Als we alle beschikbare data standaardiseren en samenbrengen kunnen we een soort digitale kopie of ‘digital twin’ van een stad maken, of zelfs van het hele land. Beleidsmakers kunnen met een actuele kijk op de situatie de impact van geplande maatregelen eenvoudig simuleren en testen. De Vlaamse overheid toont zich hierin een pionier en rekent daarvoor op partners als imec, Microsoft en andere bedrijven.
De CO2-uitstoot, geluidshinder en verkeersoverlast aanpakken en de stad hiermee aantrekkelijk, leefbaar en gezond houden: de overheid staat voor grote en complexe uitdagingen. Als je een straat autovrij maakt, kan de luchtkwaliteit in de hele buurt fors verbeteren en de geluidsoverlast flink dalen. Tegelijk gaan auto’s misschien omrijden, waardoor de mobiliteit en de luchtkwaliteit op andere plekken in de stad verslechteren.
‘Ingrepen om een situatie te verbeteren in een bepaalde wijk kunnen een impact hebben op meerdere factoren of meerdere plekken in een stad’, vertelt Johan Torfs, Government Business Lead bij Microsoft Belux. ‘Met een digital twin slaan we een brug van de digitale naar de fysieke wereld. Met deze hoogtechnologische, maar visueel eenvoudige tool ondersteunen we beleidsmakers bij complexe beslissingen over stedelijke leefbaarheid. De digital twin is een soort what if-tool, waarmee de bestuurders het effect van een maatregel meteen te zien krijgen.’
Slimme stad, slimme regio
‘We onderzoeken hoe we Vlaanderen slimmer kunnen maken’, gaat John Baekelmans voort, vicepresident van imec en specialist slimme steden. ‘In Antwerpen hebben we de voorbije jaren geëxperimenteerd in de ‘smart zone’ en al snel merkten we dat je daarvoor een dashboard nodig hebt om alles wat je doet visueel voor te stellen. Dat kan met een digitale kopie van de stad, waarin je niet alleen de historische data integreert maar waarop je ook simulaties kan uitvoeren. De digital twin is een efficiënte manier om slimme steden en slimme regio’s te maken op een beheersbare en betaalbare manier. De mooie resultaten in Antwerpen zijn ook onze ministers niet ontgaan, want ze willen deze technologie in heel Vlaanderen gaan inzetten.’
‘Data moeten vlot met elkaar kunnen “praten”. Gestimuleerd door een hang naar efficiëntie in door data gedreven besturen bouwden we in Vlaanderen een mooie traditie van data governance op.’
Om zo’n realistische, virtuele kopie van een stad of regio te maken heb je enorm veel data nodig en die ook moet samenhangen. ‘De basis waarop we die data plotten komt van de kwalitatieve basiskaart waarover we in Vlaanderen al jaren beschikken’, legt Barbara Van Den Haute uit, administrateur-generaal Agentschap Informatie Vlaanderen. ‘Op die kaart staat informatie over wegen, gebouwen, nutsvoorzieningen, … Dat vormt een grid waarop we nieuwe informatie toevoegen, bijvoorbeeld om het effect te meten op de luchtkwaliteit als je een straat afsluit.’
‘We moeten ervoor zorgen dat alle gegevens vlot met elkaar kunnen “praten”. En daarvoor heb je standaarden nodig. Gestimuleerd door een hang naar transparantie en open data bouwden wij daarin de voorbije jaren een mooie traditie op, ondertussen bestaan er zo’n 2.500 afspraken. Niet alleen steden als Antwerpen en Mechelen houden zich daaraan, maar ook de academische sector en de bedrijven. Zelfs internationaal merk je dat wij hierin voorloper zijn. Het is uiteraard niet de bedoeling dat wij alles zelf bouwen, dat laten we aan de privésector over.’
‘De digital twin is de visuele vorm van een hele studie. Na 20 seconden weet je meer dan wanneer je 100 pagina’s moet lezen.’
Volgens Johan Torfs van Microsoft zijn we in Vlaanderen uniek omdat we bijzonder kwalitatief met onze data omspringen. ‘Dat zijn onze grondstoffen en die kunnen we combineren met andere data, ik denk bijvoorbeeld aan het weer of gps-data. We moeten die informatie samenbrengen in onze componenten. Wij bouwen de technologie die al die algoritmes integreert en waarmee we dan simpele oplossingen kunnen uitwerken, met één klik.’
Geen rode lichten
Met de digital twin heb je geen praktijktest of uitgebreide evaluaties meer nodig voor je het dagelijkse leven van de burgers kan verbeteren. ‘Denk bijvoorbeeld aan verkeerslichten. We zitten in Vlaanderen met een groot probleem. Onze verkeerslichten zijn in de eerste plaats gemaakt voor het autoverkeer. Dat is raar, als je kijkt naar de huidige mobiliteitsmix, met veel meer voetgangers en fietsers dan vijf jaar geleden. Aangezien de verkeerslichten niet aan hen zijn aangepast, steken ze te veel over als het voor hen nog rood is’, duidt Baekelmans. ‘Om de lichten beter af te stellen, brengen wij city flows in kaart. We visualiseren onze oplossing, zodat de overheid en de burgers zien waarover het gaat. We moeten dus niet langer eerst de lichten testen en de gebruikers achteraf bevragen.’
‘De digital kopie is een mooie manier om slimme steden en slimme regio’s te maken op een beheersbare en betaalbare manier.’
In eerste instantie focust Vlaanderen op de meest prangende uitdagingen als levenskwaliteit en mobiliteit, maar in een volgende fase komen daar zeker nieuwe uitdagingen bij. ‘Wat is de impact van een nieuw woonblok met twintig gezinnen in de wijk?’, geeft Baekelmans als voorbeeld mee. ‘Zijn er genoeg scholen, apotheken, speelpleintjes, … en welke gevolgen zijn er voor de gehele city flow? Om zo’n verhaal af te handelen hebben we een eerste versie van een platform gebouwd.’
Torfs vergelijkt het graag met tabellen vol cijfers. ‘Die kan je als leek niet interpreteren, daarvoor heb je grafieken nodig. De digital twin is de visuele vorm van een hele studie. Na 20 seconden weet je meer dan wanneer je 100 pagina’s moet lezen. In zo’n grafische rendering komt alles samen. De basis vormen algoritmes die machine learning aansturen. Digital twins rolden we eerder al uit in productontwikkeling en in slimme gebouwen, maar dat is relatief simpel. Een stad – en zeker een regio – is een stuk complexer, daarom werken we hier samen met partners om data te genereren en te koppelen. Bovendien willen we dat doen door zo weinig mogelijk nieuwe sensoren te plaatsen, maar gebruik te maken van bestaande databronnen.’
Enorme rekenkracht
‘Om digital twins van steden echt uit te rollen heb je, vandaag nog, enorme rekenkracht nodig: gigantische datacenters om info in een paar seconden te genereren. Dat moet uiteraard verminderen en daarvoor kijken we, onder andere, naar een bedrijf als Microsoft dat focust op simplificeren, toepassingen die minder geheugen vragen en die je sneller kan schalen. Het Azure cloudplatform behoort tot de top in de wereld. Als het componenten maakt waardoor wij minder grote rekenkracht nodig hebben, levert het bedrijf een enorme bijdrage aan de ontwikkeling van smart cities’, zegt Baekelmans.
Van Den Haute treedt hem bij en wijst ook op de kant-en-klare pakketten die overheden kunnen gebruiken, bijvoorbeeld in de haven. ‘Als overheid rekenen wij op bedrijven voor de uitwerking van praktische toepassingen.’
