世界経済フォーラム: デジタルツインシティフレームワークとグローバル実践レポート

世界的なデジタルツイン市場は活況を呈しています。 2030年までに、デジタルツイン技術の応用により、都市計画、建設、運用にかかるコストが最大2,800億米ドル節約されると予測されています。市場規模で見ると、2020年の世界デジタルツイン市場規模は31億米ドルでした。世界デジタルツイン市場は年平均成長率58%で成長し、2026年までに482億米ドルに達すると予想されています。

中国のデジタルツインシティ建設市場は活発だ。統計によると、2020年の中国の新スマートシティへの投資総額は約2.4兆元だった。特に近年、中国の都市情報モデル（CIM）構築プロジェクトは年々急速な成長傾向を示しています。プロジェクト数は2018年の2件から2021年には72件（2021年9月現在）に増加しており、プロジェクト数の増加に伴い総投資額も年々増加しています。 2021年8月、世界経済フォーラムと中国情報通信研究院は共同でデジタルツインシティの事例を収集しました。このプロジェクトの事例統計によると、数千万人民元の投資プロジェクトが半分以上を占め、100万人民元以上の投資プロジェクトが89％に達し、平均プロジェクト投資額は2,800万人民元に達した。

世界経済フォーラムと中国情報通信研究院が共同で発表した「デジタルツインシティフレームワークとグローバル実践洞察レポート2022」では、デジタルツインシティの発展を促進するための4つの主要な技術的特徴、3つのビジョン、9つの重要な要素、および現在の課題に対応できる高品質のデジタルツインシティを構築するためのアイデアと提案が提示されました。この研究結果は、デジタルツインシティの構築を検討している世界中の都市管理者だけでなく、デジタルツイン技術を積極的に採用し、その応用を推進している起業家や投資家にとっても有益なものとなるでしょう。

デジタルツインシティには4つの主要な技術的特徴がある

物理都市とデジタル都市の正確なマッピング: モノのインターネット (IoT)、地理情報システム (GIS)、インテリジェントビルディングモデル (BIM) などを活用することで、デジタルツインシティは、都市の建物、交通道路、植生、水道システム、都市構成要素、パイプラインなどのすべての静的な地理的エンティティだけでなく、人、車両、ターミナル、さまざまな組織などのさまざまな動的に変化する都市エンティティを含む、さまざまなレベルとスケールでの物理都市の運用の全体像を提示できます。

デジタル都市への深い洞察：デジタル空間では、物理的な都市から収集されたデータの集約と統合に基づいて、都市の混雑、建物のエネルギー消費、計画の妥当性、地下パイプラインのメンテナンスの必要性などを分析し、都市運営のリスクに関する洞察を得て、デジタルシミュレーションの形で現実世界のシナリオを提示することができます。ユーザーは、信号タイミングの変更、高電力消費施設の制御、計画地の変更などにより、都市運営を改善するための戦略と対策を策定できます。

デジタル都市と物理都市間の仮想と現実の相互作用: 物理都市はデジタル空間で充実し、拡張され、拡大されます。たとえば、都市管理者は、デジタルプラットフォームインターフェイスに基づいて物理的な都市と対話し、エンティティを検索して統計分析を選択し、都市のレイアウトを変更し、混雑や生態系などのさまざまな都市指標の変化をシミュレートできます。仮想現実メガネの助けを借りて、都市の住民はあたかも実際にその場にいるかのように、遠隔学習や観光散策などのデジタルサービスを利用することができます。

物理都市へのデジタル都市のインテリジェントな介入：デジタル空間では、デジタルツインシティプラットフォームが都市の運営状況をリアルタイムで提示できます。実際の都市で事故、災害、その他の警報が発生すると、都市管理者は迅速に意思決定を行い、対応する対策を展開することができます。さらに、ディープラーニングとシミュレーションを使用して、都市で起こり得る問題やリスクを予測し、財産の損失を減らし人々の安全を確保するための予防策を講じることができます。

デジタルツインシティの3つのビジョン

都市の生産と運営は効率的かつ集中的です。デジタルツインシティでは、都市の有害化学物質輸送の動的な軌跡、地下パイプラインのさまざまな指標、自然災害シミュレーションの影響などがリアルタイムで表示されます。高リスク、高温、高湿度などの極めて過酷な生産環境において、機械が人に代わって無人操作、遠隔検査、遠隔制御を行うことで、都市生産における「ゼロダメージ」を実現できます。都市計画者はデジタル設計を簡単に実行でき、都市建設者は遠隔地からリソースを派遣して進捗状況を監視でき、都市管理者はいつでもどこでも意思決定の影響を分析して推測できます。都市運営の全体的な効率が向上し、労働投入、物質投入、都市エネルギー消費が大幅に削減され、よりグリーンで集約的かつ効率的な開発モデルが形成されました。

都市生活空間は住みやすく便利です。デジタルツインシティでは、都市住民は都市の混雑を動的に視覚化して、旅行計画を変更することができます。どこにいても、世界中の観光地を臨場感たっぷりに体験できます。物理や化学などの教育実験は、仮想現実技術を通じて実行できます。旅行ナビゲーションサービスは、拡張現実と仮想インタラクションを通じて利用できます。都市住民は、いつでもどこでも都市の問題やニーズを便利にフィードバックし、問題の是正を追跡することができます。都市部の緊急事態や災害などの警報情報をリアルタイムで入手でき、迅速に救助サービスを受けることができます。デジタルツインシティを通じて、オンライン体験とオフライン体験の違いを縮め、医療や教育などの公共サービスがより多くの人々に恩恵をもたらすことができます。

都市の生態環境は持続可能です。デジタルツインシティでは、都市管理者はヒートアイランド現象、環境汚染、気候変動、エネルギー利用などの状況をリアルタイムで把握し、資源配分における地域格差をインテリジェントに分析し、合理的な資源フローと最適なマッチングのための戦略を自動的に策定することができます。例えば、ヒートアイランド現象を踏まえて都市緑地の面積を迅速に決定したり、人口密度や交通状況に応じてインフラの配置密度や信号タイミングを動的に調整して計画したりすることが可能になります。環境収容力が大幅に向上し、都市資源の配置がより合理的になり、都市開発がより持続可能になります。