Computer says yes: Brugge bouwt digitale tweeling

Brugge bouwt tegen eind dit jaar samen met het onderzoeksinstituut Imec zijn digitale even-beeld, om het verkeer beter te sturen en de luchtkwaliteit te vrijwaren. Een belangrijk piloot-project voor het enorme potentieel van digitale tweelingen, een technologie die oprukt.

‘Welkom in de Grote Prijs Spa-Franchorchamps-straat. Alle remmen los.’ Aan de voorgevels in de Sparrenstraat in de Brugse deelgemeente Assebroek prijkten de voorbije maanden racevlaggetjes. Als protest. De bewoners hekelen al langer dat hun straat hopeloos veel sluipverkeer aantrekt. In augustus greep het stadsbestuur van Brugge in: er begon een testproject om het doorgaande verkeer tegen te houden met blokken. Dat was zonder de bewoners van de omliggende straten gerekend, die er niet mee konden lachen dat het sluipverkeer zich naar hen dreigde te verplaatsen. Er kwamen buurtcomités, Facebook-groepen, petities en acties. Nog voor het einde van de test besliste de stad de blokken aan de Sparrenstraat weer te verwijderen.

Minou Esquenet, de schepen voor Smart Cities van Brugge, zucht. ‘Als beleidsmaker is zo’n beslissing lastig. Je moet de impact live testen en bevragen. Daar gaan maanden over, en intussen zijn mensen boos en ontevreden. Uiteindelijk moet je soms alles weer terugdraaien. Dat moet beter.’

Daarom bouwt Brugge met het Leuvense onderzoeksinstituut Imec tegen het einde van dit jaar een digitale tweeling. Een virtuele kopie van de levende stad laat toe een ‘knip’ in een straat in een computerversie te simuleren. Met één druk op de knop wordt de mogelijke impact in kaart gebracht. Bij ongewenste effecten kan je het idee zo weer afvoeren of een alternatief testen.

De digitale tweeling moet nog een stap verder gaan. Ook de impact op de luchtkwaliteit moet in beeld komen. Het is één ding om een verkeersprobleem aan te pakken, maar als daardoor elders meer luchtvervuiling ontstaat omdat auto’s andere wegen nemen, is het misschien niet de beste beslissing. ‘Net daar zit de kracht van de digitale tweeling’, zegt Koen Triangle, als projectmanager van Imec betrokken bij het Brugse project. ‘Je kijkt niet alleen naar verkeersstromen, je koppelt die aan andere data. Dat is nieuw, die horizontale connectie. Het leidt ertoe dat één plus één drie wordt en dat je een beter inzicht krijgt in hoe je stad leeft en werkt.’

Het concept van een digitale tweeling klinkt simpel: op basis van zo veel mogelijk data bouw je een virtuele versie van iets uit de fysieke wereld. Dat moet toelaten dingen te testen en te analyseren zonder in het echte leven in te grijpen. Het systeem opgezet krijgen is minder simpel.

Het idee gaat al een paar decennia mee. De oorsprong gaat terug tot de ruimtereizen van de NASA. Toen in april 1970 een zuurstoftank van de Apollo 13 in volle vlucht ontplofte - Houston, we have a problem - begon een zenuwslopende race tegen de klok om de drie astronauten te redden. Met de raket op 330.000 kilometer en geen marge voor geëxperimenteer waren het 15 enorme simulatoren op aarde, waarmee ingenieurs scenario’s konden nabootsen, die een uitweg boden.

Simulaties doen en de impact van beleids- beslissingen voorspellen. Dat is de heilige graal.
Silke Steijns
Coördinator Smart Cities in Brugge

Toch staat het model pas nu overal op doorbreken. ‘Dat komt omdat de technologie er nu pas echt klaar voor is’, zegt Triangle. ‘Om een digitale tweeling te bouwen heb je om te beginnen zo veel mogelijk informatie nodig. Er zijn nu steeds meer sensoren die allerlei zaken meten, de doorgedreven digitalisering zorgt ervoor dat meer data gecapteerd worden. Tegelijk is de beschikbare rekenkracht enorm toegenomen waardoor veel complexere analyses veel sneller mogelijk zijn. Het hangt uiteraard ook nauw samen met alle evoluties rond het internet of things en smart cities, waarbij steeds meer systemen informatie kunnen uitwisselen.’

Alles verbinden

Digitale tweelingen duiken stilaan overal op. Singapore, Amsterdam en Helsinki bouwden al een virtuele versie van zichzelf. Dichter bij huis heeft ook Antwerpen stappen gezet richting digitale tweeling. En Vlaanderen denkt in het kader van een Europees project (DUET) na over wat nodig is om een kopie van de regio te maken. ‘Maar in alles wat tot nu bestaat, gaat het vooral om 3D-modellen die een actuele situatie weergeven, op basis van realtimedata’, zegt Triangle. ‘Geen enkele stad gebruikt het nu al als operationele tool om beleidsbeslissingen te simuleren. Daarmee willen we in Brugge pionieren.’

Brugge zette de voorbije jaren al stappen in het verzamelen van data. Denk aan de druktebarometer, waarmee de stad bezoekersstromen monitort om te vermijden dat in volle coronacrisis te veel mensen samenkomen. Esquenet: ‘Sinds twee jaar zijn we daarmee bezig. We hebben luchtkwaliteitssensoren gekocht. Sensoren brengen parkeerplaatsen in kaart, ook voor fietsen. We hebben tellussen om het verkeer te monitoren. We beschikken dus al over veel informatie. Alleen willen we die nu verbinden en beter inzetten.’

Dat moet de digitale tweeling doen. ‘Eerst moeten we alle datasets met elkaar laten communiceren. Dat is een stevige technische klus’, zegt Silke Steijns, coördinator Smart Cities in Brugge. Vergelijk het met een huis dat in tien fases is verbouwd, met tien aannemers, en je moet die tien systemen verbinden. Daarna is het tijd voor de heilige graal: simulaties doen en de impact van beslissingen voorspellen.’

Via aanbestedingen worden daarvoor ook partners gezocht. Triangle: ‘We willen een consortium van bedrijven betrekken die het systeem concreet kunnen uitwerken. Denk aan sensorleveranciers, modellenbouwers en partijen die internet-of- thingsplatformen kunnen opzetten. Er is genoeg knowhow bij de Vlaamse bedrijven.’ Het hele idee is dat het onderzoek uitmondt in een ‘open framework’, waarin de berekeningen kunnen gebeuren en waar vervolgens ook andere steden mee aan de slag kunnen.

Bottlenecks identificeren

Tegen eind dit jaar moet er een bruikbaar systeem zijn waarmee het verkeer in combinatie met de luchtkwaliteit te sturen is. ‘We moeten ergens beginnen, en we hebben beslist eerst daarop te focussen’, zegt Esquenet. ‘Daarna kunnen we dat zeker nog uitbreiden met andere data, zoals waterkwaliteit, hitte of geluid.’

De mogelijkheden zijn eindeloos, zegt Triangle. ‘Je kan kijken naar risico’s op wateroverlast, aanpassingen aan het elektriciteitsnet, het afstemmen van grote werken. Of nog: als je je stadsplanning wil aanpassen op de ouderen in de stad. Denk aan ziekenhuizen, wooncentra, bibliotheken of andere diensten. Met een digitale tweeling kan je toekomstige bottlenecks identificeren. En als je echt ver vooruit denkt, ga je naar een systeem dat zelf suggesties doet om bepaalde zaken aan te pakken. Maar dat is toekomstmuziek.’

In een zaal in het stadhuis toont Esquenet de voor Bruggelingen bekende kaart van Marcus Gerards. Het is een uiterst gedetailleerd bovenaanzicht. ‘De kaart dateert van 1562. Toen waren er nog geen drones of luchtbeelden, hè. Gerards verzamelde alle beschikbare data over de stad, de huizen, noem maar op, en bundelde die in één werkstuk. De kaart is eeuwenlang gebruikt als beleidsinstrument. Voor het kadaster, voor alles. Iemand zei me dat we eigenlijk opnieuw zo’n kaart aan het maken zijn.’ Ze lacht. ‘Dat vond ik treffend.’

Dubbelzien is in

Haven. De Haven van Antwerpen bouwt met Apica een slimme kopie van het havengebied. Apica combineert informatie van slimme camera’s en sensoren met informatie over scheepsroutes en wegverkeer, en gegevens over de luchtkwaliteit.

Infrastructuur. Aan de universiteit van Delft wordt gewerkt aan een digitale kopie van het hele Nederlandse elektriciteitsnet. Dat moet de infrastructuur voorbereiden op de transitie naar meer hernieuwbare energie.

Lichaam. Imec werkt aan een tweeling van het lichaam, om bijvoorbeeld de impact van voeding te testen of vroegtijdig ziektes op te sporen. HP bouwt een computerversie van de hersenen, dat vraagt soms meer dan 100 miljard berekeningen tegelijkertijd.

Lees verder

Advertentie
Advertentie
Advertentie

Gesponsorde inhoud

Gesponsorde inhoud