3 - 2020

Города используют Цифровые двойники, чтобы эффективно внедрять технологии BIM и ГИС, тем самым повышая качество жизни своих граждан

Местные правительства по всему миру ищут способы более эффективной совместной работы в инновационных цифровых инициативах. Они получают четкую картину происходящего, моделируя реальные ситуации, оптимизируя системы и процессы, а также отслеживая эффективность и состояние активов. В результате улучшается общественная безопасность, а инфраструктура города становится более интеллектуальной и отказоустойчивой. Среди городов, в которых используются цифровые технологии, находятся Чэнду (Китай), и Порту (Португалия). Эти проекты стали финалистами конкурса «Год в Инфраструктуре» в 2019 году за инновационное использование цифрового контента для Цифровых двойников и их стратегии внедрения цифровых рабочих процессов.

Отрасль: городское управление.
Продукты: ContextCapture, Descartes, gINT, LumenRT, MicroStation, OpenBridge, OpenBuildings, OpenRoads, ProjectWise.
Пользователь: Муниципальный проектно­конструк­торский и исследовательский институт г.Чэнду; Геодезический исследовательский институт г.Чэнду.
Страна: Китай.

Чэнду, столица китайской провинции Сычуань, осуществляет проект реконструкции дорог в районе Шаньбаньцюо стоимостью 1,38 млрд китайских юаней. Проект включает строительство 4,3 км дорог, а также мостов, тоннелей, подземного пешеходного перехода, прокладку трубопроводов и вспомогательные работы. Конструкция главной дороги должна быть рассчитана на автомобили, движущиеся со скоростью 60 км/ч, а вспомогательные дороги должны обеспечивать скорость в 40 км/ч.

Проектная группа столкнулась с рядом проблем при проектировании, в том числе из­за нехватки места между верхней и нижней частями проезжей части и подъездами. Также было необходимо определить горизонтальные расстояния между свайными фундаментами, расширенным путепроводным мостом и граничными условиями, а также предусмотреть силовой тоннель, две станции метро и три участка линии метро № 8. Кроме того, конструкция должна была обеспечить плавный поток движения на подъездах, а также полосы для движения с небольшой скоростью на подъезде к коммерческим предприятиям с обеих сторон дороги. Наконец, проектная группа должна была рассмотреть проект и конструкцию системы безопасного пешеходного прохода вдоль зеленой зоны и парков, прилегающих к зонам интенсивного движения. Во избежание ошибок, упущений и конфликтов компания Chengdu Urban Construction Investment Management Group Co, Ltd требовала высокого уровня координации на этапе проектирования.

Применение BIM+ГИС в муниципальной реконструкции в районе Шаньбаньцюо, Чэнду, Сычуань (Китай)

Для решения этих проблем команда использовала открытые приложения для моделирования Bentley под управлением ПО ProjectWise и создала Цифровые двойники всех активов проекта. ПО OpenBridge Modeler применялось для моделирования мостовых конструкций и разработки стратегии, направленной на минимизацию влияния на местное движение, а ПО OpenRoads — для проектирования 64 различных дорог. ПО ProjectWise было выбрано для хранения информации о дорожной сети, необходимой для моделирования дорожного движения, и помогло команде повысить внутреннюю эффективность работы на 20%, обнаружить и устранить 16 конфликтов, а также сократить время подготовки строительных чертежей на 120 ч. Использование LumenRT для визуализации позволило сократить процесс утверждения на 15%, что обеспечило дополнительную экономию времени и средств.

«Интеллектуальная система транспортного сообщения и цифровая модель являются основой цифрового города. Цифровые двойники предоставляют облегченную модель, которая расширяет применение приложений BIM за пределы проекта для подготовки цифровых активов. Цифровые двойники могут напрямую использоваться владельцем при планировании, строительстве, сносе зданий и других задачах управления», — отмечает Яньсян Ван (Yanxiang Wang), инженер BIM, Chengdu Urban Construction Investment Management Group Co, Ltd.

Отрасль: городское управление.
Продукты: ACTION Server, OpenFlows.
Пользователь: Águas do Porto, EM.
Страна: Португалия.

Águas do Porto (предприятие коммунального водоснабжения в г.Порту, AdP) отвечает за устойчивое комплексное управление всем городским водным циклом в прибрежном муниципалитете Порту (Португалия). AdP ежедневно поставляет в среднем 45 490 кубических метров воды и собирает примерно такое же количество стоков для очистки. Плотность и сложность инфраструктуры водоснабжения и водных ресурсов в Порту обусловливают необходимость комплексного управления городским водным циклом и усложняют требования к интеграции различных существующих систем в компании.

Технологическая платформа H2Porto для комплексного управления
городским водным циклом г.Порту

Для интеграции информации из различных программных систем предприятие AdP решило применять Цифровые двойники в том, что они назвали интегрированным управлением водными ресурсами городского водного цикла, H2Porto. Общее решение интегрировало несколько систем, включая OpenFlows FLOOD, OpenFlows WaterGEMS, OpenFlows SewerGEMS и ACTION Server. Команда создала полностью интегрированные Цифровые двойники городской системы водоснабжения, сточной и ливневой канализации, а также пляжей и систем водоемов для купания. Затем Цифровые двойники использовались для прогнозирования наводнений и проблем с качеством воды, улучшения городских служб и повышения оперативности реагирования, а также для обеспечения устойчивости инфраструктуры водоснабжения.

На первом этапе проекта была создана объединенная среда из более чем 20 источников для интеграции данных из систем управления обслуживанием клиентов, выставления счетов, технического обслуживания, управления проектами, учета активов, операционных систем, систем управления лабораториями, ГИС, SCADA и многих других. Задача интеграции данных контрольно­измерительных приборов, которая решалась на этапе II, требовала интеграции данных с датчиков, телеметрии и удаленного управления, включая 30 тыс. телеметрических счетчиков и более 200 устройств.

Цифровые двойники обеспечивают цифровое представление всех городских систем водоснабжения и включают три метеорологические модели: комбинированные модели канализационных и ливневых сетей для морского побережья; модели устья, прибрежной зоны и волн; модели прогнозирования. Цифровые двойники используются для обеспечения доступа к этой информации в режиме реального времени, формирования прогнозов и автоматического обновления граничных условий по показаниям датчиков расхода воды и сети, запуска анализа сетевых сценариев прорыва труб и отключения клапанов и насосов, а также для публикации данных о расходе, скорости, уровне воды, метеорологической обстановке и течениях. Эта среда Цифрового двойника позволила увеличить операционную прибыль на 25% и сократить перебои в водоснабжении примерно на 30%, а продолжительность ремонта прорывов труб — на 8%. Мгновенная доступность показаний датчиков позволила улучшить процесс принятия решений, а также повысить стабильность и надежность данных почти до 99%.

Этап III находится на стадии реализации и направлен на установку датчиков и автоматизацию инструментов и интерфейсов принятия решений, автономных систем и новых моделей ответственности. Среди приоритетов H2Porto — сенсорный анализ, модель системы водоснабжения, имитация прорывов труб, эксплуатационное управление счетчиками и КПЭ, а также гидродинамическая модель, прогнозирование фекальных колиподобных бактерий и прибрежная гидрометеорология.

«H2Porto — это важный катализатор цифровой трансформации, способствующий изменениям в людях, процессах и технологиях, и, что самое важное, он помогает нам в обеспечении оперативной мобильности и предоставлении информации в режиме реального времени на любом устройстве», — заявляет Педру Виейра (Pedro Vieira), директор по ИТ и инновациям в Águas do Porto.