Цифровой двойник: зачем Москве и другим умным городам развивать свои виртуальные копии
Уже семь лет цифровой двойник Москвы помогает изучать, планировать, проектировать и прогнозировать жизнь города. Это точная 3D-копия столицы в виртуальной реальности со всеми зданиями, сооружениями, инженерными и транспортными коммуникациями. Чтобы ее создать, потребовалось сделать более 12 миллионов фотографий. Каждый год эти снимки обновляются, чтобы поддерживать данные в актуальном состоянии. Цифровой двойник также дополнен данными обо всех инженерных сетях и инфраструктуре города.
В отличие от статичных карт цифровой двойник — это динамическая платформа, которую дополняет более девяти тысяч аналитических слоев. Каждый их них помогает отдельно получать информацию о демографии, экологии, состоянии коммуникаций и многом другом. Цифровые двойники создают разные мегаполисы мира, что вошло в число главных трендов в развитии умных городов. А Москву можно считать одним из лидеров в этой сфере.
«Популярность цифровых двойников объясняется их способностью интегрировать большие объемы данных из разных источников и наглядно представлять эту информацию для принятия решений. Поэтому такие технологии становятся незаменимым инструментом для повышения эффективности управления мегаполисами и улучшения качества жизни горожан. Цифровой двойник столицы помогает принимать свыше двух тысяч управленческих решений разного уровня ежегодно и применяется во многих сферах — от строительства и благоустройства до ЖКХ и энергетики. Это делает столицу одним из мировых лидеров по развитию и внедрению цифровых двойников, и этим опытом активно интересуются другие страны на различных международных выставках», — сообщили в пресс-службе столичного Департамента информационных технологий (ДИТ).
Аналитики ДИТ Москвы изучили, как и для решения каких задач умные города мира используют цифровые двойники. Познакомиться подробнее с дайджестами трендов умных городов можно на портале ICT.Moscow.
Проектирование и городская застройка
Трехмерная цифровая модель Москвы используется для принятия решений в сфере строительства: размещение проекта будущего здания на виртуальной карте города помогает оценить его влияние на архитектуру, инфраструктуру и транспортную доступность. Встроенные инструменты аналитики позволяют заранее смоделировать, как то или иное нововведение отразится на жизни города. В 2020 году именно эта функция помогла принять решение о проведении реконструкции Большого Каменного моста без полного перекрытия движения по нему.
Цифровой двойник Москвы охватывает все этапы создания объектов — от планирования до ввода в эксплуатацию. В том числе реализована возможность применения технологий информационного моделирования, которые обеспечивают формирование цифровых двойников зданий и сооружений с использованием структурированных электронных данных на протяжении всего их жизненного цикла — от концепции и проектирования до строительства, эксплуатации, реконструкции и даже сноса.
Похожий подход для управления инфраструктурой начинают применять в малазийском штате Пинанг. Там создается цифровой двойник с искусственным интеллектом (ИИ). Он объединяет 10 модулей, которые собирают и анализируют данные о зданиях, дорогах, деревьях и инженерных объектах в режиме реального времени. И это позволяет проверить соответствие планируемых сооружений правилам и стандартам застройки. Для решения аналогичных задач цифровой двойник создают также в индийском Мумбаи. К 3D-модели города подключили инструменты согласования строительства, имущественного учета и начисления налога на недвижимость. Решение позволяет сопоставлять проектную документацию с реальной застройкой, а также выявлять незаконную перепланировку зданий.
Цифровой двойник австралийского Брисбена развивают и совершенствуют с теми же целями. Там, например, в 2025 году в нем появился слой подземных коммуникаций. Новая 3D-модель города теперь более точно позволяет прогнозировать прокладку тоннелей и сооружение станций метро до начала их создания, а также отслеживать эксплуатацию зданий. Цифровой двойник Брисбена хранит информацию об используемых в строительстве материалах. Помимо этого, в модели доступен VR-режим, благодаря которому можно изучить новые станции метро в виртуальной реальности.
Комплексное развитие территорий
Проекты комплексного развития территорий — это еще одна сфера возможностей цифрового двойника Москвы. Платформа позволяет разместить на 3D-копии сразу все будущие объекты и спланировать застройку целого микрорайона. А переключаясь между слоями, можно посмотреть, как территория выглядела раньше и как изменится ее облик после завершения строительства. Сейчас в цифровом двойнике города тестируется сервис «Генеративное проектирование», который работает с использованием генеративного ИИ. Он автоматически формирует комплексные проекты застройки территорий за 5–20 секунд, тогда как раньше подобные расчеты занимали недели.
В Дубае для планирования и комплексного развития города цифровой двойник дополнили детализированной трехмерной моделью водного канала. Сведения об акватории и прилегающей инфраструктуре будут применяться для инфраструктурных решений и ведения единой пространственной базы данных города. А в цифровом двойнике Абу-Даби ИИ используют для прогнозирования чрезвычайных ситуаций (ЧС). Нейросеть на основе данных об инфраструктуре, дорожном движении, погоде и плотности расселения жителей рассчитывает вероятность ЧС, моделирует развитие ситуации, а затем разрабатывает план действий и автоматически распределяет городские ресурсы.
Сохранение культурного наследия
Цифровые двойники помогают принимать не только более точные градостроительные, но и реставрационные решения. Они позволяют архитекторам и другим экспертам, которые занимаются развитием и сохранением городской среды, увидеть, как объект, например старинный особняк или монастырь, выглядел раньше, оценить текущее состояние и представить, как он впишется в современный облик столицы. Так, в июле цифровой двойник Москвы пополнился оцифрованными объектами культурного наследия — виртуальными копиями Мемориальной квартиры Александра Пушкина на Арбате, усадьбы Грачевки на Клинской улице и Симонова монастыря на Восточной улице.
Другие умные города мира также используют цифровые двойники для мониторинга состояний объектов культурного наследия. Например, в китайском городе Сиань создали 3D-модель исторической городской стены, фундамент которой был заложен около 1,4 тысячи лет назад, а полностью строительство было завершено в XV веке. Решение объединяет данные о проведенных реставрационных работах и помогает анализировать признаки структурных изменений сооружения, чтобы оценивать потенциальные риски и управлять туристическими потоками.
Создание, развитие и эксплуатация инфраструктуры электронного правительства, в том числе предоставление массовых социально значимых услуг, а также иных услуг и сервисов в электронной форме, соответствуют задачам национального проекта «Экономика данных и цифровая трансформация государства» и регионального проекта города Москвы «Цифровое государственное управление». Подробнее о национальных проектах России и вкладе столицы можно узнать на специальной странице.