04 jun CIM-modellering av den smarta staden
MODELLERING AV DEN SMARTA STADEN
Från enkla skisser i tidiga skeden till förvaltning och styrning av smarta städer – i en process. Hur uppnår man detta? Och är det ens möjligt?
GIS, BIM och CIM
Under decennier har GIS (Geografiska Informationssystem) använts för att stödja samhällsbyggnadsområdet med analyser och kartor som ett stöd i beslutsprocessen. Parallellt med detta har BIM (Building Information Model) använts för att addera intelligens i bygg- och anläggningsbranschen. BIM är ett kraftfullt angreppssätt vid smart byggande, men informationen kan även leva vidare i nästa skede då man istället vill arbeta med smart förvaltning.
Genom att addera ovanstående tekniker kan man få någonting som vi kan kalla för CIM, eller City Information Modelling, vilket skulle kunna liknas vid BIM fast man i detta fall utgår från staden som begrepp, istället för en byggnad eller anläggning. Då kan man se staden som en isolerad organism, som byggs ut, förädlas och förvaltas. Man kan också addera de aspekter som måste till för att en stad ska fungera; resurser, flöden, skyddsmekanismer etc. Dylika parametrar kan mätas och bevakas och ge stöd vid olika typer av händelser och beslut. Här talar vi snarare om begreppet Smart Cities eller Smarta Städer.
Städer har under lång tid samlat på sig geografiska data i stora mängder och utvecklingen går i rask takt. Ett exempel är de 3D-stadsmodeller som börjat byggas upp. Dessa modeller är en utmärkt utgångspunkt vid etablering av nya arbetssätt genom CIM. Dels kan man i en virtuell stadsmodell visualisera nybyggnation, men den kan också fungera som en utgångspunkt där gator, byggnader och anläggningar tilldelas identiteter och tillhörande attribut och övrig kopplad information. Då kan man enkelt göra analyser och presentationer med staden som utgångspunkt. För att lagra informationen krävs ett strukturerat arbetssätt där en grundläggande informationsmodell är ett krav. Ett exempel på detta är CityGML.
GÖTEBORG I FÖRVANDLING
Göteborg genomgår just nu en omfattande förvandling. Stora arealer i centrala lägen kommer att bebyggas med nya bostäder och verksamheter inom en 20-årsperiod. De mest omfattande satsningarna görs inom de älvnära områdena och går under benämningen Älvstaden. Här kommer enorma ytor som tidigare huserat varvsindustri och hamnverksamhet att bebyggas. Det mest centrala området utgörs av Frihamnen mittemot Göteborgsoperan. Vi kommer att få en ny tågtunnel, Västlänken, under staden och fler stora satsningar inom infrastruktur är att vänta, bl a en ersättare till den gamla bron över älven mot Frihamnen. Samtidigt står vi inför det faktum att de mer och mer påtagliga klimatförändringarna med högre vattenstånd som följd kommer att påverka oss mer än vad många tror. Den nya staden måste byggas för att kunna samla och möta dessa krav.
MODELLERING AV DEN NYA STADEN
Projekt Älvstaden är en utmärkt möjlighet att använda nya arbetssätt och nya verktyg inom planeringsprocessen. Då den nya staden står färdig kan även den geografiska informationen med tillhörande informationsmodeller leva vidare och utgöra en viktig del i den Smarta staden.
Ett av de verktyg som Stadsbyggnadskontoret använder i modellerandet av Älvstaden är CityEngine. Mjukvaran är ursprungligen utvecklad av företaget Procedural för att snabbt kunna modellera upp stora städer för spel- och filmindustrin. Ett exempel där just detta skett är filmen Bilar 2 där stora delar av London modellerats upp. Namnet Procedural kommer just från ordet procedurell som beskriver på vilket sätt som modeller byggs upp (se fig 1). Utgångspunkten är ett nätverk av gator eller stråk. Dessa används sedan som ett topologiskt nätverk som sluter ytor eller kvarter. Procedurella regler appliceras sedan på nätverket och kvarteren. Reglerna är textbaserade script som beskriver hur geometrierna ska gestaltas. T ex hur breda gator skall vara, hur många filer gator ska ha, hur byggnadsvolymer skall extraheras, taktyper och övrig geometri. Regler kan appliceras i all oändlighet för att slutligen skapa en helt verklighetstrogen stadsmiljö (se fig 2). Koppling till GIS möjliggör sedan att attribut kan tilldelas dessa geometrier. Den sammanhållande informationsmodellen beskrivs helt enkelt i uttrycket City Information Model – CIM.
SATSNINGAR PÅ VISUALISERING
De många och stora projekten kräver nya arbetssätt gällande kommunikation. Stadsbyggnadskontoret i Göteborg har sedan ett antal år en fotorealistisk 3D-stadsmodell (se fig 3) i vilken resulterande modeller kan visualiseras och kommuniceras, både internt och externt. Ett antal visuella gränssnitt har också tagits fram för att göra stadsbyggnadsprojekt tillgängliga, tydliga och lättare att förstå; Visualiseringsbord används i byggnadsnämnden, på samråd och informationsmöten, molntjänster såsom CityPlanner från svenska Agency9 för kommunikation via webben, och dialogverktyg såsom MinStad (minstad.goteborg.se) (se fig 4) för att skapa större engagemang och delaktighet bland Göteborgarna via webben. Ett visualiseringscenter på Lindholmen Science Park, Visual Arena Lindholmen, har också startats upp med stor hjälp av kommunala medel. För Älvstadsprojektet har även en fysisk modell tagits fram som visar hur Göteborg kan se ut år 2035 vilken skrivits ut på 3D-skrivare. Modellen var bl a ett populärt inslag vid senaste exploateringsmässan MIPIM i Cannes (se fig 5). Dessa satsningar visar på en tydlig vilja och inriktning att visualisering är en nyckel för bättre beslut i stadsplanering. Det är också ett tydligt önskemål från våra politiker.
SAMVERKAN INOM STADSBYGGNAD
Den största styrkan i CIM och modern visualiseringsteknik är kanske inte just möjligheten att få ut vackra bilder eller filmer, utan just den flexibilitet som finns att i realtid förändra en stadsmiljö. Detta kan göras genom att helt enkelt ändra regler eller parametrar för en gatumiljö eller ett kvarter och momentant se vilken effekt det har.
En effekt av att planera staden genom modellering är att det på ett väldigt tydligt sätt gynnar samverkan mellan olika discipliner, vilket i vårt fall utgörs av olika förvaltningar som deltar i planeringsprocessen. Vid projektmöten kan olika förslag och alternativ direkt analyseras med avseende på trafiklösningar och arkitektoniska frågor. Vi kan till och med i dessa tidiga skeden planera ledningsdragningar för både vatten, VA, avlopp och fiber, se på ytavrinning, avfallshantering eller varför inte studera lämpliga lägen/ytor för solenergi?
Den från början tidigt planerade staden med tillhörande informationsmodell kan sedan leva vidare i sin förädlings- och livscykel där den övergår i byggnation och förvaltning och utgöra en grund för den framtida Smarta staden.
Eric Jeansson, GIS-chef på Stadsbyggnadskontoret i Göteborg