Digitale tweelingen helpen overheden bij het nemen van complexe beslissingen over onze leefomgeving. Binnen het programma Dutch Metropolitan Innovations (DMI) werkt Geonovum aan kennisontwikkeling en standaarden op het gebied van digitale tweelingen. Dat krijgt onder meer vorm in het project Digital Twin as a Service (DTaaS). In dat kader hebben Geonovum en de Vrije Universiteit Amsterdam een verkenning uitgevoerd naar de interoperabiliteit van rekenmodellen. Eric Koomen van de VU en Michel Grothe van Geonovum vertellen over hun bevindingen.
Een digitale tweeling bestaat uit drie belangrijke onderdelen: data, visualisaties en rekenmodellen. ‘Van oudsher zijn we bij Geonovum voornamelijk bezig met standaardisatie op het gebied van data. En ook wel met visualisatie. Maar rekenmodellen, daar hebben we ons nooit zo mee beziggehouden’ zegt Michel Grothe. Die kennis bleek aanwezig bij de VU in Amsterdam.
Standaardisatie
Standaardisatie is hierbij van belang. Eric Koomen: ‘Als rekenmodellen gestandaardiseerd zijn, dan kunnen ze met elkaar praten. Dan kun je ze aan elkaar koppelen. En dat is met name interessant voor de complexe, strategische vraagstukken waar overheden voor staan. Bijvoorbeeld op het gebied van stadsontwikkeling, natuurbescherming of waterbeheer, dan kun je watermodellen koppelen aan woonmodellen, die weer hun input halen uit demografische modellen.’
Grothe denk aan heel operationele toepassingen. Zo heeft TNO bijvoorbeeld Urban Strategy ontwikkeld (tegenwoordig ondergebracht bij Scenexus), een model waarmee je realtime kunt berekenen wat de gevolgen van een tijdelijke wegafsluiting zijn voor de verkeersstromen, geluidsbelasting en fijnstofemissies in die omgeving. ‘Daarvoor is de koppeling van verschillende rekenmodellen essentieel.’
Modellenexperts
Ze spraken met zo’n 20 experts op het gebied van rekenmodellen en digitale tweelingen. Over waar zij mee bezig zijn en in hoeverre rekenmodellen met elkaar kunnen samenwerken. En ook: waar liggen uitdagingen waar we in Nederland nog aan moeten werken?’ Koomen: ‘Dat zijn modellenexperts uit de kennishoek van Wageningen Universiteit, Deltares, KNAW-NIOO en het eScience Center, maar ook partijen uit de commerciële sector zoals Tygron, Ucrowds, ObjectVision, Nelen & Schuurmans en Scenexus. Vanuit de publieke hoek hebben we gepraat met Rijkswaterstaat, RIVM en het Planbureau voor de Leefomgeving. Een breed veld dus.’
Er blijken veel rekenmodellen in Nederland aanwezig. Misschien wel tegen de duizend. Alleen al vanwege efficiency is het dus al een goed idee om die te standaardiseren. Hoe te beginnen? ‘Allereerst moet je rekenmodellen goed beschrijven. Hoe werken ze? Wat kunnen ze wel en niet? “Fit for purpose” is daarbij een belangrijk begrip: zorg ervoor dat degene die het model gaat gebruiken goed weet wat ermee kan en wat ermee mag’, gaat hij verder. ‘Er wordt ook wel gedacht aan een soort kwaliteitscontrole voor rekenmodellen. Bij Wageningen Universiteit hebben ze een kwaliteitskader ontwikkeld waarvoor ook vanuit andere hoeken veel belangstelling is.’
Aanbevelingen
De verkenning heeft zo’n 25 aanbevelingen opgeleverd. Die zijn gerubriceerd volgens het interoperabiliteitsmodel van de Europese Unie: semantisch, operationeel, technisch en juridisch. ‘Semantische operabiliteit betekent dat iedereen dezelfde betekenis moet hanteren van de data die je in een model stopt, en de data die je eruit krijgt’, licht Grothe toe. ‘Operationeel wil zeggen dat organisaties elkaar moeten weten te vinden en goed met elkaar moeten samenwerken. We hebben ontdekt dat er in Nederland al best wel wat samenwerking is. Technisch gebeurt er ook al veel: bij Geonovum organiseren we bijvoorbeeld een testbed om rekenmodellen te ontsluiten met een gestandaardiseerde API. Partijen in de waterwereld werken aan een soortgelijke technische interface. En zo nu en dan kwam ook de juridische interoperabiliteit ter sprake. Sommige rekenmodellen hebben een wettelijke basis, dus daar moet je ook rekening mee houden. Als laatste categorie hebben we de gebruikersaspecten van rekenmodellen belicht.’
Toepassingen
Alle partijen die met rekenmodellen en digitale tweelingen bezig zijn kunnen gebruik maken van de aanbevelingen. Bij de expertbijeenkomst van onze verkenning zijn al de nodige partijen met elkaar in contact gebracht. Koomen: ‘We zagen de verbindingen meteen al ontstaan: het ministerie van VRO wil bijvoorbeeld aan de slag met een kwaliteitskader voor rekenmodellen. Daarvoor praten ze met Wageningen Universiteit. En ook het Planbureau voor de Leefomgeving haakt daarbij aan.’
Vervolg
Met het DTaaS-programma van Geonovum gaat Grothe dit najaar een vervolgbijeenkomst organiseren. ‘We zullen dan ook een aantal voorstellen doen om activiteiten op te pakken die uit deze verkenning komen. Daarnaast verwacht ik dat we ook nog wat stappen gaat zetten rondom standaardisatie van het beschrijven van rekenmodellen.’ Koomen: ‘Laten we dit allemaal in de praktijk gaan testen nu! Laten we maar eens kijken wat er gebeurt als je die modellen tegen elkaar aan zet. Waar loop je tegenaan? Wat gaat er goed, wat gaat er minder goed? Dat is denk ik op dit moment de belangrijkste stap.’
Lees het Geonovum-rapport Verkenning interoperabiliteit van rekenmodellen en digitale tweelingen
