Передовой опыт внедрения цифрового двойника города в Южно-Сахалинске

В предыдущей статье мы рассказали о технологии цифровых двойников и как компания «Хельги Лаб» подходит к решению такой комплексной задачи как создание цифрового двойника города. Но как этот процесс выглядит со стороны города? Какие вопросы и задачи стоят перед муниципалитетом и как принимается решение о создании цифрового двойника города?

За помощью с ответами на эти вопросы мы обратились в администрацию Южно-Сахалинска, с которой мы взаимодействуем уже 4 года и прошли долгий путь создания, обновления, совершенствования и использования цифрового двойника города. Столица единственного в нашей стране «островного» региона — город Южно-Сахалинск стал ярким примером того, как цифровые двойники могут влиять на городскую среду и способствовать улучшению жизни горожан. В этой статье мы рассказываем о том, как Южно-Сахалинск осваивал возможности цифрового двойника города, с какими трудностями он столкнулся на этом пути и каких выдающихся результатов добился.

История муниципальной информационной системы «Цифровой двойник города» Южно-Сахалинска началась в 2020 году, когда администрация города приняла решение создать трехмерную модель города с панорамными фотографиями. Старт проекта состоялся по инициативе мэра Южно-Сахалинска Сергея Надсадина в рамках пилотного проекта «Умный город» Министерства строительства и ЖКХ Российской Федерации. Между Министерством, администрацией города и Правительством Сахалинской области было подписано тройственное соглашение об участии в пилотном проекте.

Важность создания трехмерной модели столицы региона также отметил и полномочный представитель президента на Дальнем Востоке — Юрий Петрович Трутнев.

Администрация города утвердила распоряжение о создании муниципальной информационной системы «Трёхмерная модель города с фотопанорамами», что дало формальный старт и обоснование проекту создания цифрового двойника города, который и реализовала компания «Хельги Лаб».

Исходные ожидания Южно-Сахалинска от внедрения информационной системы были продиктованы необходимостью получения 3D-модели города с отображением электронных моделей коммунальных сетей. Другой важной задачей было создание наглядного инструмента взаимодействия с бизнесом и жителями города посредством проведения публичных слушаний по вопросам градостроительства и обеспечения инвестиционной деятельности.

Самым кропотливым и продолжительным этапом была подготовка к внедрению цифрового двойника города — необходимо было изучение возможностей системы и всесторонняя оценка уже существующих на рынке решений. Но каким тщательным ни было бы изучение чужого опыта, всё равно полное представление можно сформировать только самостоятельно опробовав систему.

Пригодился опыт Хельги Лаб в работе над двойником Москвы. Параллельно шла работа по сбору информации и подготовке к интеграции с существующими городскими системами. Хельги Лаб провела съёмку города автомобильным комплексом лазерного сканирования и фотопанорамирования и создала 3D-модель города. В качестве образца интеграции отобразили предоставленный сегмент электронной модели газовых сетей в созданной 3D-модели Южно-Сахалинска. Со слов представителей администрации города, удобство и богатый функционал, наличие фотопанорамного режима в сочетании с наглядностью 3D-модели окончательно убедили администрацию Южно-Сахалинска в пользе цифрового двойника и необходимости его внедрения.

За последующие годы была настроена интеграция с муниципальными информационными системами и, на данный момент, модель обеспечена таким количеством входным данных, что внутри цифрового двойника города можно отображать, анализировать и планировать практически любые муниципальные процессы.

В первые годы существования цифрового двойника Южно-Сахалинска в администрацию не было предметного запроса на частое создание ситуационных фотопанорам, но сам по себе вопрос необходимости периодического обновления и актуализации фотопанорамной съемки лежал на поверхности. Спустя 3 года была проведена повторная съёмка города мобильным комплексом Хельги Лаб.

Очевидно, что для полноценного существования цифрового двойника обновление требуется чаще, но как поступить в условиях ограниченного бюджета и с учётом сложной логистики специалистов и съёмочных комплексов в Южно-Сахалинск? Эту ситуацию мы решили, предоставив городу устройства собственной разработки Хельги Лаб для фотопанорамной съёмки на базе велосипедов, а в прошлом году Южно-Сахалинск так же приобрёл комплекс для лазерного сканирования и фотопанорамной съемки.

Таким образом, администрация города получила удобный инструмент для самостоятельного обновления фотопанорам цифрового двойника, но вместе с возможностью появилось и желание создавать фотопанорамы по ситуативным запросам Департамента архитектуры и иных муниципальных структурных подразделений. Эта возможность стала использоваться регулярно для мониторинга хода строительных, ремонтных, земельных и других работ в городе. Хельги Лаб же в рамках поддержки цифрового двойника города осуществляет обработку и загрузку материалов, гарантируя совместимость и корректность отображаемых данных.

Традиционно городское планирование осуществляется посредством создания генерального плана города. Это масштабный документ, объёмом около 1500 страниц технического текста с обилием специальной терминологии. Генеральный план, как правило, разрабатывается специализированным институтом с горизонтом планирования в 20 лет. Это достаточно громоздкий инструмент, поэтому с распространением современных технологий стала использоваться практика создания «мастер плана» города с горизонтом планирования до 5 лет, который пишется доступным языком с использованием наглядных материалов.

Южно-Сахалинск приступил к созданию мастер плана города разделив городское хозяйство на 7 сфер: рабочие места, жильё, транспорт, инженерные коммуникации, социальная сфера, общественные функции, общественные пространства. Развитие каждой из этих сфер необходимо было спланировать исходя из их текущего и целевого состояния через 5 лет, в чём неоценимым подспорьем оказался цифровой двойник города.

Непосредственно в трёхмерной модели города были созданы информационные слои по каждой из 7 отраслевых сфер с разделением на районы города. Внутри слоя внедряются трёхмерные модели планируемых к постройке объектов, они наполняются семантической информацией. Например, для жилого комплекса можно посмотреть численность потенциальных жильцов, объём потребляемых ресурсов, планируемое количество создаваемых рабочих мест объектов торговли, год ввода в эксплуатацию, объём инвестиций и так далее. Подобным образом в цифровом двойнике были созданы все объекты, которые планировалось построить в ближайшие 5 лет, а регулярное обновление фотопанорам позволяет отслеживать прогресс строительства.

Такое тщательное планирование дало возможность определения потенциальной загруженности инженерных сетей города, которые можно отобразить вместе с плановой застройкой в цифровом двойнике. По инженерным сетям также доступна подробная семантическая информация вплоть до диаметра труб и года ремонта. Такая глубина детализации возможна благодаря интеграции собственных информационных систем городских инженерных служб с цифровым двойником города, что дало возможность администрации города видеть в одном месте информацию обо всех аспектах городской жизни и планировать развитие города.

К другим преимуществам настолько глубокой интеграции стала возможность определения «зон риска» по инженерным сетям, когда на модели цветами отображаются все инженерные объекты в зависимости от года ввода в эксплуатацию и необходимости проведения ремонтных работ. Схожий функционал доступен для транспортной и другой инфраструктуры. Подобные наглядные инструменты помогают руководителям легко увидеть проблемные места в сложном многогранном механизме функционирования города.

Южно-Сахалинск использует двойник не только для оптимизации управления и планирования развития городом, но и напрямую для улучшения качества жизни горожан. Один из примеров такой работы — пилотный проект «Цифровая логистика маломобильных групп населения (МГН)», который был реализован в прошлом году.

Задача проекта была в расширении доступности городской среды для МГН с помощью инструментов цифрового двойника города. В рамках его реализации был создан и настроен веб-сервис, в котором отображаются:

• Опорная транспортная сеть, доступная для проезда инвалидов-колясочников;
• Специально отснятые панорамы на протяжении этой сети;
• Отправные точки маршрутов;
• Актуальные контуры земляных работ с подтверждением в виде панорамных снимков;
• Перекрёстки с пониженными бордюрами;
• Адаптированные для МГН многоквартирные дома.

В рамках пилота была сформирована опорная транспортная сеть протяжённостью более 23 километров и выполнено виртуальное прохождение маршрута протяжённостью в 5,75 км по фотопанорамам. В результате успешной реализации пилота, проект логистики МГН был продолжен на текущий год и, будет включён в региональную программу Министерства социальной защиты.

Цифровой двойник Южно-Сахалинска продолжает развиваться и совершенствоваться, постоянно добавляя новые функции и возможности. К числу ключевых инициатив, реализуемых в 2024 году, относятся:

1. Настройка интерфейса для мобильных устройств. Администрация города работает над тем, чтобы сделать цифровой двойник более доступным для пользователей мобильных устройств, адаптируется интерфейс для оптимизации под небольшие экраны и сенсорное взаимодействие.

2. Внедрение и интеграция в цифровой двойник двух муниципальных информационных систем:

• «Дендроплан: объекты зеленого хозяйства города».
• «База данных УДС» — цифровые модели улично-дорожной сети и проектов организации дорожного движения (ПОДД).

3. Реализация функционала автоматического построения маршрута в проекте логистики МГН.

4. Развитие проекта мастер плана города. Разработка концепции создания общественных пространств в цифровом двойнике города.

5. Обновление и обслуживание. На этот год запланирована лазерная и фотопанорамная съёмка города, съёмка с помощью беспилотных авиационных систем, а также ситуативное обновление фотопанорам для нужд отраслевых муниципальных служб. Во взаимодействии с Хельги Лаб разрабатываются новые инструменты измерений и моделирования виртуального пространства трёхмерной модели города.

6. Департамент экономического развития разрабатывает регламент применения цифрового двойника города для проведения муниципального инвестиционного совета с показом качественных и наглядных материалов инвесторам.

Продуманная и последовательная политика по цифровизации городского хозяйства получила признание на международном форуме «Умный город», который прошёл 13−15 июня в г. Пермь. На форуме подвели результаты рейтинга «IQ городов», по итогам которого Южно-Сахалинск занял ПЕРВОЕ МЕСТО в категории «Большие города». Поздравляем администрацию и жителей города с этим выдающимся достижением и пожелаем им и далее двигаться вперёд, задавая тренд для всей страны.

В заключение следует отметить, что цифровой двойник Южно-Сахалинска стал мощным инструментом для городского планирования, экономического развития и улучшения благосостояния граждан. Изучив передовой опыт Южно-Сахалинска, другие города смогут ускорить решение о своем собственном проекте цифрового двойника города и раскрыть весь потенциал этой передовой технологии.