7月28日至31日,2024年ASCE国际土木工程计算会议(2024 ASCE International Conference on Computing in Civil Engineering)在宾夕法尼亚州匹兹堡举行。本届会议由卡内基梅隆大学主办,主题为“创新构想土木工程——应对全球当下最紧迫的问题(Re-Imagining Civil Engineering - Addressing the World's Most Pressing Problems)”。此次会议汇聚了来自全球各大高校土木及计算机领域的专家学者,为他们提供了一个交流最新研究成果和技术的平台。
数据是实现城市级数字孪生(CDT)在建筑和基础设施组合的运营和维护(O&M)阶段中多种应用的关键。然而,由于支持CDT的数据源可能是异构且动态的,如何有效地收集和处理多样化的数据源以满足复杂的利益相关者需求成为一大挑战。特别是对于管理建筑和基础设施资产组合的资产拥有企业来说,CDT开发和数据整合通常基于某些特定场景进行“一次性”使用,而对应于建筑和基础设施资产的长效通用的核心数字资产尚未建立。
因此,本研究提出了一个开发数字孪生数据生态系统(DTDE)用于城市管理的三步方法,并通过中国马山镇的CDT案例研究和项目成本调度用例场景进行了演示。具体而言,第一步是利益相关者识别(SI)和利益相关者需求(SR)规范;第二步是将SR转换为数据需求(DR),用于数据收集和建立综合数据模型(即核心数据资产);第三步指定了六个数据管理功能模块来全方位地处理收集到的数据。此外,元数据库的设计是所提方法的重要组成部分及创新点,它能够实现数据源资产盘点、帮助管理数据资产的属性、确保元数据实时更新等功能。最终,本研究能够用于建立支持CDT的企业级数字资产管理的组织机制。
图:数字孪生数据生态系统(DTDE)用于城市管理流程模型(会议论文题目:Developing a data ecosystem of city-level digital twin for urban management)
本研究为研究人员和从业者提供了一个真实案例,展示了在实际案例中如何通过解决利益相关者和数据之间的壁垒,将大量多元异构数据整合到DTDE中。颜嘉旖表示:“非常荣幸能够在这样一个国际化的平台上展示我们的研究成果。希望我们的研究能够为城市管理和数字孪生技术的发展提供新的思路和解决方案。”
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(image source: https://www.cmu.edu/cee/i3ce2024/)
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