Система поддержки принятия решений для городского сельского хозяйства с использованием цифрового двойника: кейс-исследование аквапоники

Глобальная продовольственная система испытывает множество давления, таких как урбанизация, изменение климата и деградация окружающей среды. Городское сельское хозяйство — подход к производству пищи внутри городов, где в мировом масштабе проживает более половины населения. Показано, что оно может приносить ряд преимуществ, например снижать отходы и логистические затраты. Более широкое внедрение городского земледелия может также ослабить давление на природную среду, сокращая нагрузку на сельскохозяйственные земли и создавая пространство для их восстановления от накопленного ущерба, вызванного исторически неустойчивыми методами ведения хозяйства. В статье описывается подход к новому типу системы поддержки принятия решений, пригодной для городского сельского хозяйства. Рассматриваются различия между требованиями и пользователями систем поддержки принятия решений в городском сельском хозяйстве и в обычных агробизнес-предприятиях. В виде кейса исследуется новая технология для городского земледелия: кибер-физическая реализация аквапоники, расширенная адаптивными возможностями за счёт системы цифрового двойника и машинного обучения. Аквапоника — это метод ведения сельского хозяйства, использующий гармоничный цикл обмена питательными веществами для совместного выращивания растений и рыб при сохранении воды и, возможно, без необходимости в почве или даже солнечном свете. Приведены эмпирические результаты, оценивающие использование аналитики принятия решений на основе данных и модели цифрового двойника для планирования производства аквапонной системы в ходе трёхмесячного испытания. Другой набор результатов оценивает предложенную модельную структуру для экосистем городского сельского хозяйства в крупном масштабе. Эта концепция служит основой предлагаемого подхода к системе поддержки принятия решений для городского земледелия, координирующей деятельность многих независимых производителей для достижения коллективных целей.