The Role of Digital Twin Technology as a Smart City Application in Urban Planning and Administration Process

Year 2024, Volume: 23 Issue: 4, 1613 - 1624, 24.10.2024

Muhammed Miraç Aslan

https://doi.org/10.21547/jss.1514231

Abstract

Cities are under increasing pressure from many factors such as the growing population, expanding service area, the emergence of new services in cities due to conjunctural developments, migration, climate change, resilience and many other factors. Due to the increasing pressure in cities, city administrations are faced with many problems. In this situation, in order to respond to the problems and needs of cities, they need to resort to innovative and sustainable methods instead of traditional methods in service delivery. Smart city applications constitute the new solution partner of cities with the innovative and sustainable solutions they offer to the problems and needs of cities. This study examines the use of the digital twin as a smart city application in cities and its contributions. The digital twin, which is directly or indirectly involved in the services provided in many areas such as infrastructure, transportation, environment, energy management, etc., contributes to effective service delivery with the solutions it produces and prevents wrong investments. Examples of good practices regarding the digital twin used in the world and in Turkey show that solutions are produced in accordance with the needs of cities in urban service areas. From this point of view, it is seen that digital twin technology is utilized at many stages from the planning of cities to the implementation and development of urban services. The conclusion of this study is therefore that the digital twin plays an active role in the planning and management of cities. In the conclusion part of the study, the problems and obstacles that may be encountered in the use of the digital twin are given and some solution suggestions are presented.

Keywords

Digital Twin, Urban Planning, Smart City, Resilience.

Bir Akıllı Kent Uygulaması Olarak Dijital İkiz Teknolojisinin Kent Planlaması ve Yönetimi Sürecindeki Rolü

Abstract

Kentlerin artan nüfusu, genişleyen hizmet alanı, konjonktürel gelişmelere bağlı olarak insan ihtiyaçlarının kentlerde yeni hizmetleri ortaya çıkarması, göç, iklim değişikliği, dirençlilik vb. birçok etmen kentlerin üzerindeki baskıyı artırmaktadır. Kentlerde artan baskıya bağlı olarak kent yönetimleri birçok sorunla karşı karşıya kalmaktadır. Gelinen bu durumda kentlerin sorun ve ihtiyaçlarına cevap verebilmeleri için hizmet sunumunda geleneksel yöntemler yerine yenilikçi ve sürdürülebilir yöntemlere başvurmaları gerekmektedir. Akıllı kent uygulamaları, kentlerin sorun ve ihtiyaçlarına sunmakta oldukları yenilikçi ve sürdürülebilir çözümlerle, kentlerin yeni çözüm ortağını oluşturmaktadır. Bir akıllı kent uygulaması olarak dijital ikizin kentlerde kullanımı ve sağladığı katkılar bu çalışmada incelenmektedir. Altyapı, ulaşım, çevre, enerji yönetimi, vb. birçok alanda sunulan hizmetlerin doğrudan ve dolaylı olarak içerisinde yer alan dijital ikiz, üretmiş olduğu çözümlerle etkin hizmet sunumuna katkı sağladığı gibi yanlış yatırımların da önüne geçilmesini sağlamaktadır. Dünya’da ve Türkiye’de kullanılmakta olan dijital ikize ilişkin iyi uygulama örnekleri, kentsel hizmet alanlarında kentlerin ihtiyaçlarına uygun çözümler üretildiğini göstermektedir. Buradan hareketle kentlerin planlanmasından, kentsel hizmetlerin uygulamaya alınması ve geliştirilmesi sürecine kadar birçok aşamada dijital ikiz teknolojisinden yararlanıldığı görülmektedir. Dolasıyla bu çalışmada, dijital ikiz, kentlerin planlaması ve yönetimi sürecinde etkin rol üstlenmekte olduğu sonucu ortaya çıkmaktadır. Çalışmanın sonuç bölümünde dijital ikizin kullanımında karşılaşılabilecek sorunlara ve engellere yer verilerek, birtakım çözüm önerileri sunulmaktadır.

Keywords

Dijital İkiz, Kentsel Planlama, Akıllı Kent, Dirençlilik.

References

• Ahn, C.R., vd. (2020). A digital twin city model for age-friendly communities: Capturing environmental distress from multimodal sensory data. Hawaii International Conference on System Sciences.
• Alam, K.M., El Saddik, A. (2017). C2PS: A digital twin architecture reference model for the Cloud-Based Cyber-Physical Systems. IEEE Access, 5, 2050-2062.
• Aslan, M.M. (2022). AKILLI KENT Türkiye’de kentsel hizmetlerin sunumuna ilişkin bir model önerisi, Konya: Çizgi Kitabevi.
• Babaoğlu, C., Memiş, L. (2024). Dijital ikiz ve akıllı şehirler, Seta Yayınları.
• Bakıcı, vd. (2012). A smart city ınitiative: The case of Barcelona, Journal of the Knowledge Economy 2: 1 (2012) 1–14.
• Bulut, Y., & Aslan, M. M. (2024). Kentsel hizmetlerin etkinliğine yönelik bir öneri: Metaverse entegrasyonlu uygulamalar. Ombudsman Akademik (19), 55-76.
• Bursa Büyükşehir Belediyesi (2020a). İHA ile kaçak yapılaşmanın tespit edilmesi, https://akillisehir.bursa.bel.tr/project/iha-ile-kacak-yapilasmanin-tespit-edilmesi/, Erişim Tarihi: 30.06.2024
• Bursa Büyükşehir Belediyesi (2020b). Üç boyutlu bina modeli üretim, https://akillisehir.bursa.bel.tr/project/uc-boyutlu-bina-modeli-uretim/, Erişim Tarihi: 30.06.2024
• Çelik, D. (2023). Kamu yönetiminde dijital dönüşümde bir sorun alanı: Dijital kültüre yönelik direnç. Kamu Yönetimi ve Teknoloji Dergisi, 5(1), 69-86. https://doi.org/10.58307/kaytek.1308745
• Çubukçu, Z. vd. (2024). Akıllı şehirlerde acil durum ve afet yönetiminde dijital ikiz teknolojisi: Potansiyeller ve uygulamalar, TYB Akademi: Dil Edebiyat ve Sosyal Bilimler Dergisi, 14(40), s. 9-24.
• Gökkuş, G., Keten, M. (2022). Tarımda teknoloji uygulamaları örneği: Dijital ikiz. In Biyosistem Mühendisliği III (pp. 139–154). Ankara: Akademisyen Kitabevi.
• IBM (2020). Cheat sheet: What is Digital Twin?, https://www.ibm.com/blog/iot-cheat-sheet-digital-twin/, Erişim Tarihi: 28.06.2024
• IBM (2023). What is a smart city?, https://www.ibm.com/topics/smart-city, Erişim Tarihi: 27.06.2024
• İngiliz Standartları Enstitüsü (2014). A Guide to Smart Cities: How to start implementing standards in your city, https://www.bsigroup.com/globalassets/localfiles/es-es/Documentos%20tecnicos/certificacion-de-producto/iot-smart-cities/smart_cities_web_version.pdf, Erişim Tarihi. 26.06.2024
• European Commission (2022). In focus: Energy and smart cities, https://commission.europa.eu/news/focus-energy-and-smart-cities-2022-07-13_en, Erişim Tarihi. 26.06.2024
• Grieves, M. W., Vickers, J.H. (2017). Digital twin: Mitigating unpredictable, undesirable emergent behavior in complex systems. In: Kahlen, F., Flumerfelt, S., Alves, A. (Eds.), Transdisciplinary perspectives on complex systems. Springer, s.l., pp. 85-113.
• Komninos, N. (2011). Intelligent cities: Variable geometries of spatial intelligence. Intelligent Buildings International, 3(3), 172–188. https://doi.org/10.1080/17508975.2011.579339
• Kuehner, K. J., vd. (2021). Digital twin: finding common ground–a meta-review. Procedia CIRP, 104, 1227-1232.
• Madubuike, O. C., vd. (2022). A review of digital twin applications in construction. J. Inf. Technol. Constr., 27, 145-172.
• Miskinis C. (2018). What separates digital twin based simulations vs a reality that is augmented. Challenge Advisory; https://www.challenge.org/insights/digital-twin-vs-augmented-reality/, Erişim Tarihi: 28.06.2024
• Nam, T., Pardo, T. A. (2011). Conceptualizing smart city with dimensions of technology, people, and institutions. In Proceedings of the 12th annual international digital government research conference: digital government innovation in challenging times (pp. 282-291).
• OECD (2020). The OECD Smart Cities and Inclusive Growth Programme, https://www.oecd.org/cfe/cities/Smart-Cities-Partners.pdf, Erişim Tarihi: 27.06.2024.
• PwC (2022). Digital twins in smart city: A bridge between the physical and virtual world. https://www.pwc.com/m1/en/publications/documents/how-digital-twins-can-make-smart-cities-better.pdf, (Erişim Tarihi: 29.06.2024).
• Sassen, S. (2009). Cities are at the center of our environmental future, S.A.P.I.EN.S [Online], 2.3 | 2009, Online since 07 April 2010, http://journals.openedition.org/sapiens/948, Erişim Tarihi: 1.7.2024
• Semanjski, I. C. (2023). Digital twin, Ed: Ivana Cavar Semanjski (Smart Urban Mobility), Elsevier,pp. 223-238, https://doi.org/10.1016/B978-0-12-820717-8.00007-5.
• SmartCitiesWorld (2019). The rise of digital twins in smart cities, https://www.smartcitiesworld.net/special-reports/the-rise-of-digital-twins-in-smart-cities, Erişim Tarihi: 29.06.2024
• SmartCitiesWorld (2021). London borough creates digital twin with new street imagery, https://www.smartcitiesworld.net/commercial-buildings/london-borough-creates-digital-twin-with-new-street-imagery-6828, Erişim Tarihi: 1.7.2024
• SmartCitiesWorld (2022a). 3D and digital twin tech to help rebuild cities in Ukraine, https://www.smartcitiesworld.net/digital-twins/3d-and-digital-twin-tech-to-help-rebuild-cities-in-ukraine, Erişim Tarihi: 1.7.2024
• SmartCitiesWorld, (2022b). How Madinah mixes culture and innovation to create experiences, https://www.smartcitiesworld.net/cultural-space/how-madinah-mixes-culture-and-innovation-to-create-experiences-7976, Erişim Tarihi: 1.7.2024.
• Tao, F., vd. (2017). Digital twin-driven product design, manufacturing and service with big data. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 94, 3563- 3576.
• Zhaoyun, Z., Linjun, L. (2022). Application status and prospects of digital twin technology in distribution grid. Energy Reports.
• Zheng, Y., vd. (2018). An application framework of digital twin and its case study. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 10, 1141- 1153.