使用虚拟孪生规划完美的城市
如果设计理想的大都市不仅仅是一个梦想，而是一项可以实现的壮举，那会怎样？
一个 15 分钟的城市。一个容易受到自然灾害影响但不会不断被自然灾害摧毁的社区。大量可靠的公共交通选择。绿树成荫的城市景观，交通模式隐藏在地下或看不见的地方。由绿色能源提供支持并由数据和机器学习支持的基础设施。
如果可能的话建造完美城市，城市规划者需要考虑的组成部分清单将包括这些以及更多。设计理想的城市区域需要做很多事情。虽然在大多数地方几乎不可能破土动工并从头开始，但以数字方式实现总是可能的。使用虚拟孪生，它可能会在受控环境中进行城市规划，将大都市的所有城市系统组合成一个 3D 模型。设计无与伦比的基础设施以及打造一个必争成功的智慧城市。
设计理想的城市环境：天气版
如果您曾经在一座城市待过一段时间，那么您很可能已经注意到它的一些问题。夏天的纽约市很不错，但每个街角散布着垃圾堆，给社区涂上了恶臭，这使得在温暖的月份里不那么诱人。洛杉矶很美，但其无尽的交通和有限的公共交通使其难以导航。 威尼斯每天的洪水，几乎常规的热浪对巴黎铁路的破坏——不胜枚举。
每个主要和次要大都市地区都有独特的挑战，有些基于物理位置，有些基于城市官员数十年的政策决策，另一些则是快速增长的因素，基础设施无法承受人口膨胀。这些复杂性为规划完美的城市提供了宝贵的见解。对于城市规划者来说，了解城市地区所处自然环境的局限性可能是一种赋权。看看佛罗里达州的巴布科克牧场就知道了。
Babcock Ranch 是佛罗里达州西南部一个规划中的社区，该地区经常受到毁灭性飓风的影响，其特点是狂风和倾盆大雨，导致大规模洪水。为了应对这些自然灾害的影响，Babcock Ranch 的规划者采取了一种创新的方法。该市的城市发展——住宅、商业区、学校等——的建设是为了将它们与在恶劣天气下被洪水淹没的湿地隔离开来。通过观察洪水模式，规划者还开发了一个系统，通过创建带有地下管道的人工湖来减轻溢流，使水在这些人造池塘中均匀分布。抬高道路并将雨水引向吸收湿地也使这座城市“抵御飓风”。
Babcock Ranch 并不像规划中的社区那样独特——全球还有更多。然而，该镇规划者的关注凸显了城市设计中经常缺失的东西。天气不是我们可以轻易纵的东西;我们只能应对其后果。规划一个理想的城市需要考虑如何减轻恶劣风暴的影响，尤其是当它们变得越来越频繁和致命时，这是完全有道理的。
与 Babcock Ranch 一样，日本的一个城市也存在洪水问题。京阪奈是京都的一个社区，容易受到海啸带来的降雨的破坏。为了设计抗洪解决方案，Keihanna 的领导者转向了 3DEXPERIENCE 平台构建可以建模和模拟各种情况的虚拟孪生。通过使用虚拟模型，他们能够收集到以前可能错过的见解。他们构思的虚拟复制品使该市的领导能够根据建筑物的高度直观地绘制各种洪水水位对特定建筑物的影响，从而识别河滨社区最脆弱的建筑物。最终目标是设计数据驱动的疏散计划，这些计划将直接发送到居民的智能手机上，从而为完善的计划增加一层公民参与。
理想基础设施的影响
围绕可能袭击的城市自然灾害来规划城市是进行城市规划的一种绝妙方式。在此过程中纳入构思周密的弹性基础设施计划只会使设计更进一步，朝着成为可持续的智慧城市迈进。
的一些组件有弹性的城市基础设施还关注天气及其对公共交通、能源网和通信线路等系统的影响。然而，要使城市具有弹性和创新能力，这些系统需要更多。配备摄像头和人工智能的红绿灯可以作为一种机制，帮助交通模式更顺畅地流动。带有 IoT 传感器和 AI 的铁路系统可以实现预测性维护，防止或减少服务中断的频率。添加一层技术使相关方能够发现弱点和这些基础设施的虚拟孪生提供用于大规模诊断问题和实施解决方案的平台。
（不）完美规划的挑战
尽管规划城市的前提是一个受控的实验，只有成功才是可能的结果，但有意识的社区的记录并非一尘不染。甚至从头开始时，有些障碍可能很难避免。虽然一些规划中的城市已经破土动工，建造了宜居、繁荣的城市地区，但其他城市却步履蹒跚。在印度尼西亚，建立新首都的计划受到各种问题的破坏;沙特阿拉伯的 NEOM 也是如此。资金、超高的期望、结构性困难、自然灾害：所有这些都可能使施工人员停滞不前。
从这些失败中可以收集到哪些见解？
在理想情况下，城市发展和基础设施的大规模计划将以虚拟方式制定。将进行数十次测试，考虑每一种可能的情况，以发现隐藏的弱点。但在现实世界中，即使是最周密的计划也很脆弱。使用虚拟孪生进行城市规划作的优势在于，规划者不仅能够制定原始蓝图和布局，还能够制定应急计划。想象一下，如果您居住的城市在一条主要道路正在建设时遭受自然灾害袭击，风暴的影响导致公共交通网络离线无法使用。通过在虚拟模型和封闭环境中模拟此类情况，城市官员能够为希望永远不会发生的情况开发最佳的潜在解决方案。
规划面向未来的完美城市
虽然在大多数地方建造完美的城市在功能上是不可能的，但规划一个则不然。通过在虚拟环境中创建模型，确定潜在的改进领域变得更加容易。放弃传统的模型和方法——就像负责 Babcock Ranch 的规划者所做的那样——使领导者能够做出更好的决策。街道、社区或整个城市的虚拟副本也非常适合依赖大量数据的决策过程。城市管理需要准确性，而通过技术集成，准确性变得更加容易。可持续的智慧城市它们由有弹性的基础设施提供支持，并与自然环境合作，而不是对抗自然环境，也许有一天会变得如此普遍，以至于不会引起注意。使用虚拟孪生和人工智能等应用程序可以帮助世界各地的城市规划者实现这一目标。
