新加坡构建“数字孪生”模型应对高温

来源:参考消息网

参考消息网6月5日报道据新加坡《海峡时报》网站6月3日报道，裕廊岛上的发电厂会影响新加坡主岛的气温吗？电动汽车和林木植被会在多大程度上降低登加等社区的城市热量？这些问题可能是城市规划者在为拥挤的城市地区降温时需要考虑的一些问题；由于城市热岛效应，城区气温最高可能要比建筑物不太密集的地区高出7摄氏度。

当局不必开展耗时的实验或项目寻找答案，而是能够通过虚拟世界迅速测试，就像玩电子游戏一样。过去四年间，20多位研究人员构建了新加坡“数字孪生”模型，用户可以借此模拟场景，寻找如何让人们的生活空间在温度上更加舒适的办法。

这套称作“数字城市气候孪生项目”的虚拟系统是新加坡多家研究所开展的凉爽新加坡2.0研究项目下的王牌项目之一，旨在制定新加坡城市高温问题解决方案。

该项目由新加坡-苏黎世联邦理工学院研究中心负责，合作机构包括新加坡管理大学、新加坡国立大学以及新加坡-麻省理工学院联合科研中心。

这套虚拟系统(含有可创建各种场景的新加坡互动地图)的核心是大量计算模型和数据库。

数据库包括全岛植被覆盖、交通模式、工业热排放以及气流等与天气相关的数据。新加坡-苏黎世联邦理工学院研究中心的凉爽新加坡2.0研究项目经理安德尔·索萨亚说，“数字孪生”项目还利用了新加坡国家超级计算中心运行的复杂气候模型信息。

5月30日，在位于新加坡国立大学的卓越研究和科技企业园区，“数字孪生”项目团队向其他研究人员、一些公司和政府机构展示了这套系统的原型版本。

目前它正在寻求这些外部团体测试这套系统，进行各种模拟，并提供关于如何将这个数字工具提升为可操作工具的信息反馈。

6月2日，凉爽新加坡2.0研究项目负责人克里斯蒂娜·奥雷霍尼希博士也在新加坡新达城国际会议展览中心举行的世界城市峰会上展示了“数字孪生”模型。

5月30日，为展示“数字孪生”的能力，研究团队进行了演示预测：2030年，如果三个森林覆盖区变成工业园区或住宅区，全岛气温将如何变化。

建筑和空调是导致城市高温的主要因素，而城市公园(视其规模与树木覆盖面积)或许可提供降温作用。

在虚拟地图上，以建筑替代成片植被后，气候建模者讲解了基于新加坡绿色计划的部分目标，2030年将会是什么情形。

比如，道路上电动汽车增多将转化为高峰时段交通产生的废气热量减少。

而由部分低碳电力进口和更多可再生能源组成的未来能源结构，可能意味着当地发电厂的发电量和热量释放略有下降。

建模者随后在“数字孪生”模型上运行了2030年的情形，模拟热浪天气，预测三个建筑密集区在酷热天气下的情形。

结果不出所料：在新建区域，特别是夜晚，城市热岛效应较强。

这套虚拟工具还具有可以帮助开发商开展实验并找出如何优化建筑项目中区域降温系统的功能。

区域降温技术涉及：在中央位置产生冷水，再通过一套网络将冷水输送到多个建筑物，供空调使用。通过分担制冷负荷，建筑可降低碳排放并节省成本。

“数字孪生”项目团队必须从零建立的一个关键数据库(索萨亚说，这是一项艰巨的任务)就是裕廊岛电力和工业部门释放的热量数据。研究人员希望弄清：来自能源和化学品中心的热量是否会影响全岛气温。

工业和电力部门也恰好是新加坡两大温室气体排放大户。

索萨亚说，数据收集工作之所以具有挑战性，是因为大多数公司和机构并不公布其热量排放。团队不得不采取创新办法，这意味着必须搜索卫星数据和各公司的报告。它还不得不利用企业关于能源用量和碳排放的数据，仔细地计算并估测裕廊岛的热排放。

最终，研究人员基于裕廊岛119家公司及其568个热量和二氧化碳排放点建立了数据库。（编译/郑国仪）