Dijital ikiz kavramı ve kentte ya da tesiste kurulumu.

Dijital ikizin tanımı

Dijital ikiz terimi farklı sektörlerde farklı anlamlarda kullanıldığı için tanımla başlamak gerekir. Digital Twin Consortium'un 2020'de yayımladığı tanıma göre dijital ikiz, gerçek dünyadaki varlıkların ve süreçlerin, belirli bir sıklık ve doğrulukla eşzamanlanan sanal temsilidir. Bu tanımdaki iki ifade önemlidir: eşzamanlama ve belirli bir sıklık. Bir dijital ikiz, temsil ettiği şey değiştikçe güncellenir ve bu güncellemenin ne sıklıkla, hangi doğrulukta yapılacağı kullanım amacına göre baştan belirlenir.

Bu çerçevede dijital ikiz bir yazılım ürünü ya da tek bir dosya değildir. Geometri, öznitelik, zaman serisi ve analiz modellerinin belirli bir karar ihtiyacı etrafında bir araya getirildiği bir sistemdir. Bir su deposunun seviye sensörüyle güncellenen modeli de, bir kentin imar senaryolarını test etmeye yarayan 3B modeli de dijital ikiz olabilir. Ortak nokta, gerçek dünyayla bağın sürdürülmesidir.

3B model ile dijital ikiz arasındaki fark

En sık karışıklık, etkileyici bir 3B kent modelinin kendiliğinden dijital ikiz sayılmasıdır. 3B model bir andaki geometriyi gösterir. Bina kütleleri, çatılar ve arazi yüzeyi doğru olabilir ama model üretildiği günden sonra güncellenmiyorsa zamanla gerçeklikten uzaklaşır. Dijital ikizde ise modelin arkasında yaşayan veri vardır: yapı izinleriyle güncellenen bina envanteri, sensörlerden gelen ölçümler, bakım ve arıza kayıtları gibi.

Tersi de geçerlidir. Her dijital ikizin fotogerçekçi bir 3B görünüme ihtiyacı yoktur. Bir pompa istasyonunun ikizi için doğru bağlantı modeli ve güncel işletme verisi, ayrıntılı bir görselden çok daha değerlidir. Görselleştirme ihtiyacı, ikizin hangi soruya cevap vereceğine göre belirlenmelidir.

Kurumların elindeki mevcut 3B modeller bu nedenle boşa gitmez. Doğru koordinat sisteminde üretilmiş ve bina kimlikleri tanımlanmış bir 3B model, dijital ikizin temel katmanı için iyi bir başlangıçtır. Eksik olan çoğu zaman modeli güncel tutacak veri bağlantıları ve bu bağlantıların sorumlularıdır.

• 3B model: geometriye odaklanır, üretildiği andaki durumu gösterir, çoğunlukla görselleştirme için kullanılır.
• Dijital ikiz: bir amaca odaklanır, belirlenen sıklıkta güncellenir, sorgulanabilir ve analiz edilebilir veri taşır.
• Ortak zemin: her ikisi de doğru koordinat sistemi, tutarlı veri modeli ve bakımı yapılabilir bir veri üretim süreci ister.

Dijital ikizin veri katmanları

Kent ya da tesis ölçeğinde bir dijital ikiz, genellikle birbirinin üzerine oturan katmanlardan oluşur. Tüm katmanların ilk günden hazır olması gerekmez, ancak hangi katmanın hangi kaynaktan ve hangi sıklıkla güncelleneceği baştan tanımlanmalıdır.

• Temel katman: sayısal arazi ve yüzey modeli, ortofoto, bina ve yapı modelleri. Hava ya da drone görüntülerinden fotogrametriyle üretilen yüzeyler için ArcGIS Reality kullanılabilir.
• Varlık katmanı: yol, şebeke, bina içi mekânlar, ekipman ve envanter kayıtları; ağ yapısı gerektiren altyapılarda ArcGIS Utility Network gibi bağlantısallık modelleri.
• İşletme katmanı: sensör ölçümleri, sayaç verileri, iş emirleri, arıza ve bakım kayıtları. Gerçek zamanlı akışlar ArcGIS Velocity ile alınıp işlenebilir.
• Bağlam katmanı: imar planları, parseller, nüfus ve adres verisi gibi karar sürecini etkileyen bilgiler.
• Analiz katmanı: gölge, görünürlük, taşkın, erişilebilirlik ya da senaryo karşılaştırması gibi modeller ve bunların sonuçları.

Kent ölçeğinde gerçekçi kullanım senaryoları

Kent ölçeğindeki dijital ikizler en çok planlama ve altyapı kararlarında fayda sağlar. Bir imar değişikliğinin getireceği yapı yoğunluğunu, yükseklikleri ve gölge etkisini 3B ortamda karşılaştırmak, plan kararlarının teknik ekip ve meclis önünde daha anlaşılır tartışılmasına yardımcı olur. ArcGIS Urban bu tür plan ve proje senaryolarını 3B olarak modellemek için tasarlanmıştır.

Altyapı tarafında yeraltı şebekeleriyle yüzeydeki yapıların birlikte görülmesi, kazı çalışmalarının koordinasyonunu ve hasar risklerinin değerlendirilmesini kolaylaştırır. Afet hazırlığında ise bina envanteri, yol ağı ve toplanma alanlarının aynı modelde bulunması, erişilebilirlik ve etki analizlerini mümkün kılar. Bu senaryoların hiçbiri modelin kendisinden gelmez, modelin arkasındaki verinin güncel ve güvenilir olmasından gelir.

Senaryo seçerken her kullanımın farklı bir ayrıntı düzeyi istediği unutulmamalıdır. Gölge ve görünürlük analizi için bina kütleleri ve yükseklikleri çoğu zaman yeterlidir. Çatı güneş potansiyeli gibi çatı ya da cephe ayrıntısı gerektiren işler daha ayrıntılı modeller ister. Bina modellerinde bu ayrıntı düzeyleri genellikle LOD (Level of Detail) kavramıyla ifade edilir ve hangi senaryonun hangi düzeyi gerektirdiği projenin başında belirlenmelidir.

Tesis ölçeğinde kullanım: OSB, fabrika ve kampüs

Tesis ölçeğinde dijital ikiz, daha dar bir alanda daha yoğun veriyle çalışır. Organize sanayi bölgelerinde parsel, altyapı hatları, arıtma ve enerji tesisleri ile bina kullanıcıları arasındaki ilişkiler tek bir modelde izlenebilir. Bir fabrika ya da kampüste ise bina içi mekânlar, ekipman konumları, bakım geçmişi ve sensör verileri bir araya getirilir.

Bina içi mekânların yönetiminde ArcGIS Indoors, katlar, odalar ve varlıkları konumsal olarak tanımlamayı sağlar. Bu yapıya bakım iş emirleri ve sensör ölçümleri eklendiğinde, bir arızanın hangi alanı etkilediği ya da bir ekipmanın hangi odada, hangi durumda olduğu harita üzerinden izlenebilir. Tesis ikizlerinde en sık karşılaşılan zorluk, mühendislik çizimleri, BIM modelleri ve işletme sistemlerindeki kayıtların aynı kimlik ve koordinat düzeninde buluşturulmasıdır.

Gerçekçi beklentiler ve sık yapılan hatalar

Dijital ikiz projelerinde en büyük maliyet çoğu zaman ilk modelin üretimi değil, modelin güncel tutulmasıdır. Güncelleme sorumluluğu, veri sahipliği ve bütçesi netleşmeden kurulan ikizler kısa sürede statik bir 3B modele dönüşür. Bu nedenle başarı ölçütü, modelin ne kadar ayrıntılı olduğu yerine hangi karar sorusuna ne kadar güvenilir cevap verdiğidir.

Bir diğer gerçekçi beklenti, entegrasyonun zaman alacağıdır. SCADA, abone, bakım ve ruhsat gibi sistemler farklı birimlerce yönetilir ve her birinin veri paylaşım biçimi farklıdır. Dijital ikiz bu sistemlerin yerini almaz, onların verisini ortak bir mekânsal çerçevede okur. İlk aşamada hangi sistemden hangi verinin hangi sıklıkla okunacağını gösteren yazılı bir entegrasyon listesi, teknik işin kapsamını netleştirir.

• Tüm kenti ya da tüm tesisi ilk aşamada en yüksek ayrıntıda modellemeye çalışmak.
• Görsel kaliteyi, sorgulanabilir ve ilişkilendirilmiş veriden önce tutmak.
• Farklı kaynaklardan gelen verilerin koordinat sistemi ve kimlik eşleşmesini sonraya bırakmak.
• Sensör ve kamera verisinde kişisel veri boyutunu, KVKK yükümlülüklerini baştan değerlendirmemek.
• Güncelleme sıklığını kullanım amacından bağımsız belirlemek.

Başlamak için en küçük adımlar

Dijital ikize büyük bir programla başlamak zorunda değilsiniz. Sınırlı bir alan ve net bir soruyla yapılan pilot çalışma, hem veri eksiklerini hem de kurum içi sorumlulukları görünür kılar. Aşağıdaki sıra, çoğu kurum için makul bir başlangıç sunar.

• Tek bir karar sorusu seçin: örneğin bir bölgedeki imar senaryolarını karşılaştırmak ya da bir tesisteki bakım önceliklerini belirlemek.
• Pilot alanı sınırlayın ve bu soru için gereken en az veri katmanını listeleyin.
• Mevcut CAD, BIM, CBS ve tablo verilerini envanterleyin, koordinat sistemi ve kimlik alanlarını ortaklaştırın.
• En az bir canlı ya da düzenli güncellenen veri akışı bağlayın; bu, modeli 3B görselden ayıran ilk adımdır.
• Her katman için güncelleme sorumlusunu ve sıklığını yazılı hale getirin.
• Sonuçları ArcGIS Online ya da ArcGIS Enterprise üzerinde, ilgili ekiplerin erişebileceği bir web sahnesiyle paylaşın ve pilotun karar sorusuna katkısını değerlendirin.

Pilotun ötesine geçmek

Pilot çalışma, hangi verinin gerçekten kullanıldığını ve hangisinin yalnızca görüntü için üretildiğini ortaya koyar. Ölçeklendirme kararı bu gözleme dayanmalı, yeni katmanlar ve alanlar ancak güncelleme süreci tanımlandıktan sonra eklenmelidir. Pilot değerlendirmesinde modelin hangi ekipler tarafından ne sıklıkla kullanıldığı ve hangi kararların bu modele dayanarak alındığı gibi basit gözlemler, teknik göstergelerden daha açıklayıcı olur. Rodosto Teknoloji, belediyeler ve sanayi tesisleri için ArcGIS tabanlı 3B kent modelleri ve dijital ikiz pilotlarının veri modeli, entegrasyon ve yayın tarafında çalışır. İlgili sayfalar aşağıdadır.

Sık sorulanlar