شهرهای مجازی آلودگی‌ها را کم می‌کنند

شهر مجازی یک شبیه‌سازی از کل یا منطقه‌ای از شهر است که از داده‌های واقعی برای منعکس کردن وضعیت و رفتار فعلی شهر استفاده می‌کند. به لطف ترکیب سایر فناوری‌ها همچون اینترنت اشیا و ابرداده‌ها، عناصر مختلف شهرهای مجازی با هم ارتباط برقرار می‌کنند و اطلاعات به دست آمده از شبیه‌سازی‌ها را در زمان واقعی پردازش می‌کنند و از طریق هوش مصنوعی، فرآیندهای شهری که نیاز به طراحی یا بازطراحی دارند را بهبود می‌بخشند. شهر مجازی یک مدل ثابت نیست، بلکه مدلی پویا است که به‌لطف دسترسی به داده‌های بلادرنگ، همراه با همتای فیزیکی تغییر می‌کند. کاربرد اصلی این مدل‌های مجازی در برنامه‌ریزی شهری، حمل‌ونقل شهری و مدیریت زیست‌محیطی با هدف داشتن شهرهایی پایدارتر، قابل زندگی‌تر، با آب‌وهوای مطلوب‌تر و ردپای کربن کمتر و بهینه‌تر از لحاظ مصرف انرژی و آب است.

مزایای شهرهای مجازی

بسیاری از نمونه‌های موفق شهرهای مجازی در شمال اروپا، شرق آسیا و دیگر مناطق جهان راه‌اندازی شدند. چندین شهر از جمله آمستردام، استکهلم و زوریخ شهرهای مجازی سه‌بعدی را در مناطق شهری ایجاد کرده‌اند تا پیشرفت ساخت‌وسازهای جدید و تأثیر آنها بر مسائل شهری را شبیه‌سازی کنند، آنها با استفاده از این ابزار به پیمانکاران اجازه می‌دهند طرح‌های جدید را به صورت دیجیتالی آزمایش کنند و بازخورد سرمایه‌گذاران و ساکنان را جمع‌آوری کنند. شهرهای دیجیتال نه‌تنها برای برنامه‌ریزی و آزمایش سناریوهای مطرح شده مفید هستند، بلکه فرصت‌ها و خدمات جدیدی را در شهر فراهم می‌کنند.

ارزش افزوده شهر مجازی این است که جریان داده‌های مختلف را از سیستم‌های شهری که به‌طور معمول جداگانه مدیریت می‌شوند، همچون حمل‌ونقل و پایش هوا به هم مرتبط می‌کند. برای مثال می‌توان به منطقه فلاندر در بلژیک اشاره کرد که بر طراحی یک مدل دیجیتالی از شهر کار می‌کند که می‌تواند تأثیر بسته شدن خیابان‌ها را بر ترافیک و متعاقباً بر کیفیت هوا و محیط زیست پیش‌بینی کند.

شهر مجازی روتردام، هلند

بندر روتردام در هلند، به‌عنوان یکی از بزرگ‌ترین و پیشرفته‌ترین بنادر جهان، در حال توسعه یک مدل مجازی سه‌بعدی و بلندپروازانه است که نقش یک پلتفرم جامع عملیات شهری را ایفا می‌کند. این مدل با هدف بهبود مدیریت شهری، افزایش بهره‌وری زیرساخت‌ها و ارتقای کیفیت زندگی شهروندان طراحی شده است. یکی از اهداف اصلی این پلتفرم، تجسم و تحلیل مصرف انرژی در سطح ساختمان‌ها و تاسیسات بندری است؛ به‌طوری که مدیران شهری بتوانند الگوهای مصرف را شناسایی کنند و تصمیمات دقیق‌تری برای کاهش مصرف انرژی و انتشار کربن بگیرند.

علاوه بر این، مدل مجازی بندر روتردام امکان نظارت لحظه‌ای بر سیستم‌های حمل‌ونقل زمینی و آبی را فراهم می‌سازد. این سیستم با تکیه بر شبکه‌ای گسترده از دوربین‌ها، حسگرها و داده‌های بی‌درنگ، شدت ترافیک در جاده‌ها، پل‌ها، کانال‌ها و مسیرهای کشتیرانی را ردیابی می‌کند. اطلاعات جمع‌آوری‌شده به‌صورت هوشمند تحلیل می‌شوند تا زمان‌بندی باز و بسته شدن پل‌ها به‌گونه‌ای تنظیم شود که از ایجاد گلوگاه‌های ترافیکی و ازدحام غیرضروری جلوگیری شود.

از سوی دیگر، این پلتفرم دیجیتال با ارسال سیگنال‌ها و هشدارهای هوشمند، به هدایت بهتر قایق‌ها، کشتی‌ها و وسایل نقلیه کمک می‌کند و هماهنگی میان بخش‌های مختلف حمل‌ونقل را افزایش می‌دهد. چنین رویکردی نه‌تنها موجب کاهش تاخیرها و افزایش ایمنی می‌شود، بلکه نقش مهمی در بهبود امنیت عمومی و واکنش سریع‌تر به شرایط اضطراری ایفا می‌کند. در مجموع، مدل مجازی سه‌بعدی بندر روتردام نمونه‌ای پیشرو از استفاده از فناوری‌های دیجیتال برای مدیریت هوشمند شهرها و بنادر آینده به شمار می‌رود.

شهرهای هوشمند آرژانتین

در آخرین دوره کنگره جهانی نمایشگاه شهر هوشمند، کشور آرژانتین با ارائه طرحی نوآورانه در حوزه مدیریت مجازی پسماند شهری، توجه بسیاری از متخصصان و سیاست‌گذاران شهری را به خود جلب کرد. این طرح با بهره‌گیری از فناوری‌های دیجیتال، اینترنت اشیا و سامانه‌های داده‌محور، امکان پایش، تحلیل و مدیریت پسماند شهری را به‌صورت هوشمند و یکپارچه فراهم می‌کند. هدف اصلی این ابتکار، کاهش تولید پسماند از مبدأ از طریق افزایش آگاهی شهروندان و اصلاح الگوهای مصرف است.

در چهارچوب این طرح، شهروندان از طریق اپلیکیشن‌های هوشمند می‌توانند اطلاعات دقیقی درباره نحوه تفکیک پسماند، زمان‌بندی جمع‌آوری و مراکز بازیافت دریافت کنند و حتی میزان مشارکت خود را رصد کنند، همچنین شهرداری‌ها با استفاده از داده‌های جمع‌آوری‌شده قادر خواهند بود مسیرهای جمع‌آوری را بهینه‌سازی کند و هزینه‌ها و مصرف انرژی را کاهش دهند. تشویق به جمع‌آوری گزینشی پسماندهای خشک و تر، افزایش نرخ بازیافت و کاهش حجم زباله‌های ارسالی به محل‌های دفن محلی از دیگر اهداف کلیدی این طرح است. تجربه آرژانتین نشان می‌دهد که تلفیق فناوری دیجیتال با مدیریت شهری می‌تواند نقش مؤثری در دستیابی به توسعه پایدار و حفاظت از محیط زیست ایفا کند.

شهر مجازی هلسینکی در فنلاند، پیشرو در ارائه خدمات

هلسینکی، پایتخت فنلاند، بیش از دو دهه است که با فناوری شهر مجازی کار می‌کند. در ابتدا، این شهر از مدل‌های تعاملی سه‌بعدی برای ارزیابی در مسابقات معماری استفاده کرد اما اکنون شهر مجازی هلسینکی به یک اطلس (نقشه جامع) انرژی و اقلیم تبدیل شده است که اطلاعات مربوط به مصرف انرژی را در سطح ساختمان مدل‌سازی می‌کند تا به چشم‌انداز کربن‌صفر تا سال ۲۰۳۰ تحقق ببخشد.

سیستم‌های گرمایش ساختمان تا ۵۶ درصد از انتشار کربن شهر را تشکیل می‌دهد. شهر مجازی می‌تواند میزان تابش خورشید و سایه‌ها را در هر سطح از ساختمان برای هر ساعت و روز سال اندازه‌گیری کند و بر این اساس به ساخت مؤثرترین سیستم‌های گرمایش ترکیبی کمک کند. به عبارت دیگر، با استفاده از این ابزار، صاحبان خانه‌های هلسینکی می‌توانند هزینه گزینه‌های مختلف گرمایش و تأثیرات زیست محیطی آنها را مقایسه کنند و بهترین گزینه را برای خود انتخاب کنند.

شهرهای مجازی گوناگون در تامپره، فنلاند

تامپره یکی دیگر از شهرهای فنلاند است که در دهه گذشته در چندین پروژه شهر مجازی سرمایه‌گذاری کرده است. یکی از آنها مدل دیجیتالی منطقه هروانتا است که در آن وسایل نقلیه خودکار آزمایش می‌شود. پروژه دیگر، مدل سه‌بعدی ساختمان‌های مسکونی است که برای اندازه‌گیری و بهینه‌سازی بهره‌وری مصرف انرژی با هدف کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن استفاده می‌شود. قانون ساخت‌وساز جدید در سال ۲۰۲۵ امکان استفاده از مدل‌های سه‌بعدی را برای تأیید دادخواست‌ها در فرآیند صدور مجوزهای ساخت‌وساز فراهم می‌کند. تامپره همچنین برنامه «شهر داده‌محور برای شهروندان» را راه‌اندازی کرد که از داده‌ها برای درک نیازهای شهروندان و طراحی خدمات جدید استفاده می‌کند. علاوه بر این موارد، این شهر در حال جمع‌آوری داده برای ساخت شهر دیجیتالی با هدف ارائه سرویس‌های جدید عابر پیاده، از بهبود تجربه پیاده‌روی تا توسعه پیاده‌روی‌های فرهنگی است. این فرآیند شامل روش‌های خلاقانه‌تری همچون ابزار آموزشی ماینکرفت Minecraft است که به کودکان اجازه می‌دهد در فضای شهر سه‌بعدی بازی کنند و محیط بازی خود را طراحی کنند.

هلسینکی و تامپره تنها دو مورد از شهرهای پیشرو در اروپا هستند و تعداد کل شهرهایی که درگیر مدل‌های مجازی هستند طبق مطالعه اخیر کمیسیون اروپا به ۱۳۵ شهر در ۲۵ کشور می‌رسد که تفاوت آنها در سطح پیچیدگی مدل‌های مجازی و اهداف آنها می‌باشد. حدود نیمی از این شهرها هنوز در مرحله اولیه و در حال توسعه مدل‌های سه‌بعدی هستند. طرح‌های اولیه بسیاری از آنها آماده است اما نیاز به سرمایه‌گذاری اولیه زیاد دارد. تنها ۱۲ پلتفرم شهر مجازی در حال بهره‌برداری از داده‌های بلادرنگ برای شبیه‌سازی و بررسی نتایج آزمایش‌ها و سناریوهای برنامه‌ریزی مختلف هستند.

توسعه شهری در سنگاپور به کمک مدل‌های مجازی

این شهر آسیایی سال‌هاست که با یک مدل دیجیتالی سه‌بعدی پویا کار می‌کند و از طریق یک پلتفرم دیجیتال، شرکت‌های خصوصی و دولتی می‌توانند آزمایش‌های خود را انجام دهند و ابزارهایی را برای ایجاد راه‌حل‌هایی توسعه دهند که به تصمیم‌گیرندگان کمک می‌کند مشکلات موجود را برطرف و برای آینده پیشرفته‌تر برنامه‌ریزی کنند. این شهر مجازی شامل انواع اطلاعات از جمله مصالح ساختمانی، نمایش سه‌بعدی شهر، قابلیت دسترسی نقاط مختلف شهر، جمعیت، موقعیت مناطق سبز و داده‌های آب‌وهوا است. با تمام این اطلاعات، می‌توان تجزیه و تحلیل کرد که کدام مناطق به فضای سبز بیشتری نیاز دارند، کدام ساختمان‌ها را می‌توان به پنل‌های خورشیدی برای ارتقای انرژی‌های سبز مجهز کرد یا بهترین راه‌حل‌های حمل‌ونقل را برای مناطق هدف ارائه داد.

مدیریت میراث فرهنگی در هرنبرگ آلمان

شهر هرنبرگ در آلمان از پتانسیل کامل فناوری دیجیتال برای استفاده متفاوت با تمرکز بر مدیریت بهتر میراث هنری و فرهنگی خود و با هدف ترویج گردشگری از طریق ابزارهای واقعیت افزوده و واقعیت مجازی بهره برده است. استفاده از فناوری‌های ابرمحاسباتی، همراه با تکنیک‌های مهندسی هوانوردی همچون توپوگرافی و جریان‌های ترافیکی دقیق، راه‌اندازی این شهر مجازی را ممکن کرده است. این پروژه توسط مرکز محاسباتی اشتوتگارت هدایت می‌شود و بر ایجاد نسخه مجازی از خیابان‌ها و بناهای تاریخی شهر آلمان متمرکز شده است. در این پلتفرم، داده‌های شهر مجسم می‌شود و واکنش احساسی شهروندان به بازدیدهایشان را پیش‌بینی می‌کند و به مقامات کمک می‌کند تا اقداماتی را برای ایجاد صنعت گردشگری امن در پاسخ به شرایط بحرانی همچون همه‌گیری کرونا انجام دهند.