لماذا تعتبر تقنية الجيل القادم هي القفزة التالية نحو مدن المستقبل

Bentley Systems هي عميلة Business Reporter

كيف ساعدت الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية خمس مدن أوروبية في جعل بنيتها التحتية أكثر استدامة.

قبل عامين، تسببت قلة هطول الأمطار، وذوبان الثلوج المبكر، وارتفاع درجات الحرارة، وعوامل أخرى مرتبطة بتغير المناخ في أسوأ جفاف تشهده إيطاليا منذ سبعة عقود. فقد انخفض منسوب المياه في نهر بو، أطول وأكبر مجرى مائي في البلاد، بمقدار مترين ونصف المتر عن متوسطه. وقد أدت الظروف القاحلة إلى كشف قاع نهر بو الرملي الأبيض ومنع الري في وادي بو، سلة الخبز في شمال إيطاليا، والذي يوفر 40 في المائة من غذاء البلاد، بما في ذلك الأرز والذرة والطماطم وجبن البارميزان. ويتجاوز ندرة المياه الزراعة وإمدادات الغذاء. فقد اضطرت البلدات في وادي بو، الواقع في واحدة من أغنى مناطق إيطاليا، إلى ترشيد المياه.

ولكن لسوء الحظ، لم يكن الجفاف حادثاً غير عادي. فقد كتب الباحثون الذين يدرسون الحدث في ورقة بحثية نشرت في مجلة “ناشيونال جيوغرافيك” أن “توقعات النماذج المناخية لأوروبا تشير إلى أن الجفاف الجوي، بسبب نقص هطول الأمطار، سوف يصبح أكثر تواتراً وشدة، وخاصة في النصف الثاني من القرن الحادي والعشرين”. علوم.

ولم يغفل زعماء المملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي عن خطورة الموقف. ففي أواخر يونيو/حزيران، استضافت العاصمة البريطانية أسبوع العمل المناخي في لندن. وقد نظم هذا الحدث، الذي يشكل جزءًا من حملة “سباق المرونة” التابعة للأمم المتحدة، أكثر من 300 اجتماع شخصي وافتراضي، بما في ذلك حدث في المقر الرئيسي لشركة بنتلي في المملكة المتحدة، بهدف تعزيز الحوار حول الاستدامة والحلول العالمية لتغير المناخ.

في أواخر شهر مايو/أيار، كان موضوع أسبوع الاتحاد الأوروبي الأخضر هو المرونة المائية، وهو مؤتمر يعقد في بروكسل. وفي شهر مايو/أيار، أصدرت الوكالة الأوروبية للبيئة أيضًا أول تقرير لها عن تقييم مخاطر المناخ الأوروبي، كجزء من استراتيجية الاتحاد الأوروبي بشأن التكيف مع تغير المناخ. وأشار التقرير إلى أن الجفاف المطول يسبب أضرارًا اقتصادية كبيرة ويمكن أن يؤدي إلى تدهور شديد في موارد المياه، وأن هطول الأمطار الغزيرة والفيضانات زاد في أجزاء كبيرة من أوروبا. وقال الباحثون: “من المتوقع أن يرتفع هذا الاتجاه أكثر في ظل ارتفاع درجة حرارة المناخ”.

إن أحد الحلول التي يمكن أن تساعد البلدان في جعل بنيتها التحتية أكثر استدامة وإعدادها للمناخ الدافئ هو التوائم الرقمية. التوائم الرقمية للبنية التحتية هي تمثيلات افتراضية للطرق وشبكات الطاقة وأنظمة المياه والصرف الصحي والمباني وحتى المدن. من خلال دمج البيانات في الوقت الفعلي في النماذج الرقمية، توفر التوائم الرقمية للبنية التحتية لقادة المدن وغيرهم من المستخدمين تمثيلًا شاملاً ودقيقًا لأصولهم وأنظمتهم.

وتعمل شركة Bentley Systems، وهي شركة متخصصة في برمجيات هندسة البنية التحتية، على بناء تقنية التوأم الرقمي التي تسمح للمستخدمين في جميع أنحاء العالم بتصميم وتجميع وتشغيل أصول البنية التحتية الخاصة بهم، مما يجعلها أكثر استدامة ومرونة. وقال توماس كروم، مدير قطاع البيئة في شركة Seequent، وهي شركة Bentley Subsubsurface: “يجب أن نكون فعالين للغاية وشاملين في ما نقوم به وكيفية تعاملنا مع تحديات إدارة المياه”. وأضاف كروم أن اعتماد المعايير الرقمية المفتوحة من شأنه أن يعزز قابلية التشغيل البيني والترابط بين جميع المصالح الخاصة.

في المملكة المتحدة، قدمت شركتا Seequent وBentley Systems برامج لمشاريع مثل High Speed ​​2 (HS2)، وهو خط سكة حديد عالي السرعة سيربط لندن ببرمنغهام ومانشستر وشرق ميدلاندز بحلول عام 2033. ويتمتع HS2 برؤية مستدامة للسفر بالسكك الحديدية بدون انبعاثات كربونية. وتقول HS2 على موقعها على الإنترنت: “إن الطريقة التي نسافر بها – والطريقة التي نبني بها شبكات النقل الخاصة بنا – تشكل أهمية بالغة لاستجابتنا لهذه الحالة الطارئة العالمية”.

لقد قام العديد من المستخدمين في المملكة المتحدة والاتحاد الأوروبي وأماكن أخرى حول العالم بالفعل بنشر التوائم الرقمية لبناء وتحديث وتشغيل أنظمة المياه الخاصة بهم. وفيما يلي بعض الأمثلة:

تحديث نظام الصرف الصحي في العصر الفيكتوري في لندن

لقد وضع نظام الصرف الصحي في لندن الذي يبلغ عمره 150 عامًا حدًا للرائحة الكريهة التي ابتليت بها العاصمة البريطانية في منتصف القرن التاسع عشر. ولكن اليوم، مع وجود ثمانية ملايين شخص في لندن، يحتاج النظام إلى ترقية. تعمل كوستين وفينسي وباكي سوليتانش في مشروع مشترك لتصميم وبناء واستبدال القسم الشرقي من نظام الصرف الصحي بنظام صرف صحي جديد فائق يسمى مشروع نفق التيمز. يعد التوأم الرقمي لشركة بنتلي والحلول الأخرى جزءًا من هذا العمل، مما يساعد فريق المشروع على تصور عملية البناء بأكملها. عند الانتهاء، سيخفف نظام الصرف الصحي الجديد من تلوث مياه الصرف الصحي ويحسن بشكل كبير جودة مياه نهر التيمز على مدار السنوات المائة والعشرين القادمة.

البقاء دافئًا في هلسنكي

تميل فصول الشتاء في فنلندا إلى البرودة والطول والظلام (وهذا هو ما يضطر السكان إلى تحمله في ظل الليالي البيضاء وغروب الشمس المذهل في منتصف الليل في أواخر الربيع وأوائل الصيف). وحتى في هلسنكي، عاصمة فنلندا، يمكن أن تؤدي موجة البرد إلى انخفاض درجات الحرارة إلى -20 درجة مئوية (-4 درجة فهرنهايت).

تستخدم أغلب مدن البلاد أنظمة التدفئة المركزية التي تنقل الحرارة من مصدر مركزي عبر شبكة من أنابيب المياه المعزولة إلى المباني السكنية والمكاتب. والواقع أن البلاد تحتفظ بأكثر من 16 ألف كيلومتر (10 آلاف ميل) من أنابيب التدفئة المركزية ونحو 3 آلاف كيلومتر من خطوط المياه والصرف الصحي في هلسنكي والمنطقة الحضرية المحيطة بها. وبعض أجزاء هذه الشبكات أصبحت قديمة، وكانت هلسنكي في احتياج إلى طريقة أفضل لإدارتها.

عملت هيئة الخدمات البيئية في هلسنكي، Silo AI، مع Bentley Systems لبناء توأم رقمي لنظام التدفئة. وقد سمح ذلك لمشغلي خطوط الأنابيب في المدينة بإعطاء الأولوية للصيانة في المناطق التي من المرجح أن تحدث فيها تسربات. وتضمن نظام صيانة شبكة المرافق التنبؤية العديد من مصادر البيانات ونماذج الذكاء الاصطناعي وواجهة مستخدم تحليلية بصرية تستخدم منصة iTwin من Bentley.

وقف التسريبات في اليونان

إن تسربات المياه من شبكات المياه العامة تشكل مشكلة تؤرق البلديات في مختلف أنحاء العالم. على سبيل المثال، كانت اليونان تفقد ربع إمداداتها من المياه العامة بسبب التسربات كل عام، وفقا لتقرير صادر عن منظمة التعاون الاقتصادي والتنمية في عام 2017.

ونتيجة لهذا، استهلكت الأسر اليونانية مياه شرب أكثر من أي دولة أخرى في الاتحاد الأوروبي في ذلك الوقت. ولتحسين تنظيم المياه والصرف الصحي في مدينة كوزاني، في شمال اليونان، عمل المسؤولون المحليون مع شركة دياك للمياه وشركة بنتلي لبناء توأم رقمي للمياه لرسم خريطة وتحليل نظام المياه الذي يزود سكان المدينة البالغ عددهم 60 ألف نسمة. وقد مكن التوأم الرقمي الفريق من تحديد التسريبات بسرعة وتسريع الإصلاحات.

لقد أدى تحسين إدارة التسربات إلى الحد من هدر المياه. ومع انخفاض تدفق المياه عبر الشبكة بنسبة 20%، يمكن لسكان كوزاني الاستمتاع بفواتير خدمات أقل.

حول برج المياه في بلجيكا

تعتمد العديد من المدن على أبراج المياه لتخزين مياه الشرب للسكان. ولا تختلف مدينة لييج البلجيكية عن غيرها. إذ يمكن لبرج المياه الضخم الذي بُني عام 1981 أن يستوعب 500 متر مكعب من المياه (132 ألف جالون). لكنه كان متقادمًا ويعاني من الشقوق، وكانت المدينة بحاجة إلى إصلاحه. وكانت الطريقة الأكثر تقليدية لمسح برج المياه تتضمن عمليات تفتيش من قبل العمال أو دراسة صور الطائرات بدون طيار يدويًا. لكن المالك، شركة Société Wallonne des Eaux (SWDE)، أراد إيجاد حل أكثر كفاءة.

عملت SWDE مع Bentley لبناء نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد لبرج المياه ثم استخدام الذكاء الاصطناعي، مثل التعلم العميق، لأتمتة اكتشاف الشقوق. أرسلت SWDE طائرة بدون طيار لالتقاط 3000 صورة، واستخدمتها لإنشاء “شبكة واقعية” للبرج، ثم أطلقت العنان للذكاء الاصطناعي للعثور على الشقوق. كشف المسح عن 1704 شقوق في البرج، ما يقرب من ثلثها لا يمكن اكتشافها بالعين البشرية. ساعدت النسخ الرقمية SWDE في تحديد كيفية منع تدهور برج المياه والتخطيط بدقة لأعمال التجديد المطلوبة – وتوفير المال على طول الطريق.

لا شك أن حياتنا أصبحت أقل قابلية للتنبؤ، وأصبحت البنية الأساسية التي تعتمد عليها أكثر عرضة للخطر، مع تحول التنبؤات بتغير المناخ إلى حقيقة واقعة. ولكن الثورات التكنولوجية مثل الذكاء الاصطناعي والتوائم الرقمية تعني أننا أصبحنا مجهزين بشكل أفضل لاكتشاف الشقوق في تلك البنية الأساسية قبل أن تتطور إلى شيء أسوأ ــ وتطوير حلول افتراضية مدروسة حقا تمكننا من شق طريقنا في الحياة الواقعية، بثقة حقيقية.

---

لمعرفة المزيد، قم بزيارة www.bentley.com.

---