數碼孿生是推動智慧城市建設的使能技術之一
智慧城市、基礎設施建設和數碼孿生技術密切相關。數碼孿生技術的使用讓城市規劃、城市設計建設、城市管理等職能的所有利益相關者可以共享關鍵數據資源，用來 控制、模擬、最佳化、預測並輔助政府制定數據驅動的科學決策 ，牢牢把握城市的「執行脈搏」。
若要使數碼孿生技術在城市管理中發揮最大的作用，5G、物聯網（IoT）、雲端運算等新一代通訊和資訊科技必須充當連線現實世界的「 數碼紐帶 」。數碼孿生技術和智慧城市能夠打造可持續的城市環境，並為市政建設的所有利益相關者提供新的業務機會和收入來源。
北歐智慧城市專家Sitowise公司的行業觀察
Sitowise 公司總部位於芬蘭，專註於城市建成環境的數碼化轉型。其三個主營業務覆蓋房地產和建築、基礎設施設計和工程建設領域的數碼化解決方案。這家被稱作「智慧城市專家」的公司，希望透過基於前沿技術打造的數碼化解決方案，為人們提供更加美好、可持續發展的城市生活。
根據聯合國預測，到 2050 年，全球高達 70% 的人口將居住在城市，目前全球有近 1000 個城市提出智慧化發展，以實作城市狀態的即時化和視覺化、城市管理決策的協同化和智能化為目標，形成 物理維度的實體城市和數碼世界的虛擬城市 可以相互對映、協同互動的 市政建設新範式 。
Sitowise 的專家 Niko Moreira 表示：「我們必須抓住城市規劃、設計施工和營運管理智慧化轉型當中孕育的巨大的機遇。現在的城市發展模式面臨著各類挑戰，包括城市化行程加速、環境資源供應緊張、全球氣候變暖等。使用數碼孿生城市推進智慧城市的建設和協同創新正是應對這些挑戰的現代化解決方案，從而打造最佳化的、可持續且以人為本的城市環境，帶給所有市民能感受到的品質生活體驗。」
Sitowise用Unity打造智慧城市建設的底座平台
在過去數十年，Sitowise 一直是將即時 3D 引擎引入工程建設行業的先驅。由於可以對各類數碼模型在一個 統一的即時 3D 環境 中高效叠代並且分發在 XR 器材上進行 沈浸式的互動評審 ，Sitowise 選擇了 Unity 作為平台為數碼孿生、虛擬仿真和模型展示等各類套用場景客製開發套用。
Moreira 稱：「以前為了實作視覺化，我需要使用多個開源的即時圖形渲染引擎，其中還涉及一些地理資訊系統（GIS）的處理工作，整個過程十分復雜。現在Unity 的即時3D技術為工程建設行業帶來了技術革命，我們每周、甚至每天都在使用 Unity 開發即時 3D、AR 或 VR 的專案。」
Sitowise 需要打造一款適用於城市數碼孿生套用開發的通用解決方案，該方案需要提供 高度視覺化並且直觀的使用者介面 ，以便觀察和分析在城市建成環境中采集的動態和靜態數據。
最終 Sitowise 基於 Unity 的即時 3D 開發平台及 Unity 為工程建設行業客製開發的的工具鏈，建立了一個專門用於 視覺化數據管理和協作 的即時 3D 虛擬城市環境 Aura。
Sitowise使用Unity開發數碼孿生城市創造價值
Aura 可以將智慧城市建設中的多維度城市數據和資訊以整合的即時 3D 檢視直觀表達出來，包括透過城市新型基礎設施采集到的交通路況、人流分布、事故報警、空氣質素等。而對檢視內數據流進行假設分析和虛擬規劃，在虛擬環境中進行城市規劃和建設的虛擬預演和評估工作，都可以輔助城市管理者全面地對比城市的設計方案，更好地做出決策。透過 Aura， Sitowise 實作了以下成果 ：
Sitowise使用Unity開發自動駕駛即時仿真和訓練的案例
坦佩雷市 Hervanta 區內智慧交通測試區 是未來城市發展的一個例子。Hervanta 的數碼孿生套用是一種在 Aura 中開發的多功能市政服務設計工具，使用者友好度很高。只需要單擊滑鼠，使用者就可以鳥瞰坦佩雷Hervanta 區的 3D 模型。當使用者捲動滑鼠到街區近景時，會驚訝於模型的逼真程度。所有交通標誌和巴士站都與真實世界的位置一致，天氣狀況也很真實。再點選一下滑鼠，使用者就能像玩遊戲一樣，駕駛汽車檢視虛擬模型並和各種相關數據資訊。
坦佩雷市將在 2021 年 8 月開啟有軌電車交通營運，市政府計劃引入無人駕駛車輛將乘客送到電車車站，以完成有軌電車的接駁服務，這些車輛將在 Ahvenisjärvi 湖周圍約一平方公裏的區域內行駛。在這個案例中，Sitowise 將數碼孿生作為平台來 訓練無人駕駛汽車 在這個區域內安全行駛。
對使用者而言，由 Sitowise 建立的Hervanta 數碼雙胞胎看起來像是幾個視覺化數據流和美觀圖形的結合。在此之前，Sitowise 還為坦佩雷市開發了城市空間的 3D 模擬器來為電車司機提供 虛擬培訓 。
為了對無人駕駛汽車培訓等專案提供可靠的支持，數碼孿生必須滿足高質素標準並盡可能準確地描述真實世界。芬蘭 VTT 技術研究中心在該專案中發揮了關鍵作用。VTT 對不起眼但重要的物件（例如交通標誌和公交車站）進行了建模，並測量了該地區5G測試網絡的覆蓋範圍。
在Hervanta專案中，模型的準確性最多只能達到10厘米。VTT 的自動車輛科學家Kimmo Kauvo說，這有助於我們確保模型的交通標誌和公共交通站點占用的空間量與它們在現實生活中占用的空間量完全相同。
Sitowise使用Unity開發基礎設施數碼孿生套用案例：芬蘭Oulu城市港口數碼孿生
芬蘭的Oulu港管理局希望構建一個 港口基礎設施的數碼孿生體 ，並連線港口多個物聯網傳感器采集的數據。他們希望借助數碼孿生技術來管理和最佳化港口的營運工作，即時管理和監測作業安全性，並提供一個所有利益相關者都能即時溝通協作的平台。
Moreira 表示：「數碼孿生技術非常適合用於港口環境。隨著利益相關者和日常營運工作的增加，我們必須最佳化效率、提高作業安全性，只有這樣才能實作成功且可持續的運維。」
貨物裝卸是港口最重要的營運功能之一，即便是輕微的延誤或差錯，都可能對港口營運效率產生巨大影響。數碼孿生技術可以提供一個平台來觀察和分析相關營運數據，並監測需要重點關註的工作場景，從而提升營運效率，實作持續穩定的效益。
Sitowise 在 Aura 中構建了一個視效逼真的 Oulu 港的數碼孿生體並使用 Unity客製 XR 互動套用，在需要時增加動態天氣和粒子模擬。未來，Oulu 港的互動式動態數碼孿生套用將有助於突破港口營運效率難以監測和最佳化的瓶頸，減少因為交通和物流此類客觀環境的影響，提高作業安全性，改善港口營運的效率和可靠性，同時降低成本。
Moreira 表示：「Oulu 港正在規劃未來的數碼化港口將如何營運，Sitowise 很榮幸能夠為使用 Unity 實作這一願景。我們在智慧城市、數碼孿生、基礎設施、物流規劃和市政工程方面的專業知識，將幫助我們為港口的利益相關者和進出口公司提供與時俱進的數碼化服務和有利競爭。」
Sitowise使用Unity開發的其他數碼孿生城市套用案例
除 Aura 以外，Sitowise 還使用 Unity 為市政工程專案和智慧城市建設的規劃、建設、營運全生命周期提供全面的數碼孿生解決方案，這包括對城市照明環境、5G訊號、資產管理等的模擬。
比如 Espoo 市 Aalto 大學需要一款城市照明模擬器來研究城市建築器材布局模型。這個模擬器透過使將行業標準照明工程學會（IES）的城市照明配置規劃圖匯入 Unity 構建即時 3D 模型輕松實作。這個套用能夠準確模擬城市照明效果，幫助城規和工程師能夠在虛擬環境中測試不同的照明布局方案，這個套用還可以對不同廠商的光源進行虛擬測試，並將光源和不同的照明器具和燈桿搭配。
在香港，Sitowise 構建了一個 5G 訊號傳播模擬器來模擬和原型化城市環境中的 5G 訊號的特征和傳播行為。城市規劃師和工程師可以在和物理環境精確對映的「數碼香港」虛擬環境中客製開發 5G 基站和天線的數碼資產並設定位置，從而模擬在不同訊號技術、場景、環境因素等變量條件下 5G 訊號的傳播規律。比如建築物或植物遮擋對訊號強度的影響。
另一個案例是 Sitowie 基於 Unity 構建建築營運維護的孿生案例。Sitowise 將建築資訊模型（BIM）數據、樓宇自控和暖通空調（HVAC）系統的施工圖紙（IFC格式）資訊相結合，並將物聯網傳感器和HVAC系統數據與其專用演算法聯系起來，來監控系統和控制點的最佳執行狀態。如果出現異常，系統會向樓宇自控專家發送通知，提醒其檢查受影響的元件。在這個案例中，數碼孿生技術為已建成建築的營運維護提供了一個即時監測的視覺化平台，並確建築內的水、電、風等各個系統都可以持續正常運作。
