04.06.24 – Die Dublin City University (DCU) arbeitet mit Bentley Systems zusammen, um im Rahmen ihrer Initiative Smart DCU einen digitalen Zwilling des Campus zu schaffen. Bentley Infrastructure Cloud und iTwin-Technologie unterstützten bei der Optimierung der digitalen Datenintegration und der Verbesserung der Visualisierung
Die DCU entschied sich für die offene 3D- und Reality-Modeling-Technologie von Bentley, um ein mit IoT-Daten verknüpftes Campusmodell zu erstellen und einen immersiven digitalen Zwilling auf der iTwin-Plattform zu erzeugen.
Quelle: Dublin City University.
Die Dublin City University (DCU) kooperiert mit dem Dublin City Council, dem Insight SFI Research Centre for Data Analytics und Bentley Systems, um die Grenzen digitaler Zwillinge zu erweitern. Die DCU wollte ihr bestehendes Programm Smart DCU weiterentwickeln, das den Universitätscampus als Testgelände nutzt, um die neuesten Fortschritte bei Smart-City-Lösungen zu erkunden und zu bewerten. Diese gemeinsame Initiative wird die Leistungsfähigkeit künstlicher Intelligenz (KI) und immersiver Technologie für digitale Zwillinge untersuchen, wobei die DCU als städtischer Mikrokosmos zur Entwicklung intelligenter und nachhaltiger urbaner Räume genutzt wird.
Kieran Mahon, Smart DCU Project Facilitator an der Dublin City University, sagte: „Der DCU-Campus ist ein ideales lebendiges Labor für dieses Vorhaben, da er die wesentlichen Merkmale einer echten Stadt nachbildet, einschließlich Unterkünften, Straßen, Einzelhandelsbereichen und anderen städtischen Angeboten, wenn auch in kleinerem Maßstab.“
Ziele des Projekts
Das Projekt umfasst die Etablierung von KI-Algorithmen und digitalen Zwillingen zur Simulation und Visualisierung von Szenarien und den Einsatz prädiktiver Analysen zur Verbesserung der Mobilität und Sicherheit auf dem Campus sowie zur Echtzeitüberwachung der Gebäudeleistung, Belegung und Luftqualität. „Das Ziel besteht darin, digitale Erkenntnisse zu sammeln, mit denen die Universität besser verstehen kann, wie Menschen, Verkehr und Gebäude in der gebauten Umwelt interagieren, und mit denen sie fundiertere Entscheidungen treffen kann“, sagt Prathamesh Gawde, Senior Product Marketing Manager bei Bentley Systems. Das intelligente Gemeinschaftsprojekt konzentriert sich auf die Erforschung immersiver KI- und 3D-Technologien zur Visualisierung komplexer Umwelt- und Kontextdaten in Echtzeit und zielt darauf ab, ein beispielhaftes Smart-City-Ökosystem als Vorzeigeprojekt zu präsentieren.
Professor Tomas Ward, Director für den Standort des Insight SFI Research Centre an der DCU, sagte: „Die Kombination der erstklassigen Expertise von Bentley im Bereich Technologien für digitale Zwillinge mit der herausragenden Expertise von Insight in den Bereichen Datenanalyse und KI durch das Team von DCU erschließt Potenziale, die sonst nicht erreichbar gewesen wären. Wir freuen uns über diese Zusammenarbeit und werden weiterhin eng mit Bentley kooperieren, mit dem Ziel, die nächste Generation an Lösungen für den Einsatz in intelligenten Städten zu entwickeln.“
Zusammenführung isolierter Daten an einem Ort
Durch die Nutzung der KI-Analyse mit der iTwin-Technologie von Bentley wurde eine immersive visuelle Umgebung geschaffen, die Echtzeiteinblicke in den Betrieb vor Ort für intelligente Campuslösungen ermöglicht hat.
Quelle: Dublin City University.
Die DCU begann mit der Nutzung verschiedener IoT- (Internet der Dinge), Radar- und Umweltsensoren zur Datenerfassung und -überwachung. Einige dieser Daten beziehen sich auf Lärm, Belegung, Verkehrsmuster, Mobilität, Abfallsammlung, Energieverbrauch und andere relevante Messgrößen zur Unterstützung intelligenter Campusfunktionen. In einigen Fällen war die Installation neuer Ampeln und der Aufbau neuer Infrastruktur erforderlich. Während jeder Sensor für sich seine Datenerfassungs- und Messziele erreichte, waren diese Informationen uneinheitlich, was das Potenzial für einen intelligenten Campusbetrieb eingeschränkt hat. „Es wurde deutlich, dass ein ganzheitlicher Ansatz notwendig war, um das Potenzial dieser einzelnen Initiativen zu maximieren“, sagte Mahon. Um ihre Initiativen für intelligente Städte zu etablieren, benötigte die DCU Einblicke in visuelle Echtzeitdaten für eine ganzheitliche Entscheidungsfindung.
Problematisch war auch die schiere Menge der generierten Daten, die die menschliche Fähigkeit zum Analysieren überstieg. „Um das Potenzial der Datenerfassung und -analyse zu maximieren, erkannte die DCU, dass sie diese umfangreichen, aus verschiedenen Quellen stammenden und in Silos gespeicherten Daten zusammenführen musste“, sagt Gawde. Mahon: „Es war eine Plattform vonnöten, die die Daten aus diesen verschiedenen Quellen integrieren und nutzen konnte, um eine effizientere und umfassendere Smart-City-Lösung zu schaffen“. Die integrierte Datenplattform musste auch KI nutzen und eine vollständig immersive Umgebung für digitale Zwillinge schaffen, um die Daten visuell zu analysieren und verwertbare Informationen bereitzustellen. Ziel dabei war es, den Campusbetrieb zu optimieren, die Ressourcenzuweisung zu verbessern und nachhaltiges Wachstum sicherzustellen.
Nutzung von KI und Technologien für digitale Zwillinge
Die DCU entschied sich für AssetWise von Bentley (eine Komponente der Bentley Infrastructure Cloud) und die iTwin-Anwendungen, um ein mit IoT-Daten integriertes Campusmodell zu erstellen, das einen immersiven digitalen Zwilling erzeugt. Die Integration von KI in den digitalen Zwilling ermöglichte eine umfassende 3D-Perspektive des Campus in Echtzeit. „Es geht nicht nur um ansprechende Visualisierungen oder einfache Messgeräte, sondern darum, Muster und Nichtübereinstimmungen zu erkennen, um sinnvolle Maßnahmen voranzutreiben“, so Mahon. Das Team erstellte ein 3D-Campusmodell und überlagerte dieses mit IoT-Sensordaten in Echtzeit. „Durch die Nutzung des Ökosystems von Bentley konnten wir ein detailliertes 3D-Modell des Universitätscampus erstellen und verschiedene Datenfeeds verschiedener Anbieter aus dem Bereich des Internets der Dinge schnell und effizient integrieren“, so Mahon.
Mit der iTwin-Plattform konnten Erkenntnisse im digitalen Zwilling präsentiert werden. Es wird eine KI-Datenanalyse in Echtzeit durchgeführt. Die Erkenntnisse werden in einer immersiven digitalen Umgebung gezeigt, in der Muster und Diskrepanzen erkannt werden können. Dies ermöglicht die Entwicklung intelligenter und adaptiver Systeme, die dynamisch auf sich ändernde Bedingungen reagieren, die Energienutzung optimieren und das Anwendererlebnis verbessern. „Wir glauben, dass KI-gesteuerte Lösungen der Schlüssel für den Beginn einer neuen Ära des Stadtmanagements sind“, sagte Mahon.
Erkenntnisse für intelligente, nachhaltige Städte
Die Nutzung der Technologien hat der DCU nach Angaben von Bentley zahlreiche Möglichkeiten und Vorteile eröffnet, die Effizienz gesteigert, Prozesse optimiert und die Entscheidungsfindung verbessert. „Diese Arbeitsergebnisse zeigen, wie mit Smart DCU die Zusammenarbeit vorangebracht, modernste Technologien implementiert, die betriebliche Effizienz gesteigert, Wissen geteilt und städtische Infrastrukturen optimiert werden, um intelligentere, nachhaltigere und angenehmere Campusgelände und Städte zu schaffen“, so Mahon.
Die Visualisierung von Live-Umweltdaten in einem immersiven Kontext unterstreicht den Wert digitaler Zwillinge, die das Wohlbefinden der Anwender mit Ressourcenoptimierung in Einklang bringen. Der digitale Zwilling der DCU dient als Katalysator für zahlreiche Umwelt- und Nachhaltigkeitsinitiativen, ermöglicht die Demokratisierung der Datenvisualisierung und gibt Behörden und Individuen die Möglichkeit, intelligente Prozesse zu implementieren und die Zukunft ihrer Städte aktiv zu gestalten. „Der Einsatz von Technologien [für KI und digitale Zwillinge] eröffnet das Potenzial für umfassendes Verständnis, Zusammenarbeit und Innovation und schafft eine bessere Zukunft für städtische Umgebungen“, sagte Mahon.
Dr. Ali Intizar, Assistenzprofessor an der School of Electronic Engineering, leitet die Initiative für den digitalen Zwilling für Smart DCU. Er erklärte, dass das Ziel des Projekts darin bestehe, „3D-Modelle durch die Integration von IoT-Daten in dynamische digitale Zwillinge umzuwandeln, gefolgt von der Anwendung von KI und Methoden des maschinellen Lernens, um einen kognitiven digitalen Zwilling zu entwickeln. Dieses fortschrittliche Konzept eines kognitiven digitalen Zwillings soll eine Reihe von Technologien nutzen, wie etwa 3D-Visualisierung, Analyse von IoT-Daten und KI. Ziel ist es, Rohdaten von Sensoren in aussagekräftige Erkenntnisse umzuwandeln, die dann automatisierte intelligente Dienste auf Geräteebene ermöglichen.“