可持續(xù)城市的關(guān)鍵可能在于日益復(fù)雜的數(shù)字孿生

一個(gè)國(guó)際聯(lián)合團(tuán)隊(duì)在《自然可持續(xù)性》雜志上指出，被稱(chēng)為“數(shù)字孿生”的城市動(dòng)態(tài)計(jì)算機(jī)模型可以幫助推動(dòng)全球城市地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展。

數(shù)字孿生不僅僅是靜態(tài)模型。他們結(jié)合來(lái)自傳感器和其他來(lái)源的近實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)生成“虛擬復(fù)制品”。數(shù)字孿生的概念最早出現(xiàn)在制造業(yè)，主要用于產(chǎn)品和工藝工程。但這些模型也被用于從分子到行星，從個(gè)性化醫(yī)療到氣候預(yù)測(cè)的各個(gè)領(lǐng)域。

許多研究人員認(rèn)為，數(shù)字孿生將成為可持續(xù)發(fā)展工作的有力工具。但沒(méi)有人認(rèn)真研究過(guò)城市數(shù)字孿生的好處和缺陷。這項(xiàng)新研究承擔(dān)了這項(xiàng)任務(wù)，特別關(guān)注建模方法在幫助實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)方面的潛力。

研究人員表示，數(shù)字孿生在這個(gè)領(lǐng)域具有多種潛在優(yōu)勢(shì)。它們可以幫助城市更有效地分配資源——設(shè)計(jì)更有效的水網(wǎng)、預(yù)測(cè)交通擁堵以指導(dǎo)交通規(guī)劃、模擬消費(fèi)者行為以推薦節(jié)能措施等。

此外，“計(jì)算機(jī)模型提供了一個(gè)虛擬空間，可以在其中以前所未有的方式，測(cè)試新的有望提高資源效率但可能會(huì)造成意外傷害清潔技術(shù)”研究人員寫(xiě)道。例如，它們可以幫助城市弄清楚如何在不影響可靠性的情況下將可再生能源并入電網(wǎng)。

數(shù)字孿生還可以幫助科學(xué)家和政策制定者跨學(xué)科、跨機(jī)構(gòu)、跨政府級(jí)別和跨地理距離進(jìn)行協(xié)作。它們可以幫助城市監(jiān)測(cè)和報(bào)告可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)或其他可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的進(jìn)展情況。

該論文的一些作者參與了澳大利亞墨爾本城市更新項(xiàng)目Fishermans Bend的數(shù)字孿生體的開(kāi)發(fā)。該模型包括來(lái)自公共和私人來(lái)源的超過(guò) 1400 層的歷史和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。20 多個(gè)政府機(jī)構(gòu)和市政當(dāng)局正在使用該模型來(lái)分析擬建建筑將如何影響落在開(kāi)放空間和植被上的陽(yáng)光、預(yù)測(cè)電車(chē)交通模式以及解決其他規(guī)劃問(wèn)題。

蘇黎世、新加坡和上海等城市也正在使用數(shù)字孿生模型來(lái)監(jiān)測(cè)噪音和污染，并促進(jìn)考慮人口增長(zhǎng)和氣候變化的城市規(guī)劃。

但數(shù)字孿生方法也存在缺陷。因?yàn)樗鼈冃枰绱硕嗟臄?shù)據(jù)、先進(jìn)的計(jì)算能力和技術(shù)訣竅，數(shù)字孿生有可能加劇數(shù)字鴻溝，特別是在高收入和低收入國(guó)家之間。

更重要的是，即使是最復(fù)雜的模型也可能無(wú)法代表現(xiàn)實(shí)生活中城市的多樣性。支撐成功數(shù)字孿生所需的數(shù)據(jù)可能不可用、不可訪問(wèn)或與其他來(lái)源不兼容。人們對(duì)數(shù)字孿生的社會(huì)科學(xué)方面尤其了解甚少。

最后，可以針對(duì)錯(cuò)誤的目標(biāo)優(yōu)化模型。研究人員表示，不同的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)之間存在內(nèi)在矛盾，程序員必須注意結(jié)果和參數(shù)的優(yōu)先順序。這些決定是為誰(shuí)做出的，由誰(shuí)做出的——誰(shuí)被排除在這個(gè)過(guò)程之外？

為了避免數(shù)字孿生的這些陷阱并獲得潛在的好處，研究人員建議政府和國(guó)際機(jī)構(gòu)參與彌合數(shù)字鴻溝；將數(shù)字孿生技術(shù)留在市場(chǎng)上實(shí)際上意味著資源匱乏的國(guó)家將落在后面。

他們還呼吁那些創(chuàng)建和實(shí)施城市數(shù)字孿生的人關(guān)注社會(huì)和道德責(zé)任?！皬倪@些問(wèn)題中衍生出的一個(gè)核心問(wèn)題是：那些可能會(huì)在多大程度上受到基于其設(shè)計(jì)和部署中包含的仿真模型的決策的影響？”。

“有趣的是，在這種情況下，數(shù)字孿生本身可以提高規(guī)劃者和政策制定者對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)不平等的認(rèn)識(shí)，從而成為包容的工具，”研究人員補(bǔ)充道。

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