面以下部署這些設(shè)備。”“然后可以研究由此產(chǎn)生的數(shù)字模型,幫助簡(jiǎn)化其現(xiàn)實(shí)生活中的物理對(duì)應(yīng)物,同時(shí)提高我們對(duì)生態(tài)、環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施世界如何相互作用的理解?!?/p>
2023年1月,微軟同SSE Renewables和Avanade合作,為蘇格蘭沿海水域及其當(dāng)?shù)丨h(huán)境中的海上風(fēng)電場(chǎng)創(chuàng)建了一個(gè)概念驗(yàn)證 Azure 數(shù)字孿生。
Jorgensen稱,他希望這能鼓勵(lì)該行業(yè)開(kāi)發(fā)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生積極影響的可再生能源解決方案。
“目前,能源公司依靠手動(dòng)方式收集關(guān)于風(fēng)電場(chǎng)如何影響當(dāng)?shù)丨h(huán)境的數(shù)據(jù)?!薄袄眉夹g(shù)將這個(gè)過(guò)程自動(dòng)化,讓我們可以了解新的風(fēng)力發(fā)電機(jī)建造之前、期間和之后的全面影響,從檢測(cè)水生生物到珊瑚礁的變化以及氣流和鳥(niǎo)類(lèi)的生活?!?/p>
Azure物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)使環(huán)保主義者和研究人員更容易收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并監(jiān)控當(dāng)?shù)匾吧铩獜母欀脖荒J降淖兓絼?dòng)物種群。
“除了監(jiān)測(cè)之外,這種技術(shù)還可以用來(lái)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型,模擬新開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境的潛在影響。”“這些模擬對(duì)環(huán)保主義者至關(guān)重要,可以幫助他們?cè)谶@些項(xiàng)目實(shí)際建設(shè)開(kāi)始之前預(yù)測(cè)環(huán)境變化對(duì)野生生物種群和生態(tài)系統(tǒng)的影響?!?/p>
Jorgensen認(rèn)為:“隨著世界邁向更可持續(xù)的未來(lái),組織和企業(yè)理解并衡量其環(huán)境舉措對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響至關(guān)重要?!薄皵?shù)據(jù)孿生與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合,可以幫助捕捉大量數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)可以幫助引導(dǎo)項(xiàng)目在施工開(kāi)始之前就擁抱可持續(xù)性?!?/p>
數(shù)字孿生對(duì)生態(tài)系統(tǒng)的影響
海上風(fēng)電場(chǎng)項(xiàng)目詳細(xì)介紹了數(shù)字孿生能夠如何改變我們研究和理解的方式,更好地理解開(kāi)發(fā)對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)的影響。
Jorgensen稱:“該項(xiàng)目將使用雷達(dá)、激光雷達(dá)、運(yùn)動(dòng)傳感器、衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)等設(shè)備來(lái)構(gòu)建風(fēng)電場(chǎng)區(qū)域準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)視圖?!薄坝纱水a(chǎn)生的模型將用于研究其對(duì)野生生物整個(gè)生命周期的影響,確??沙掷m(xù)性成為任何行動(dòng)的核心?!?/p>
通過(guò)部署數(shù)字孿生模型,SSE Renewables可以獲得準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù),以便在實(shí)施之前評(píng)估其戰(zhàn)略。例如,他們可以在虛擬模型中在海底建造人工礁石,嘗試預(yù)測(cè)其影響。
“如果魚(yú)類(lèi)在這些礁石上定居,他們就可以在現(xiàn)實(shí)世界中執(zhí)行這個(gè)策略?!薄斑@最終將有助于SSE Renewables實(shí)時(shí)了解一個(gè)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目會(huì)如何影響一個(gè)地區(qū),并在風(fēng)電場(chǎng)的整個(gè)生命周期內(nèi)監(jiān)控生態(tài)系統(tǒng),以最大限度地減少施工前、施工期間和施工后的任何潛在負(fù)面影響?!?/p>
Jacobson補(bǔ)充道,“在另一種情況下,只要風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)始投入運(yùn)行,就會(huì)采用傳感器影響風(fēng)電場(chǎng)的工作方式,如果傳感器識(shí)別出一群鳥(niǎo)朝著其中一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)飛去,就可以停止該發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)直到鳥(niǎo)類(lèi)通過(guò),以此保護(hù)鳥(niǎo)類(lèi)的遷徙路徑?!?/p>
“最終,我們?cè)O(shè)想這些模型將有助于改善和簡(jiǎn)化風(fēng)電場(chǎng)等項(xiàng)目的審批流程,有助于我們?cè)诒Wo(hù)自然環(huán)境的同時(shí)進(jìn)一步向綠色能源過(guò)渡?!?/p>