ПРОСТРАНСТВО ВОЗМОЖНОСТЕЙ
Все страны и города
Войти

В Сингапуре разработали цифровую модель города

03.06.2024 18:00:00

Может ли работа электростанций на острове Джуронг повлиять на температуру на материке? В какой степени использование электромобилей и наличие деревьев уменьшат городскую жару в таком районе, как Тенга? Именно эти вопросы возникают у специалистов, которые стремятся хоть немного снизить температуру воздуха в тесных городских районах Сингапура. Из-за жары, постоянно накрывающей город, температура там может быть на 7 градусов выше, чем в менее застроенных районах города. Это происходит из-за так называемого эффекта городского острова тепла (результат накопления тепла в некоторых городских районах в связи с характером застройки города и видами промышленности, энергетики и транспорта), пишет Asia News Network.


Вместо того чтобы проводить трудоемкие эксперименты по исследованиям этой проблемы или запускать новые проекты с целью найти ее решение, власти хотят попробовать найти ответы на свои вопросы в виртуальном мире.

синг-1_ст copy.jpg

Последние четыре года более 20 исследователей трудились над созданием модели «цифрового двойника» Сингапура. Эта разработка предлагает пользователям различные сценарии, которые генерируются программой для понимания того, как сделать жилые помещения более комфортными для жизни людей с точки зрения погодных условий.

Виртуальная система, известная как Digital Urban Climate Twin, является одним из флагманских проектов в рамках исследовательской инициативы Cooling Singapore 2.0 (инициатива предполагает создание цифровой городской климатической системы (DUCT) для Сингапура при помощи интеграции всех экологических, наземных, промышленных, транспортных, энергетических вычислительных моделей, а также региональных и микромасштабных климатических моделей). Она занимается поиском решений для облегчения жизни в городе в условиях жаркой погоды.

Проектом руководит Сингапурский трансдисциплинарный исследовательский институт ETH в партнерстве с другими учреждениями. В их список входят Сингапурский университет менеджмента, Национальный университет Сингапура и Сингапурско-Массачусетский технологический альянс по исследованиям и технологиям.

В основе виртуальной системы, которая содержит в себе интерактивную карту Сингапура для создания различных сценариев, лежит множество вычислительных моделей и наборов данных, включая те, которые исследователям пришлось создавать с нуля.

Наборы данных включают в себя виртуальную версию растительного покрова по всему острову, схему движения транспорта, данные о тепле, выделяемом промышленными предприятиями, и данные, связанные с погодой, такие как информация о силе потока ветра. По словам г-на Андера Зозайи, руководителя проекта Cooling Singapore 2.0 в Сингапурском центре ETH, цифровая модель города также использует информацию из сложных климатических моделей, которые исследуются в Национальном суперкомпьютерном центре Сингапура.

30 мая команда, создавшая модель цифрового двойника Сингапура, представила прототип системы другим исследователям, корпорациям и некоторым правительственным учреждениям в Кампусе передовых исследований и технологических предприятий Национального университета Сингапура.

В настоящее время компания стремится привлечь всех заинтересованных лиц из сторонних организаций для тестирования системы, проведения моделирования и предоставления обратной связи о том, как применить результаты, полученные с цифрового инструмента, в реально действующей модели города.

Доктор Кристина Орехуниг, возглавляющая проекта Cooling Singapore 2.0, 2 июня представила модель цифрового двойника Сингапура на Всемирном саммите городов в Сингапурском конгрессно-выставочном центре Suntec.

Чтобы продемонстрировать возможности разработки, 30 мая команда исследователей провела демонстрацию возможностей проекта, дабы предсказать, как изменится температура по всему острову в будущем, если к 2030 году три лесные зоны будут преобразованы в промышленные парки или жилые комплексы.

Здания и системы кондиционирования воздуха являются ключевыми источниками тепла в городе, в то время как городские парки - в зависимости от их размера и наличия деревьев - могут обеспечивать охлаждение.

Заменив на виртуальной карте Сингапура участки растительности возможными новыми постройками, специалист по моделированию климата продемонстрировал, как будет выглядеть город в 2030 году, основываясь на существующих задачах Сингапурского плана по озеленению.

Например, увеличение количества электромобилей на дорогах приведет к уменьшению количества выхлопных газов, выделяющихся в часы пик.

А будущий энергетический баланс, включающий в себя импорт электроэнергии с низким уровнем выбросов углерода и увеличение использования возобновляемых источников энергии, может привести к небольшому снижению производства электроэнергии и тепла местными электростанциями.

Затем специалист по моделированию продемонстрировал сценарий 2030 года, полученный в результате работы с цифровым двойником в предполагаемых условиях аномальной жары, чтобы показать, как будут жить три густонаселенных района города в условиях особо высоких температур.

Результаты оказались предсказуемыми: температура в недавно застроенных районах повысилась, особенно ночью, когда эффект городского нагревания воздуха ощущается сильнее.

В виртуальном инструменте также есть функции, которые помогут разработчикам поэкспериментировать и выяснить, как оптимизировать системы централизованного охлаждения в своих проектах зданий.

Технология централизованного охлаждения предполагает производство охлажденной воды и подачу ее по сети в несколько зданий, где она используется для кондиционирования воздуха. Распределяя нагрузку по охлаждению, здания снижают выбросы углекислого газа и затраты.

По словам г–на Зозайи, один из важнейших наборов данных, который команде цифрового двойника Сингапура пришлось создавать с нуля, - это сведения о количестве тепла, выделяемого энергетическим и промышленным секторами острова Джуронг. Исследователи хотели выяснить, влияет ли тепло, исходящее от центра энергетики и химических веществ, на температуру по всему острову.

Промышленный сектор и энергетика также являются двумя крупнейшими источниками выбросов парниковых газов в Сингапуре.

Сбор данных осложнялся тем, что большинство компаний и агентств не отчитываются о выбросах тепла, сказал г-н Зозая. Команде пришлось проявить по-настоящему творческий подход, запустив поиск спутниковых данных и отчетов отдельных компаний. Кроме того, им пришлось тщательно проанализировать цифры и оценить тепловые выбросы на острове Джуронг, используя данные компаний об энергопотреблении и выбросах углекислого газа.

В результате этой работы исследователи создали перечень данных, в который вошли 119 компаний на острове Джуронг и их 568 точек, выделяющих тепло и углекислый газ.

С помощью использования модели цифрового двойника было показано, что жара на острове Джуронг оказывает незначительное влияние на остальную часть страны, поскольку её последствия более локализованы и ярко выражены в регионе Туас.

Д-р Орехуниг отметила, что в качестве прототипа цифровая модель городского климата Сингапура еще не полностью раскрыла свой потенциал.

«Мы сможем научиться улучшать и расширять функции этой цифровой модели, только если люди по-настоящему протестируют её. Сейчас они только вникают в то, что это такое. Лишь плодотворное использование этой модели поможет нам решить какие-либо серьезные проблемы», - добавила она.



Иллюстрация: использованы изображения Supanut Piyakanont и Swapnil Bapat.
Другие Актуальное

Среди экспертов есть как сторонники данной идеи, так и те, кто дает ей менее оптимистичные оценки.

24.07.2024 12:24:24

Люди старше 65 лет составляют 19,5 процента от общей численности населения, что приближает Корею к порогу в 20 процентов, который ВОЗ использует для классификации обществ со стареющим населением.

24.07.2024 12:03:12

Модернизацию грузинского участка провели в том числе за счет азербайджанских инвестиций.

23.07.2024 11:30:59

В префектуру Тотиги приезжает все больше иностранцев, желающих познакомиться с традиционным фермерским хозяйством.

22.07.2024 14:56:40