Цифрлық егіздер: виртуалды модельдер Қазақстан қалаларын қалай өзгертеді?
Цифрлық егіздер (Digital Twin) бүгінде қалаларды, өнеркәсіпті және инфрақұрылымды цифрлық трансформациялаудың негізгі құралдарының біріне айналып отыр. Бұл технология әлемнің ірі мегаполистерінде басқару тиімділігін арттыру, шығындарды азайту және даму сценарийлерін алдын ала болжау мақсатында кеңінен қолданылады. Жаңа қалалар салып, инфрақұрылымды жаңғырту жобаларын жүзеге асырып жатқан Қазақстан үшін де цифрлық егіздер тұрақты дамудың маңызды тетігі бола алады.
Цифрлық егіз дегеніміз не?
Цифрлық егіз (Digital Twin) – бұл нақты физикалық нысанның, аумақтың немесе тұтас қаланың виртуалды көшірмесі. Ол нақты уақыт режимінде әртүрлі дереккөздерден – датчиктерден, бейнебақылау камераларынан, спутниктерден, дрондардан, көлік мониторингі жүйелерінен және коммуналдық қызметтердің ақпараттық жүйелерінен мәліметтер алып отырады.
Кәдімгі үшөлшемді модельден айырмашылығы – цифрлық егіз үнемі жаңартылып тұрады. Ол нысанның қазіргі жағдайын бақылауға, болып жатқан процестерді талдауға және болашақтағы түрлі сценарийлерді модельдеуге мүмкіндік береді.
Мәселен, қала әкімдігі жаңа жол құрылысының көлік қозғалысына қалай әсер ететінін, қай жерде кептелістер туындауы мүмкін екенін, инженерлік желілерге түсетін жүктеменің қалай өзгеретінін немесе қатты жауын-шашын кезінде қай аумақтарды су басу қаупі жоғары екенін алдын ала бағалай алады.
Технология қай елдерде қолданылып жатыр?
Бүгінде цифрлық егіздер технологиясын әлемнің көптеген елдері пайдаланады.
Бұл бағыттағы көшбасшылардың бірі – Қытай. Пекин, Шанхай, Шэньчжэнь және басқа да ірі қалаларда виртуалды модельдер көлік қозғалысын, коммуналдық шаруашылықты, құрылыс жұмыстарын және қоғамдық қауіпсіздік жүйелерін басқаруға көмектеседі. Үлкен көлемдегі деректерді біріктіру арқылы жергілікті билік шешімдерді бұрынғыдан әлдеқайда жылдам әрі дәл қабылдай алады.
Осындай жобалар Сингапурда, Оңтүстік Кореяда, Ұлыбританияда, Біріккен Араб Әмірліктерінде және Финляндияда да жүзеге асырылып келеді.
Өнеркәсіп саласында цифрлық егіздер зауыттар мен өндірістік жабдықтардың жұмысын модельдеуге, техниканың тозуын алдын ала болжауға және апаттардың алдын алуға мүмкіндік береді.
Бұл Қазақстан үшін неліктен маңызды?
Қазақстан үшін цифрлық егіздерді енгізу Smart City («Ақылды қала») тұжырымдамасын дамытудың келесі кезеңіне айналуы мүмкін.
Әсіресе бұл технология Alatau City сияқты ауқымды жаңа жобалар үшін аса өзекті. Қаланың цифрлық моделін жобалау кезеңінде жасау көлік жүйесінің, инженерлік желілердің, тұрғын үй аудандары мен қоғамдық кеңістіктердің өзара қалай жұмыс істейтінін алдын ала көруге мүмкіндік береді.
Мұндай тәсіл құрылыс басталмай тұрып-ақ қымбатқа түсетін қателіктердің алдын алуға көмектеседі.
Сонымен қатар цифрлық егіз қаланы жобалау кезеңінен бастап толық пайдалануға берілгенге дейінгі бүкіл өмірлік цикл бойы сүйемелдей алады.
Цифрлық егіз қандай міндеттерді атқара алады?
Бұл технологияның мүмкіндіктері жай ғана визуализациядан әлдеқайда кең.
Цифрлық егіздің көмегімен:
- көлік ағынының жүктемесін болжауға;
- жол қозғалысын нақты уақыт режимінде басқаруға;
- коммуналдық инфрақұрылымның жұмысын бақылауға;
- инженерлік желілердің жағдайын қадағалауға;
- төтенше жағдайларды модельдеуге;
- экологиялық ахуалды талдауға;
- жаңа аудандардың дамуын жоспарлауға;
- энергия тұтынуды оңтайландыруға;
- құрылыс жобаларын бақылауға болады.
Нәтижесінде қаланың барлық қызметтері біртұтас цифрлық платформада жұмыс істеп, барлық процестер туралы өзекті ақпаратқа қол жеткізеді.
Экономикалық тиімділігі
Цифрлық егіздердің басты артықшылықтарының бірі – мәселелерді олар пайда болмай тұрып анықтау мүмкіндігі.
Дәстүрлі басқару жүйесі көбіне апат немесе ақау болғаннан кейін ғана әрекет етсе, цифрлық егіз ықтимал тәуекелдерді алдын ала болжай алады.
Мысалы, жүйе жылу желісінің қай бөлігінде ақау шығуы мүмкін екенін анықтап немесе жаңа жол пайдалануға берілгеннен кейін қай жерде көлік кептелісі пайда болатынын көрсете алады.
Бұл өз кезегінде инфрақұрылымды жөндеу мен күтіп ұстауға кететін шығындарды едәуір қысқартады.
Сонымен қатар цифрлық модельдеу жаңа нысандар салу кезінде бюджет қаражатын тиімдірек пайдалануға мүмкіндік береді.
Alatau City үшін жаңа мүмкіндіктер
Alatau City Қазақстандағы ең заманауи урбанистикалық жобалардың бірі ретінде қарастырылып отыр.
Дәл осы қалада цифрлық егізді ескірген жүйелерді біріктіру қажеттілігінсіз, нөлден бастап енгізуге мүмкіндік бар.
Виртуалды модель көлік жүйесін, энергетиканы, сумен жабдықтауды, экологиялық мониторингті, құрылыс жұмыстарын және қоғамдық қауіпсіздік жүйелерін бірыңғай цифрлық экожүйеге біріктіреді.
Соның нәтижесінде тұрғындар заманауи цифрлық қызметтерді пайдалана алады, ал қалалық қызметтер кез келген өзгеріске жедел әрекет ету мүмкіндігіне ие болады.
Қандай қиындықтарды еңсеру қажет?
Цифрлық егіздердің артықшылықтары айқын болғанымен, оларды енгізу ауқымды дайындықты талап етеді.
Ең алдымен заманауи цифрлық инфрақұрылым, жоғары жылдамдықтағы байланыс желілері, көптеген датчиктер және ақпаратты сақтаудың бірыңғай стандарттары қажет.
Сонымен бірге киберқауіпсіздік пен дербес мәліметтерді қорғау мәселесі де ерекше маңызды. Өйткені мұндай жүйелер орасан зор көлемдегі ақпаратпен жұмыс істейді.
Бұдан бөлек, жобаларды сәтті іске асыру үшін жасанды интеллект, үлкен деректерді талдау (Big Data), геоақпараттық жүйелер және қала құрылысы салаларындағы білікті мамандар қажет.
Болашағы қандай?
Жасанды интеллект технологиялары дамыған сайын цифрлық егіздер жай ғана визуализация құралы емес, басқарушылық шешім қабылдауға көмектесетін интеллектуалды жүйеге айналып келеді.
Алдағы уақытта мұндай платформалар қаланың инфрақұрылымдық дамуын өздігінен болжай алады, ықтимал тәуекелдерді анықтап, оларды шешудің ең тиімді жолдарын ұсынады.
Қазақстан үшін цифрлық егіздерді енгізу, әсіресе жаңа қалалар салу және қолданыстағы инфрақұрылымды жаңғырту жағдайында, цифрлық трансформацияның негізгі бағыттарының біріне айналуы мүмкін. Ал Қытай секілді елдердің тәжірибесін пайдалану заманауи технологияларды енгізу мерзімін қысқартып, тұрғындарға қолайлы, қауіпсіз әрі тиімді қалалық ортаны қалыптастыруға мүмкіндік береді.