Lokale digitale tweelingen: Vormgeven aan de steden van morgen

De sessie „Local Digital Twins — Forging the cities of morgen” tijdens de Europese Week van regio’s en steden 2021 vond plaats op 13 oktober en werd georganiseerd in samenwerking met DG CONNECT Technologies for Smart communities, LEAD- en DUET H2020-projecten die werken aan lokale digitale tweelingen, de Unie van Turkse gemeenten en ENoLL. De workshop was bedoeld om (i) na te gaan wat lokale digitale tweelingen zijn; II) hoe zowel kleine als middelgrote en grotere steden hiervan kunnen profiteren; III) welke stappen nodig zijn voor de planning, het ontwerp en de uitvoering van digitale twinning in steden; IV) hoe capaciteitsopbouw steden in dit streven kan versterken en v) wat de belangrijkste uitdagingen en mogelijkheden zijn voor de uitvoering van digitale twinning. Tijdens de sessie werden ongeveer 85 deelnemers verwelkomd.

De Europese Commissie presenteerde de belangrijkste beleidscontext en benadrukte hoe lokale digitale twinning de volgende fase van slimme en duurzame steden en gemeenschappen mogelijk zal maken. Lokale digitale tweelingen zijn de virtuele weergave van de fysieke activa, processen en systemen van een stad, waarbij gegevens, gegevensanalyse en machinaal leren worden gebruikt om simulatiemodellen te helpen die kunnen worden bijgewerkt en gewijzigd (realtime) als hun fysieke equivalenten veranderen. Zij verschillen qua rijpheid en capaciteiten, maar dit kan kleinere steden in staat stellen ook hun potentieel te testen. Bij de planning van een lokale digitale winkel moeten steden rekening houden met een aantal belangrijke aspecten. de belangrijkste uitdagingen die de stad wil aanpakken, de omvang en reikwijdte van de digitale tweeling, de governance en de beoogde functionaliteiten ervan. Bij het ontwerpen van de digitale tweeling moet vooral aandacht worden besteed aan de gegevensbasis (beschikbaarheid, kwaliteit en interoperabiliteit) en de technische stichting (IoT, cloud computing, big data, AI, 5G). De Commissie wees op de toekomstige financiering van een EU-toolbox voor lokale digitale twinning, bestaande uit open standaardoplossingen, referentiearchitectuur en herbruikbare instrumenten, via het komende DIGITAL-programma.

Verhalen van de grond begonnen met Sergio Fernández Balaguer uit EMT Madrid, waarin het LEAD-project werd gepresenteerd, waarbij gebruik wordt gemaakt van Digital Twins voor de laatste kilometerlogistiek met lage emissies in 6 steden (TEN-T-stedelijke knooppunten): Madrid, Den Haag, Lyon, Porto, Boedapest en Oslo. Leiderschap helpt innovatieve bedrijfsmodellen te creëren, de opslag en distributie van vracht flexibeler te maken, het gebruik van lage-emissievoertuigen aan te moedigen en slimme, gegevensgestuurde logistieke oplossingen te ontwikkelen. De „use case” van Madrid is erop gericht de leveringen van stadscentra efficiënter te maken door de leveringsroutes te optimaliseren, alternatieve (en duurzame) bedrijfsmodellen te onderzoeken, publiek-private samenwerkingsmechanismen in te voeren en het gegevensbeheer te verbeteren. De mogelijke opties (valdscenario’s) werden besproken met een praktijkgemeenschap binnen het Living Lab van Madrid. Voor de ontwikkeling van de digitale tweeling houden de uitdagingen vooral verband met gegevens (zoals gegevensverzameling, complexe rekengeluid, gebrek aan standaardwaarden, anonimisering, gegevensniveau enz.) en de productie van resultaten. Wat capaciteitsopbouw/opleiding betreft, werd in het project gewezen op het belang van instrumenten voor het modelleren en evalueren van nieuwe distributiemodellen en op de gevolgen daarvan voor de kosten en emissies.

Het DUET-project werd gepresenteerd door Jiri Bouchal uit Pilsen. Pilsen heeft zijn Digital Twin geleidelijk ontwikkeld dankzij een aantal relevante EU-projecten (Open Transport Net, PoliVisu, S4ALLCITIES enz.). Een lokale digitale tweeling gaat over het verbinden van oude systemen, betere besluitvorming en experimenten door innovatie bij de overheid en de particuliere sector te brengen. De stad heeft deze technologie kunnen omarmen dankzij politieke steun en een sterke onderliggende strategie, technisch geschoold personeel, door de stad beheerde geavanceerde technische infrastructuur en geavanceerde onbemande luchtvaartuigen (UAV). In het DUET-project gebruiken zij de Digital Twin om simulatiemodellen te verstrekken die de interactie tussen verschillende domeinen (verkeer, luchtkwaliteit en geluidshinder) aantonen, bijvoorbeeld modelleren hoe verkeersstromen zouden veranderen als gevolg van een brugsluiting en hoe en waar dit van invloed zou zijn op de luchtkwaliteit. Hoewel de weg niet zonder problemen is verlopen, met inbegrip van de betrokkenheid en inzet van belanghebbenden, de invoering van nieuwe technologieën in de dagelijkse werkzaamheden van het stadsbestuur, de compatibiliteit met bestaande instrumenten en de behoefte aan extra investeringen, zijn de resultaten veelbelovend. Het project heeft de stad nieuwe instrumenten aangereikt om de beleidsvorming te ondersteunen. Op het gebied van capaciteitsopbouw is de ontwikkeling van deskundigheid en vaardigheden op de lange termijn een uitdaging.

De deelnemers werden vervolgens opgedeeld in drie verschillende break-outsessies om i) digitale tweelingen voor duurzaam goederenvervoer te bespreken; digitale vaardigheden voor beleidsvorming en iii) vaardigheden voor burgerbetrokkenheid. De gespreksleiders van deze sessies benadrukten het volgende:

• Digitale Twins voor duurzaam goederenvervoer (gemodereerd door Carolina Cipres van het Zaragoza Logistics Center, LEAD-project): Lokale digitale twegen voor goederenvervoer vereisen publiek-private samenwerking. Een belangrijk obstakel is de onwil van bedrijven om gegevens te delen. Het kan worden opgelost door anonimisering, verwijdering van gevoelige gegevens of gegevensaggregatie. Om steun te krijgen voor de invoering van een digitale tweeling, moeten bovendien de belangen van particuliere en publieke belanghebbenden tegen elkaar worden afgewogen (d.w.z. particuliere exploitanten kunnen deze gebruiken voor optimaliseringsdoeleinden, terwijl overheidsinstanties toegang kunnen hebben tot informatie over emissies). Lokale digitale twegen hebben ook te maken met verschillende logistieke profielen in elke stad. Idealiter zouden digitale tweelingen moeten bestaan uit een modelbibliotheek en elke lokale Digital Twin moet gebruikmaken van een combinatie van deze modellen die zijn eigen logistieke profiel dienen. Tot slot zijn er nieuwe vaardigheden nodig, niet alleen in termen van technische achtergrond, maar ook zachte vaardigheden (d.w.z. openheid om te zien hoe dit soort aanpak kan worden gebruikt voor flexibele en dynamische besluitvorming).
• Digitale vaardigheden voor beleidsvorming (gemodereerd door Lieven Raes uit Digitaal Vlaanderen, DUET-project): Hoewel burgerparticipatie belangrijk is, doet dit de vraag rijzen hoe AVG-kwesties moeten worden aangepakt. Het DUET-project maakt gebruik van gegevens die afkomstig zijn van burgers (bv. via burgerenquêtes of via burgerwetenschap), terwijl het PoliVisu-project gebruik maakte van sensoren die door burgers in hun ramen waren geïnstalleerd en die het aantal auto’s en voetgangers in een bepaalde straat meetellen. In deze gevallen werd gebruikgemaakt van privacy door ontwerp, d.w.z. het tellen van auto’s zonder registratie van hun kentekennummer. In het Vlaamse Gewest bijvoorbeeld worden geanonimiseerde en pseudogeanonimiseerde gegevens gebruikt om te weten waar mensen met een handicap wonen en dienovereenkomstig plannen. De eerste stap voor een stad om een lokale digitale tweeling te ontwikkelen is het definiëren van een beleidsprobleem en het identificeren van gebruiksgevallen. Sommige digitale tweelingen kunnen worden uitgevoerd in 2D, d.w.z. verkeersmodellen, terwijl andere 3D-modellen nodig kunnen hebben. Het CompAir project, dat in november 2021 van start gaat, zal lokale digitale dubbele gegevens met VR visualiseren (uitgevoerd door het Fraunhofer-instituut). De gebruikers krijgen vanaf hun telefoon een Augmented Reality view om de burgers dichter bij de stad te brengen.
• Vaardigheden voor burgerbetrokkenheid (geleid door dr. Francesca Spagnoli, hoofd van het project- en capaciteitsopbouwprogramma bij het Europees netwerk van levende laboratoria — ENoLL): Er is duidelijk behoefte aan een lokale en zelfs individuele aanpak van capaciteitsopbouw in de verschillende steden en/of lokale contexten. In feite heeft elke stad haar eigen behoeften, demografische aspecten, kwesties die van invloed zijn op verschillende doelgroepen. Het gedrag van de verschillende gemeenschappen in steden en regio’s kan de ontwikkeling van lokale en individuele strategieën ondersteunen (evolutionaire theorie). Het is belangrijk om de nadruk te leggen op gemarginaliseerde gemeenschappen in steden, aangezien zij verschillende (meer elementaire) toegangsvaardigheden hebben waarmee rekening moet worden gehouden bij het opstellen van een programma voor capaciteitsopbouw. Het is belangrijk om het proces op gang te brengen door verschillende mensen in de gemeenschap bijeen te brengen en te begrijpen wat de lacunes en behoeften zijn om hun digitale vaardigheden te vergroten, met als uiteindelijk doel hen te betrekken bij de ontwikkeling van duurzame gemeenschappen. Partnerschappen met grote bedrijven om contacten te leggen met de technologiesector is van essentieel belang om steden en regio’s te ondersteunen bij het vertalen van digitale vaardigheden in lokale contexten. In gemeenten zijn culturele veranderingen nodig om de relevantie van digitale vaardigheden aan te tonen en hun investeringen en financiering te heroriënteren naar op maat gesneden programma’s voor capaciteitsopbouw. Programma’s voor capaciteitsopbouw kunnen zorgen voor doeltreffende capaciteiten en middelen om stadsplanning, besluitvorming, effectbeoordeling en veranderingsmanagement te verbeteren. De deelnemers gaven aan geïnteresseerd te zijn in opleiding over de methode voor het beheer van „Living Lab”, met name in de context van digitale twinning.

Na afloop van deze groepsbesprekingen gaven de deelnemers aan dat de beschikbaarheid van gegevens, het digitale bewustzijn op politiek niveau en de kwaliteit en het formaat van de gegevens de grootste opleidingsbehoeften waren. Velen hebben ook gewezen op de noodzaak om meer te weten te komen over „Living Lab management”.

Tijdens de sessie werd vervolgens de aandacht gevestigd op de komende programma’s voor capaciteitsopbouw die steden en gemeenschappen zullen ondersteunen bij de uitvoering van lokale digitale tweelingen. Claudia Ribeiro, projectmedewerker bij het POLIS-netwerk en leider capaciteitsopbouw, presenteert de plannen voor capaciteitsopbouw van het LEAD-project. Het project structureert hun opleidingsmateriaal rond onderwerpen als i) de invoering van de laatste kilometerlogistiek voor stedelijk goederenvervoer op aanvraag; II) levende laboratoria voor stedelijk goederenvervoer en digitale tweelingen; III) modellering, simulatie en gegevens voor stedelijke goederenplanning; (IV) Digitale Twin Technologies en (v) beleid op het gebied van besluitvorming. Het programma zal naar verwachting in de eerste helft van 2022 klaar zijn en moet worden uitgevoerd via MOOC’s, webinars, workshops en andere middelen. Lieven Raes, adviseur bij Digitaal Vlaanderen, presenteert de plannen voor capaciteitsopbouw van het DUET-project. In het kader van het project wordt een landingspagina ontwikkeld met de naam https://citytwin.eu, waar andere projecten (URBANAGE, CompAir en andere) 3D-modellen kunnen bekijken, gamificatie kunnen uitvoeren en mensen inzicht zullen geven in wat Digital Twins kunnen doen. Duetpartners werken ook aan een „Digital Twins book”, getiteld „Open en interoperabele lokale digitale tweelingen voor slimmere besluitvorming”. Ten slotte is een MOOC gepland voor het eerste kwartaal van 2022 (voortbouwend op de vorige MOOC PoliVisu).

De zitting werd afgesloten met conclusies van Noirin Ni Earcain van de Europese Commissie en Francesca Spagnoli van ENoLL. Uit de besprekingen is gebleken dat er behoefte is aan zowel digitale (gegevens- en ecosysteemgovernance, gegevensanalyse, modellering, AI/ML, interoperabiliteit, enz.) als zachte vaardigheden (culturele veranderingen, nieuwe werkmethoden, enz.). In het kader van de subgroep onderwijs en capaciteitsopbouw van de gemeenschap Living-in.eu kan verder worden gewerkt, die het bestaande leer- en ontwikkelingsmateriaal zal identificeren en samenvoegen, follow-up zal geven aan het voorstel voor een EIF4SCC en EIF-vaardighedenverslag, het onderzoeksproject van Cedefop over vaardigheden voor slimme en duurzame gemeenschappen zal voortzetten en zal samenwerken met het project DT4 Regio’s, dat workshops zal organiseren en opleidingsmodules over AI en big data zal creëren.