Villes numériques – Jumeaux numériques pour une infrastructure urbaine connectée
Le niveau d’incertitude causé par la pandémie a soulevé des doutes sur le fonctionnement des infrastructures essentielles de la ville, la performance de ces réseaux d’infrastructure étant confrontée à d’énormes défis en termes de gestion des actifs. L’évaluation des performances des infrastructures est liée à des données granulaires précises au niveau géographique, leur absence entraîne des mesures et des interventions complexes. À cet égard, l’urbanisation couplée à la pandémie a mis en évidence le besoin d’infrastructures connectées et résilientes. Pour cette raison, les organisations publiques et privées sont prêtes à développer un plan d’infrastructure et d’opérations pour une gestion résiliente de la ville, avec un écosystème d’infrastructures connecté numériquement.
Connecter les infrastructures urbaines pour une gestion résiliente des villes
Digital Twins est à l’avant-garde de la création d’un système d’infrastructure connecté transparent, avec l’aide de l’intégration de solutions 4IR comme l’IoT. Digital Twin, avec ses capacités à faciliter une plate-forme partagée de «système de systèmes» ou «centre d’opérations unifié», est une solution transformatrice pour fournir une représentation numérique des actifs avec des informations géospatiales. Cette caractéristique innée de Digital Twins aux côtés d’autres solutions transformatrices comme l’IoT permet des moyens efficaces et durables de gestion des actifs via:
- Données de conception et d’ingénierie
- Donnée opérationnelle
- Données de maintenance
- Simulation de performances et
- Données de modélisation de scénario
Environnement numérique 4D – BIM, SIG au jumeau numérique pour une infrastructure connectée
Les données géospatiales des appareils GPS, les images hyperspectrales et les capteurs ont permis aux plates-formes SIG de créer, rendre et analyser les données d’infrastructure à une échelle temporelle. Alors que les plates-formes BIM ont intégré des données de gestion de projet (de Primavera, MS Project, etc.) pour faciliter la 4D – facteur temporel du calendrier de construction et d’exploitation au modèle 3D. Dans le premier cas, les cartes 4D peuvent être utilisées pour les services publics et la gestion des actifs pour effectuer une surveillance et une inspection virtuelles. Les modèles d’apprentissage en profondeur ont fait des progrès significatifs dans les plates-formes SIG pour produire des fonctionnalités connectées, sous la forme d’entités géospatiales haute résolution segmentées et classées automatiquement. Ces caractéristiques géospatiales sont utilisées par des parties prenantes multidisciplinaires dans la gestion de la ville pour coordonner et collaborer sur les opérations et la gestion des infrastructures.
Digital Twins a joué le rôle d’une plate-forme centralisée intégrée ou d’un «centre névralgique» capable d’héberger un ensemble diversifié d’informations (y compris Geospatial, Engg., O&M) de multiples actifs couvrant plusieurs infrastructures. L’avancement des solutions de transformation 4IR telles que l’analyse de données améliorée par l’IA, le cloud et l’IoT a fait évoluer le rôle des jumeaux numériques, passant de la représentation numérique de l’infrastructure physique à un fournisseur de solutions temporelles globales. Cela permet à Digital Twins de fournir des solutions de gestion d’infrastructure à travers toutes les phases du cycle de vie, y compris la phase de conception à la phase d’exécution, la phase d’exploitation et de maintenance (O&M), ainsi que l’amélioration ou l’expansion de l’infrastructure locale. Ainsi, les jumeaux numériques sont progressivement apparus comme une condition préalable à l’infrastructure connectée dans les villes. Certains des avantages de Digital Twins dans cet aspect incluent une gestion efficace de l’offre et de la demande pour les infrastructures critiques telles que les services d’eau, d’électricité et d’assainissement, en temps réel.
4IR Technologies & Digital Twin – Analyses avancées pour une infrastructure connectée
L’avènement de l’industrie 4.0 avec l’adoption de capteurs avancés, de l’intelligence artificielle (IA) et de l’Internet des objets (IoT) a élargi les solutions Digital Twins pour produire des applications raffinées dans l’espace de gestion des villes et des infrastructures. Digital Twins permet une représentation virtuelle de l’équipement, des processus, des informations de flux de travail et des données numériques d’actifs physiques, ceux-ci sont extraits de plusieurs capteurs et synchronisés en temps réel. L’intégration de Digital Twins à l’IA et au Big Data permet d’optimiser les opérations d’infrastructure, de réduire les coûts et le temps associés à l’exploitation et à la maintenance grâce à la mise en œuvre d’une maintenance prédictive. Par exemple, les fournisseurs de services publics (comme les télécommunications, l’énergie, etc.) peuvent utiliser l’application Digital Twins pour identifier les flux de travail afin de réduire les coûts opérationnels et détecter les problèmes critiques dans la gestion des actifs.
Récemment, des capacités améliorées d’IA / ML ainsi que des analyses basées sur le cloud sont envisagées pour intégrer une modélisation prédictive avancée pour les ingénieurs à des infrastructures de « stress-test » virtuellement. Ces tests permettent aux autorités de gestion des infrastructures de planifier des mesures préventives et d’identifier les faiblesses de leurs actifs afin de renforcer la résilience globale des infrastructures. De même, les techniciens des opérations sont en mesure d’examiner les données historiques des capacités opérationnelles passées de l’infrastructure et disposent d’une fonction de «relecture» pour exécuter la modélisation de scénarios. L’infrastructure de la ville peut être agrandie et / ou modernisée sur la base d’une telle modélisation de scénario, ainsi que l’élaboration de plans d’atténuation des risques fiables. Par conséquent, l’application d’analyses avancées avec Digital Twins permet à la gestion de la ville de regarder au-delà de l’automatisation de l’inspection et de la surveillance, pour prévoir la gestion durable du cycle de vie des infrastructures à long terme.