How NASA Mapped and Modeled Langley’s Digital Twin

چگونه ناسا دوقلوی دیجیتال لانگلی را نقشه برداری و مدل سازی کرد؟

مرکز تحقیقات Langley ناسا در اوایل عصر حمل و نقل هوایی شروع به کار نمود. دانشمندان Langley تحقیقات هوایی خود را برای آزمایش پرواز مافوق صوت و سخت افزار فضایی، از جمله ماژول ماهواره‌ای Apollo، در پردیس 764 هکتاری با مجموعه ای از امکانات آزمایشی شامل 40 تونل باد که برای مطالعه و بهبود ایمنی و عملکرد هواپیماها و فضاپیماها استفاده شده است،گسترش دادند.

نزدیک به 30 سال، یک تیم متخصص از متخصصین فناوری برای ساختن سیستم اطلاعات جغرافیایی مرکزی (GIS) برای کمک به مدیریت عملیات و نگهداری کار کردند. آن‌ها نقشه کامل از کل مرکز، از جمله قسمت داخلی و خارجی بیش از 200 مکان تهیه کردند. برنامه های کاربردی متناسب از نقشه به عنوان زمینه اصلی برای همه چیز، از نگهداری روزانه و ایمنی گرفته تا جلوگیری از سیل و پایداری استفاده می شوند . Brad Ball، رهبر تیم GIS گفت:«ما 300 برنامه، برنامه ریزی شده داریم و برنامه ها بیش از 5،500 بازدید در سال توسط بیش از 3500 کاربر در سال دریافت می شوند.»

دقت قبل از اتخاذ تصمیم

تیم GIS مفهوم ایجاد یک دوقلوی دیجیتالی از مرکز را مورد توجه قرار داد. آن‌ها دقیقاً داده‌ها مورد نیاز، از جمله جزئیات پیچیده برنامه های زیرزمینی را اندازه گیری و جمع آوری نمودند. در مراکزی مملو از مهندسین، این کار دقیق قبل از اتخاذ گسترده انجام شد.

وی گفت: «ما همه ویژگی های قابل مشاهده، همه برنامه‌های کاربردی، همه جاده هایمان را مورد بررسی قرار دادیم و سپس با عکاسی هوایی با وضوح بالا از آن پشتیبانی کردیم. ما می توانیم نقشه را با عکس هوایی مقایسه کنیم و آن‌ها دقیقاً در همان مکان قرار بگیرند.

«هنگامی که تیم سیستم اطلاعات جغرافیایی Langley به دقت و صحت نقشه ها و داده های خود اعتماد کرد، فراخوان راه حل‌ها از سایر بخش‌ها آغاز شد.

Ball گفت: «ما شروع کردیم که افراد به ما کمک کنند تا داده‌ها را برای تهیه نسخه پشتیبان از تصمیمات خاص ایجاد نماییم.»

تیم GIS اکنون از هر شاخه از عملیات در مرکز پشتیبانی می کند. دفتر ReVITALization  که بر یک استراتژی 20 ساله برای ساختارشکنی سازه‌های فرسوده و ساخت و ساز از امکانات پیشرفته نظارت دارد، بیشترین استفاده را از برنامه‌ها دارد. آن‌ها بطور منظم با 48 برنامه ارتباط برقرار می‌کنند که به مدیریت فضا، مدیریت املاک و مستغلات و عملکردهای برنامه ریزی می پردازند.

استفاده گسترده از نقشه‌ها و برنامه‌ها برای ارائه اطلاعات مبتنی بر مکان، Langley را به خط مقدم مدیریت تأسیسات مبتنی بر GIS سوق می دهد.

نقشه های فضایی سه بعدی

تلاش نقشه برداری داخلی با نیاز به تخصیص کارآمدتر فضای درون ساختمان‌ها و دانشگاه‌ها آغاز شد. در ابتدا، تیم برنامه‌های کف کاغذی را دیجیتالی می کردند. در مرحله بعد، آن‌ها الگوریتم های بهینه سازی را برای سنجش نیازهای تسهیلات برای هر بخش تهیه کردند.

تا سال 2004 ، تیم GIS ابزاری برای تخصیص فضا ایجاد کرد که اولین نوع ابزار در نوع خود بود. Langley از این ابزار در برنامه ردگیری ردپای خود استفاده کرد که اندازه متوسط دفتر را بین 125 تا 190 فوت مربع تنظیم کرد. ​ابزار تخصیص فضا به تصمیمات سخت در مورد نحوه اداره کردن مکان‌های بیش از ۳۰۰۰ پرسنل هدف کمک کرد. ملاحظات شامل میزان فضای مورد نیاز، نزدیکی و هم افزایی با آزمایشگاه ها و امکانات تحقیقاتی مختلف، نیروگاه‌های آب و برق موجود، امنیت ساختمان، نزدیکی پرسنل کلیدی، نیاز به ساخت جدید و هزینه هر سناریو برای اهداف قابل مقایسه است.

Ball گفت: «ما اخیراً موجودی آسانسورها و راه پله‌ها را به ابزارهای مسیریابی خود اضافه کردیم و این جزئیات در ابزار اختصاصی فضای بعدی نسل بعدی که در حال توسعه است، وارد می شود.» وی گفت: «به جای اینکه همه را برای رسیدن به هم افزایی مطلوب به یک طبقه سوق دهند، پرسنل فقط می توانند از پله ها بالا بروند. این باعث صرفه جویی در هزینه‌های زیادی می شود و احتمالاً برای قلب آن‌ها نیز خوب است.» 

مرحله بعدی برای نقشه برداری داخلی، نقشه‌های کف مناسب را از نقشه‌های کاغذی با صحت بالا از طریق اسکن لیزر منتقل کرد. اسکن‌ها با استفاده از نرم افزار Modeling Building Information مدل های داخلی سه بعدی را آگاه می‌کردند. اکنون، کارمندان در Langley هر پروژه ساختمانی را به جای طرح‌های ۲بعدی در ۳بعدی شروع می‌کنند. ​

امنیت و ایمنی عمومی 

مدل های 3بعدی بسیاری از برنامه‌های سبک، مانند برنامه Locator را نشان می‌دهد که کارکنان تعمیر و نگهداری را به سمت تجهیزات مناسب راهنمایی می کند. آن‌ها در تلاش هستند تا عملکرد برنامه را با افزودن مسیریابی چند حالته برای حرکت ایمن پرسنل به سمت جاده‌ها، مسیرها و راهروها چه با ماشین، ماشین برقی، دوچرخه یا پیاده روی  گسترش دهند.

Ball گفت: «این کارکنان تعمیر و نگهداری ما را به اتاق‌های تجهیزات هدایت می‌کند و دانشمندان یا کارمندان ما را با ماشین‌های خطرناک که با آن‌ها آشنا نیستند، راهنمایی می کنند.»

تجزیه و تحلیل اثر سیل
با توجه به موقعیت کم ارتفاع Langley، در کنار رودخانه پشت در خلیج Chesapeake، این مرکز به طور مرتب به GIS تکیه می کند تا سناریوهای آنالیز اثر سیل و آمادگی برای وقایع آب و هوایی را انجام دهد.

Ball گفت: «سال ها پیش، ما بروزرسانی‌های ارتفاعات جزر و مدی را مرور کردیم و فکر می کردیم نقشه و اندازه گیری‌هایمان اشتباه است.» «این زمانی است که فهمیدیم که تغییر سطح دریا واقعی است و ما چشم انداز خود را تنظیم کردیم.»

درک جدیدی از آسیب پذیری سیل این مرکز منجر به تعدادی از برنامه های کاربردی در افزایش امکانات شد. دستورالعمل‌های برنامه ریزی در سطح مرکز برای ارتقاء ساختمان های جدید به ارتفاع کافی نیاز دارند. کارکنان ارتفاعات ساختمان‌های موجود و همچنین زیرساخت‌ها را مورد بررسی قرار دادند تا اطمینان حاصل کنند که برنامه‌های مهم ناسا از خطرات آن جلوگیری می کند.

آسیب پذیری همچنین هوشیاری را افزایش می‌دهد. ناسا اندازه گیری در زمان واقعی از ارتفاع جزر و مد و ارتفاع زمین را انجام می‌دهد. اگر در پاسخ سیل به کیسه‌های ماسه‌ٰای نیاز داشته باشد، مدل ۳بعدی میزان هر یک از درهای ورودی را محاسبه می کند.

Ball گفت: «ما در حال کار بر روی مهاجرت پروژه‌ها و برنامه‌های مختلف ناسا برای ایجاد  تسهیلات ایمن تر هستیم.» «در ضمن، ما در حال کاهش استراتژی هایی مانند سد روی درها هستیم.»

Langley این فناوری را با دفتر مرکزی ناسا برای یک رویکرد استاندارد پیش بینی افزایش طوفان در همه مراکز به اشتراک گذاشت. پذیرندگان اضافی این ابزار شامل مرکز فضایی جانسون، پایگاه هوایی مجاور Langley و یک شهرداری محلی هستند. هر کدام درک بیشتری از خطرات سیل گزارش داده و به ابزار برنامه ریزی برای کاهش خطر بستگی دارند.

تعمیر و نگهداری و بهره برداری

سال‌ها جمع آوری اطلاعات دقیق بدون پرداخت هیچ گونه ورودی از کارمزد پرداخت می شود. دیگاه دقیق Langley از اطلاعات ساختمان، تعیین قیمت رقابتی برای نگهداری و عملیات را تایید می‌کند. این امر شفافیت را در هنگام عقد قرارداد پیشنهاد قیمت تضمین می کند و باعث کاهش هزینه قرارداد می شود و موجب صرفه جویی در هزینه مرکز می شود.

مشاهده متن کامل انگلیسی از اینجا

خلاصه فارسی از : محمدامین نظری

کد مطلب : 98111601

مشاهده تازه‌های دیگر