நகர உமிழ்வுகளை நிர்வகிக்க ஒரு டிஜிட்டல் பிரதிபலிப்பு
கார்னெல் பொறியாளர்கள் நகர்ப்புற கார்பன் டைஆக்சைடு நிலைகளின் நிஜ நேர மெய்நிகர் பிரதிநிதித்துவத்தை உருவாக்கும் வகையில் வடிவமைக்கப்பட்ட ஒரு டிஜிட்டல் ட்வின் கட்டமைப்பை உருவாக்கியுள்ளனர், இதில் முதல் சோதனை வழக்காக மான்ஹாட்டன் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. Environmental Modelling & Software இதழில் வெளியிடப்பட்ட இந்த திட்டம், உமிழ்வுகளை கண்காணிக்க, ஹாட்ஸ்பாட்களை அடையாளம் காண, மற்றும் இயற்பியல் உலகில் செயல்படுத்துவதற்கு முன் சாத்தியமான தலையீடுகளை மதிப்பிட வேண்டிய நகர திட்டமிடுவோர் மற்றும் கொள்கை நிர்ணயர்களுக்கான ஒரு கருவியாக நிலைநிறுத்தப்பட்டுள்ளது.
மூல கருத்து எளிமையானது, ஆனால் அது அதிக முக்கியத்துவம் பெறுகிறது. நகரங்கள் அளவிட முடியாத அளவு சுற்றுச்சூழல் மற்றும் உள்கட்டமைப்பு தரவை உருவாக்குகின்றன, ஆனால் அந்த தரவுத் தொகுதிகள் பெரும்பாலும் அமைப்புகள், நிறுவனங்கள், வடிவங்கள், மற்றும் காலவரிசைகளில் சிதறியிருக்கின்றன. போக்குவரத்து, ஆற்றல், நீர், கழிவு, மற்றும் பொது சுகாதாரம் அனைத்தும் ஒன்றையொன்று பாதிக்கின்றன, ஆனால் அவை எப்போதும் ஒன்றாக அளவிடப்படுவதில்லை அல்லது நிர்வகிக்கப்படுவதில்லை. அதன் விளைவாக, நகரத் தலைவர்களிடம் நிறைய தகவல் இருந்தாலும், ஒரு பிளாக்கிலிருந்து மற்றொரு பிளாக்குக்கு, ஒரு மணிநேரத்திலிருந்து மற்றொரு மணிநேரத்திற்கு நிலைமைகள் எப்படி மாறுகின்றன என்பதை நம்பகமான நகர அளவிலான பார்வை இல்லாமல் இருக்கலாம்.
அந்த இடைவெளியை நிரப்புவதே டிஜிட்டல் ட்வின் நோக்கம். மூல உரையில், இது ஒரு இயற்பியல் பொருள் அல்லது அமைப்பின் நிஜ நேர டிஜிட்டல் பிரதியாக விவரிக்கப்படுகிறது; அது தொடர்ந்து நிஜ உலகத் தரவை கணக்கீட்டு மாதிரிகளில் இணைக்கிறது. சரியாகப் பயன்படுத்தப்பட்டால், அந்த கருத்து இணைக்கப்படாத அளவீடுகளை ஒரு செயல்பாட்டு மாதிரியாக மாற்ற முடியும்: முடிவெடுப்போர் கேள்வி கேட்க, அழுத்தச் சோதனை செய்ய, மற்றும் நிலைமைகள் மாறும்போது புதுப்பிக்கக்கூடிய ஒரு அமைப்பாக.
முதல் சோதனைக்குத் மான்ஹாட்டன் ஏன் பயனுள்ளதாக இருந்தது
இவ்வாறான ஒரு அணுகுமுறை பெரிய நகர அளவில் செயல்படுமா என்பதைச் சோதிக்க, மான்ஹாட்டன் ஆராய்ச்சி குழுவுக்கு அடர்த்தியான, தரவு வளமான சூழலை வழங்கியது. நகர வாழ்க்கையின் ஒவ்வொரு அம்சத்தையும் ஒரே நேரத்தில் மீளுருவாக்க முயற்சிக்காமல், ஆராய்ச்சியாளர்கள் கார்பன் டைஆக்சைட்டை ஒரு விளக்க மாறிலியாகப் பயன்படுத்தினர். இதனால், கட்டமைப்பு பல்வேறு தரவு மூலங்களை ஒருங்கிணைக்க முடியுமா, இடம் மற்றும் காலம் முழுவதும் நிலைகளை மதிப்பிட முடியுமா, மற்றும் மனித முடிவெடுப்புக்கு பயனுள்ளதாக இருக்கும் வடிவில் முடிவுகளை வழங்க முடியுமா என்பதை அவர்கள் சோதிக்க முடிந்தது.
இந்த திட்டத்திற்கு கார்னெல்லின் Systems Engineering Program மற்றும் Center for Transportation, Environment, and Community Health-ன் இயக்குநர் H. Oliver Gao தலைமையில்வாங்கினார். Sustainable Urban Digital Twin என்று அழைக்கப்படும் குழுவின் முன்மாதிரி நான்கு தொகுதி அடுக்குகள் கொண்டதாக விவரிக்கப்படுகிறது. இயற்பியல் அடுக்கு பல பெரிய தரவுத்தளங்களில் இருந்து தகவலை சேகரிக்கிறது. டிஜிட்டல் அடுக்கு அந்த உள்ளீடுகளை ஒழுங்குபடுத்தி மாதிரியாக்குகிறது. ஒரு “brain” அடுக்கு Bayesian modeling மற்றும் machine learning-ஐப் பயன்படுத்தி தரவை பகுப்பாய்ந்து விளைவுகளை முன்னறிவிக்கிறது. இறுதிச் service அடுக்கு அந்த பகுப்பாய்வை காட்சிப்படுத்தல் மற்றும் திட்டமிடுவோர், கொள்கை நிர்ணயர்களுக்கான பரிந்துரைக்கப்பட்ட நடவடிக்கைகள் உள்ளிட்ட நடைமுறை கருவிகளாக மாற்றுகிறது.
இந்த அடுக்கான அமைப்பு கவனிக்கத்தக்கது, ஏனெனில் இது நகர தொழில்நுட்பத்தில் உள்ள ஒரு விரிவான மாற்றத்தை பிரதிபலிக்கிறது. ஒரு நகர மாதிரி மூல உணர்வுகளில் இருந்து புரிந்துகொள்ளக்கூடிய வழிகாட்டுதலுக்கு நகர முடிந்தால் மட்டுமே பயனுள்ளதாக இருக்கும். பல smart-city முயற்சிகள் dashboard-க்கள் அல்லது தனித்துவமான pilot-களில் நின்றுவிட்டதாக விமர்சிக்கப்பட்டுள்ளன. கார்னெல்லின் அணுகுமுறை இன்னும் செயல்பாடுநிலை கொண்ட ஒன்றை உருவாக்கும் முயற்சியை சுட்டுகிறது: தரவை உள்வாங்கக்கூடிய, நேரடி அளவீடு குறைவாக இருக்கும் இடங்களில் நிலைமைகளை மதிப்பிடக்கூடிய, மற்றும் தலையீடு தொடர்பான முடிவுகளை ஆதரிக்கக்கூடிய ஒரு அமைப்பு.
அளவீடுகளிலிருந்து ஹாட்ஸ்பாட்கள் மற்றும் சூழ்நிலை சோதனை வரை
மூலப் பொருளின் படி, இந்த முன்மாதிரி ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கும் திட்டமிடுவோருக்கும் மான்ஹாட்டனில் உமிழ்வு அளவுகளை கண்காணித்து ஹாட்ஸ்பாட்களை அடையாளம் காண உதவுகிறது. இது ஒரு முக்கியமான நடைமுறை படியாகும், ஏனெனில் நகரங்கள் சுற்றுச்சூழல் சுமைகளை சமமாக அனுபவிப்பதில்லை. தெருக் கான்யன்கள், போக்குவரத்து முறைகள், கட்டிட அடர்த்தி, ஆற்றல் பயன்பாடு, மற்றும் உள்ளூர் வானிலை ஆகியவை குறுகிய தூரங்களிலேயே நிலைமைகள் கடுமையாக மாறும் பகுதிகளை உருவாக்க முடியும். ஒரு நிலையான ஆண்டு சராசரி இந்த சிக்கலான தன்மையை அரிதாகவே பதிவு செய்கிறது.
ஒரு டிஜிட்டல் ட்வின் அந்த வேறுபாடுகளை கிட்டத்தட்ட நிஜ நேரத்தில் மதிப்பிட முடிந்தால், அது கண்காணிப்பைத் தாண்டி அதிக பயன் தருகிறது. ஒரு முன்மொழியப்பட்ட மாற்றம் கட்டுமானம் தொடங்குவதற்கு முன் அல்லது விதிமுறைகள் அமலுக்கு வருவதற்கு முன் நகர அமைப்பில் எவ்வாறு அலைபாயும் என்பதை அதிகாரிகள் மதிப்பிட இது உதவ முடியும். உதாரணமாக, போக்குவரத்து மாற்றம் வாகன ஓட்டத்தை மாற்றலாம், அது உள்ளூர் உமிழ்வுகள், பொது வெளிப்பாடு, மற்றும் ஆற்றல் தேவை முறைகளையும் பாதிக்கலாம். ஒரு ஒருங்கிணைந்த கட்டமைப்பின் மதிப்பு, கொள்கையை வழிநடத்த போதுமான முன்கூட்டியே அந்த இணைப்புகளை வெளிப்படுத்துவதில்தான் இருக்கிறது.
மூல உரை மான்ஹாட்டன் ட்வின் ஏற்கனவே நகர திட்டமிடல் சிக்கலைத் தீர்த்துவிட்டதாகக் கூறவில்லை. அது கூறுவது இன்னும் ஒழுங்காகவும் நம்பகமாகவும் உள்ளது: இந்த கட்டமைப்பு தரவை ஒருங்கிணைக்க, காலம் மற்றும் இடம் முழுவதும் நிலைகளை மதிப்பிட, மற்றும் சுற்றுச்சூழல் தகவலை பெரிய அளவில் காட்சிப்படுத்தும் திறனை காட்டுகிறது. இவை செயல்படுத்தும் பணிகள். ஆராய்ச்சி பொருளில், இந்த கட்டமைப்பு எதிர்கால பயன்பாடுகளை ஆதரிக்க முடியும் என்பதை அவை நிறுவுகின்றன. கொள்கை பொருளில், இந்த மாதிரி ஒரு முடிவு-ஆதரவு அடுக்காக மாறக்கூடும் என்பதை அவை சுட்டுகின்றன.
நகர டிஜிட்டல் ட்வின்கள் ஏன் அதிக கவனம் பெறுகின்றன
நகரங்கள் வளரும்போது மற்றும் காலநிலை, சுகாதாரம், மற்றும் உள்கட்டமைப்பு அழுத்தங்கள் தீவிரமடையும் போது, நகர அரசுகள் சிறந்த ஆதாரங்களுடன் வேகமாக முடிவெடுக்க வேண்டிய அழுத்தத்தில் உள்ளன. பாரம்பரிய திட்டமிடல் கருவிகள் தொடர்ந்து புதுப்பிக்கப்படும், துறைகளைக் கடக்கும் மாதிரியாக்கத்திற்காக வடிவமைக்கப்படவில்லை. அவை பெரும்பாலும் காலாண்டு ஆய்வுகள், தனித்தனி நிறுவகத் தரவுத் தொகுதிகள், அல்லது நிலைமைகள் மாறிய பின் திருத்த கடினமான முன்னூட்டங்களில் சார்ந்துள்ளன. டிஜிட்டல் ட்வின்கள், கண்காணிப்புகளையும் கணிப்புகளையும் ஒரே பகிரப்பட்ட கணக்கீட்டு சூழலில் இணைப்பதன் மூலம் அதிக गतிசிலமான மாற்றுவழியை வாக்குறுதி செய்கின்றன.
அந்த வாக்குறுதி இன்னும் துறையெங்கும் சமமாக நிறைவேறவில்லை. சில திட்டங்கள் வலுவான மாதிரியாக்கமின்றி காட்சிப்படுத்தலுக்கு அதிக முக்கியத்துவம் அளிக்கின்றன. மற்றவை தொழில்நுட்ப ரீதியாக உயர்வானவையாக இருந்தாலும், பொது துறை பயன்பாட்டிற்கு மிகவும் தெளிவற்றவையோ அல்லது நازுக்கானவையோ ஆகும். கார்னெல்லின் முயற்சி கவனிக்கத்தக்கதற்குக் காரணம் அதன் systems focus. மூல கட்டுரை நகர அமைப்புகள் ஒன்றோடொன்று இணைந்தவை என்றும், தனியாகப் புரிந்துகொள்வது கடினம் என்றும் தெளிவாகக் கூறுகிறது. எனவே திட்டத்தின் மதிப்பு கார்பன் டைஆக்சைட்டை மட்டும் கண்காணிப்பதில் அல்ல, பல்வேறு உள்ளீடுகளை சேர்க்கக்கூடிய, மற்றும் பல அடுக்குகளான பகுப்பாய்வை ஆதரிக்கக்கூடிய மீண்டும் பயன்படுத்தக்கூடிய கட்டமைப்பை உருவாக்குவதில்தான் இருக்கிறது.
அந்த பொருளில், மான்ஹாட்டன் சோதனை வழக்கு ஒரு borough-ஐ விட முறையைப் பற்றியது. இந்த கட்டமைப்பு மாற்றித் தகுந்ததாக நிரூபித்தால், இதுபோன்ற மாதிரிகளை பிற நகரங்களுக்கும் ஏற்ப மாற்றலாம் அல்லது கார்பன் டைஆக்சைடு தாண்டிய கூடுதல் மாறிலிகளைச் சேர்க்க விரிவுபடுத்தலாம். வழங்கப்பட்ட மூல உரை அடுத்த படிகளை விரிவாக குறிப்பிடவில்லை, ஆகவே பரந்த அளவிலான செயல்படுத்தலைக் கூறுவது முன்கூட்டியது. ஆனால் கட்டுரையில் விவரிக்கப்பட்ட அமைப்பு அந்த சாத்தியத்தைக் காட்டுகிறது.
முடிந்த தயாரிப்பை விட ஒரு திட்டமிடல் கருவி
கார்னெல் பணியின் மிக வலுவான வாசிப்பு என்னவென்றால், அது மேலும் தகவலறிந்த நகர நிர்வாகத்திற்கான அடித்தளத்தை வழங்குகிறது. இது நுகர்வோர் பயன்பாடாகவோ அல்லது முழுமையான நகராட்சி தளமாகவோ முன்வைக்கப்படவில்லை. இது ஒரு கட்டமைப்பு; சவாலான நகர சூழலில் சோதிக்கப்பட்டது, மற்றும் நிஜ உலகத் தரவு ஓடுகள், புள்ளியியல் மாதிரியாக்கம், machine learning, மற்றும் service-oriented outputs ஆகியவற்றை ஒரே அமைப்பாக எவ்வாறு இணைக்கலாம் என்பதைக் காட்டுகிறது.
இது முக்கியமானது, ஏனெனில் நகர நிலைத்தன்மை இப்போது நோக்கத்தைப் போலவே நேரத்தையும் சார்ந்துள்ளது. பாரம்பரிய அறிக்கை சுழற்சிகளின் மூலம் ஹாட்ஸ்பாட்கள் கண்டறியப்படும் நேரத்தில், அவற்றை குறைக்கும் வாய்ப்புகள் ஏற்கனவே கடந்து சென்றிருக்கலாம். தொடர்ச்சியாகப் புதுப்பிக்கப்பட்டு, கொள்கை நடைமுறைக்கு முன் சாத்தியமான விளைவுகளை எடுத்துக் காட்டும் ஒரு டிஜிட்டல் ட்வின், பொது முடிவெடுப்பில் வேகத்தையும் துல்லியத்தையும் மேம்படுத்த முடியும்.
இப்போது, மான்ஹாட்டன் மாதிரி ஆரம்பமானதாய் இருந்தாலும் அர்த்தமுள்ள ஒரு காட்சிப்படுத்தலாக நிற்கிறது. டிஜிட்டல் ட்வின்கள் எதிர்கால நகர-தொழில்நுட்ப மொழியிலிருந்து மேலும் நிலையான சுற்றுச்சூழல் பயன்பாடுகளுக்கு நகர்ந்து வருகிறதென்பதை இது சுட்டுகிறது. எதிர்காலப் பணி இந்த கட்டமைப்பின் மீது கட்டியெழுப்பினால், பெரிய பலன் ஒரு புதிய வகை நகர திட்டமிடல் உள்கட்டமைப்பாக இருக்கலாம்: நகரத்தை தனித்தனி துறைகளின் தொகுப்பாக அல்ல, மாறாக ஒப்பிடத்தக்க சிக்கலுடன் இறுதியாக மாதிரியாக்கக்கூடிய ஒரு உயிருள்ள அமைப்பாகக் கருதும் ஒரு அமைப்பு.
இந்தக் கட்டுரை Phys.org-இன் செய்திப்பரப்பை அடிப்படையாகக் கொண்டது. மூலக் கட்டுரையைப் படிக்கவும்.
Originally published on phys.org
