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Ⅲ．フェローシップ最終報告

都市のデジタルツインの展望と課題：欧州のプロジェクトを概観してOpportunities and Challenges for Digital Twin for Cities: Exploring Projects in EU
原口正彦 1
By Masahiko HARAGUCHI●

1 はじめによび国際機関（例：世界銀行）は、本技術に着目し研究

デジタル化は、私たちの生活のあらゆる面で進行中

間とサイバー空間を融合させ経済発展と社会課題の解である。新興技術であるデジタルツインは、物理的シ決を目指す「ソサエティ 5 . 0」の実現に向けて、国土交

ステムをデジタル上に再現した、言わば「生きている

通 省 が 2020 年 度 か ら「Project PLATEAU」を 主 導仮想モデル」という特徴を持つ（Ketzler ら、2020）。

し、官民を挙げての技術開発・普及が行われている。特

その技術は、製造業や建設業（Harwood & Eaves、に、モバイルの位置情報データと人口統計データを組

2020）、気候や地球システム（Voosen、2020）、医

みあわせた人流データを活用することで、街の動態を療（Liu ら、2019）など、さまざまな分野で広く導入再現することができ、大きな可能性を秘めている。しされており、都市も例外ではない。近年、国や地方自かしながら、CDT 技術は、新興技術であるがゆえに、

治体、大手テック企業が、都市計画や建築環境にデジ技術のガバナンス的側面（例：プライバシー保護や透明

タルツイン技術を適用するようになってきており、シ性）の懸念があげられている。そこで、本報告では、

ティ・デジタル・ツイン（CDT）と呼ばれる分野が注目

EU における CDT プロジェクトをガバナンスの観点かを浴びている（Ketzler ら、2020）。

ら整理し、人流データ・シミュレーションの展望と課題

開発、投資を積極的に行っている。本邦でも、物理空CDT は、データ、分析、計算技術を用いて作成された都市の物理的資産、景観、および人間活動の仮想複製である。CDT を作成する過程には、建物や道路など
都市の構造物の用途や建設年などの活動情報を定義・付与し、地理空間的特性を変換し、都市空間を再現する過程が含まれる（Lei ら、2023 年）。他分野のデジタルを整理する。これらをもとに、わが国における CDT の取り組みへの示唆を整理することを目的とする。

2●

CDT イニシアチブの分析：概要

本章では、異なる CDT プロジェクトについて、そツインとは異なり、CDT では物理的な都市との双方向の類似点や相違点を把握するために、住民参加が進の相互作用を可能にし、仮想環境内での分析やシミュ

ん で い る EU の CDT イ ニ シ ア チ ブ を 選 定 し、 比 較 しレーションを実現できる（Lehtola ら、2022 年 ; Lei

た。計画段階または実施段階で特徴的な市民参加をら、2023 年）。CDT は、都市設計に携わるものにとっ促進する以下の 5 つのプロジェクトを対象として、公て、建設プロジェクトの計画や危機管理など、様々な表文書や関連する記事の分析を行った。具体的には、都市計画や将来起こりうる変化の影響を評価する際にi）EU の CDT プ ロ ジ ェ ク ト で あ る DIGITAL URBAN

必須のツールとなる可能性を秘めている。さらに、シ

EUROPEAN TWINS（DUET）の 実 験 都 市 と し て、

ミュレーションと影響評価により、政策決定者は政策

ベルギーのフランダース地方、チェコのプルゼニ、の影響を評価し、より望ましい解決策にいたることもギリシャのアテネでのデジタルツインと 3 D モデル、大いに期待できる。参加型の市民参画による都市計ii）スイス・チューリッヒ市、iii）英国の国家デジタル

画、相互運用可能なシステムによる統合的な運用、おツインプログラム（National Digital Twin program,

よびデータアクセスの改善なども期待されている。すNDTp）、iv）フランス・ディジョン市の OnDijon、v）

でに、世界では、欧州連合、各国政府（例：シンガポー

オランダの 3 D BAG、の 5 つである。

ル、日本、中国）、民間企業（例：シーメンス、マイク

また、学術機関、自治体、民間企業が主導するプロ

ロソフト、ダッソー・システムズ）、地方公共団体、おジェクトなど、運営主体に違いがあるものを選択し

1 ハーバード大学ポストドクトラル・リサーチフェロー（PhD in Earth and Environmental Engineering）



IBS Annual Report 研究活動報告 2023

45



Ⅲ．フェローシップ最終報告
一方で、他のプロジェクトではより具体的なアウトプットを伴う目的を示していた。例えば、チュー
リッヒ市のプロジェクトは、市政府や第三者が 3 D 空
間データモデルを環境や都市計画の分野で建設プロ
ジェクトの可視化に使用することを目的として明示して い た（Schrotter ＆ Hürzeler、2020）。 さ ら に、
フランスのディジョン市の OnDijon は、施設の 93 ％に LED 照明を設置して大幅なエネルギー削減を達成す
ること、公共空間の安全性を向上させ、危機管理時のより良い連携を展開することなど、より具体的な目標を掲げていた（Metropole）。同様に、オランダの 3 D
BAG は、建物のエネルギー利用、風や汚染物質飛散のシミュレーション、騒音公害、新規プロジェクトの評
図 －1

EU の DUET プ ロ ジ ェ ク ト の CDT の 外 観 とユースケース。上：DUET の CDT の外観。下左：DUET 上

Geoinformation research group, 2022）。

での騒音シュミレーションの結果。下右：DUET 上での大（2）収集データの種類

気汚染シュミレーションの結果。
（出典：DUET 2022）

収 集 デ ー タ に 関 し て み て み る と、NDTp と DUET
は、道路交通情報、大気汚染、熱環境、騒音などの環た。これらの多様なプロジェクトを分析することで、境データに重点を置いていた。一方で、チューリッヒ

データ収集・共有、ステークホルダー間での市民参加なのプロジェクトと 3 D BAG は、地形や空中写真など

ど、CDT の実施・ガバナンスを多角的に検証することの地理情報を中心とし、OnDijon は、交通状況、街灯を意図した。

データ、防犯カメラの映像データなど、市のインフラ（1）各プロジェクトの目的に関するデータに焦点を当てていた。

各プロジェクトの目的を要約すると、NDTp はデー

人の移動に関する人流データは、都市のダイナミッ

タ開発とフレームワーク構築（デジタル建設イギリス

クな性質を考慮するために、都市デジタルツイン技術

センター）、DUET はデータ収集、シミュレーション、のための重要なデータソースである（Haraguchi ら、

政策立案、および公共参加（DUET、2022 a）に焦点

2022）。歴史的には、このタイプのデータは国勢調を当てている。また、チューリッヒ市のプロジェクト

査、移動調査、交通データ、パーソントリップ調査

は、データ収集、シミュレーション、およびデータ公などの方法で収集されてきた。しかし最近では、ス開（Schrotter ＆ Hürzeler、2020）、OnDijon はデー

マートフォンや公共交通用データの世界標準のデータ

タ収集（Metropole）、3 D BAG はデータ収集とシミュ

フォーマットである、標準的なバス情報フォーマット

レ ー シ ョ ン（3 D Geoinformation research group,（General Transit Feed Specification, GTFS）など

2022）を目的に掲げていた。

の新しい IoT データソースも、人流データを収集する

興味深いことに、DUET は、目的とするアウトプッ
トを明示せず、より上位概念であるアウトカムを目的

46

価などに CDT を適用することを目的としていた（3 Dために使用されるようになっている（Haraguchi ら、2022）。

として掲げていた（アウトプットはプロジェクト終了後

CDT 技術は、都市プランナーが新しい方法で人流の成果であり、アウトカムはアウトプットが達成されを分析しシミュレーションすることを可能とする。こた際にもたらされる効果）。具体的には、i）共同政策立

れまでに、機械学習やエージェント・ベース・モデル

案のためのデジタルツインアプローチを作成、ii）より（Agent-based Model, ABM）などの技術を使用して効果的な政策実施のために DT アプローチを実験、iii）

人流シミュレーションが行われてきたが（Haraguchi

拡張性と移植性を通じて広範囲にわたる効果を保証す

ら、2022；Yabe ら、2022）、これらの技術は特定のること、と目的を定めていた。

技術環境やシナリオに限定されてきた。

IBS Annual Report 研究活動報告 2023

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Ⅲ．フェローシップ最終報告表－ 1

対象としたプロジェクト一覧（参照：Haraguchi ら、2023）

これに対し、CDT 技術は、建物、道路、環境など、

年）。また、3 D BAG は研究開発のためにシミュレー

様々な情報源からのデータを組み合わせて人流の完全ションデータを使用することを目的としていた（3 D

なシミュレーションを実現することができる。これにGeoinformation research group, 2022）。

より、都市プランナーはより包括的な方法で人流を分

各 プ ロ ジ ェ ク ト の 計 画 を 比 較 す る と、NDTp、
DUET、 チ ュ ー リ ッ ヒ 市 プ ロ ジ ェ ク ト、 お よ び 3 D

析し、シミュレーションすることができる。
DUET と OnDijon は、 道 路 交 通 情 報 を 使 用 し て 人

BAG は、エネルギー消費や大気汚染などの環境問題

流 デ ー タ の モ デ ル を 作 成 し た（DUET、2022 年 b；や都市設計にかかわるような長期的な課題として都市

Metropole）。特に、DUET はこのモデルを使用してシ構造の分析を行っていた。一方、OnDijon は市民サー

ミュレーションを行い、他のシミュレーションデータ

ビスの改善を目的として設計され、長期的な課題といと組み合わせて危機管理分析や大気汚染などの環境問

うよりは直近の社会課題の解決に焦点を当てていた題に関する決定や政策を実施していた（DUET、2021（Metropole）。

年 9 月 30 日）。

（4）開発者とステークホルダー
CDT の開発には複数のステークホルダーが協働して（3）技術活用
対象プロジェクトにおける CDT 活用法は多様であいるが、様々な形態がみられた。1 つ目は、公共部門る。たとえば、DUET はシミュレーション結果を使用が主導権をとり、他のステークホルダーと共同で開発

して、市民のパブリックコメントを集め、政策立案をし、実施するものである。例えば、チューリッヒのプ支援することを目的としていた（DUET、2021 年 9 月

ロジェクトは GIS Stadt Zurich によって主導され、30 日、2020 年）。一方、チューリッヒ市のプロジェ

チューリッヒ市の 25 のサービス部門、チューリッヒ工

クトは、シミュレーションデータを一般に公開するこ科 大 学、Fachhochschule Nordwestschweiz な どとで、災害防止や汚染対策に対する意識を高めるこのパートナーと共同実施されていた。データは、公益とを目的としていた（Schrotter ＆ Hürzeler、2020

事業や通信会社などから提供を受け、開発を行ってい

IBS Annual Report 研究活動報告 2023

47



Ⅲ．フェローシップ最終報告た。
2 つ目として、研究機関が主導するプロジェクトが挙げられる。オランダの 3 D BAG は、デルフト工科大学によって開発が行われていた。

（6）各プロジェクト報告書でとりあげられている課題
動的モデルの作成に焦点を当てた DUET と OnDijon
プロジェクトでは、クリエイターとユーザーの間で共

最後は、公共部門、民間企業、学術機関の合同イニ通の基盤を見つけることや、個人情報の保護とオー

シアチブまたはコンソーシアムによるものが挙げられ

プンデータの必要性の調和、そして技術的な課題でる。例えば、フランスの OnDijon は、23 の自治体、は、データの統合と取得などが課題として特定されてコンサルティング会社、エネルギー・エネルギーイン

いた。一方、動的モデルを使用しない Zürich と 3 D

フラ会社、水と廃棄物管理会社のイニシアチブによっ

BAG プロジェクトでは、データの統合と取得などの技て開発が行われていた。その他の例には、政府と大学

術的な課題に直面していた。

が共同で主導するもの（NDTp、フランダース地方の動的モデルの開発においては、技術的な課題だけでDUET）、民間企業と NPO の合同組織による開発（アなく、社会的な課題も考慮する必要がある。これにテネの DUET）がみられた。

は、個人情報の保護とオープンデータの促進のバラン

市民参加は、CDT プロジェクトにおいて重要な役

スを取ることや、ステークホルダー間で合意を得るこ割を担い、特にプロジェクトを参加型かつ民主的にすとなどが含まれる。さらに、現在のデータ収集方法はる点においても重要である。DUET やチューリッヒの偏りをもたらす可能性があり、ある都市に定住しておプロジェクト、OnDijon では、政府が開発に中心的ならず一時的に滞在している人口（例：来訪者や国際的な役割を果たしながらも、同時にゲームやアプリの開発

季節労働者など、その場所に定住していない人）などのを通じて技術開発や技術利用に市民参加を促進してい重要な人口セグメントを見逃す恐れがある。この課題た。たとえば、OnDijon プロジェクトでは、市民が生が適切に対処されない場合、都市の問題、例えば都市成したデータをデジタルモデルに接続することのできの分断がさらに悪化し、デジタル上でも都市の分断がるスマートフォンの仕組みを使用して、情報提供者と生じる可能性がある。

して市民参加を容易にしていた。OnDijon は実装段階
では市民参加において高い評価を受けていたが、計画段階では十分に包括的な市民参加がなされなかったた
め、プロジェクトの目標を達成できなかったとの評価

3●

CDT イニシアチブの分析：ガバナンスの観点からも見受けられた（Nicolas、Kim、& Chi、2020）。一

本章では、ガバナンスの下位要素である、透明性、方、DUET は、 ア ジ ャ イ ル 法（Agile methodology）

説明責任、社会包摂、市民参加の観点から、対象プロという手法を用いて計画段階で市民の意見の収集を

ジェクトを比較検討する（Castelnovo ら、2016）。

行っていた（DUET、2020 年 7 月 20 日）。

（1）透明性（5）動的モデル48

Schrotter & Hürzeler、2020）。

透明性（Transparency）とは、市民にとって情報がいくつかの CDT の取り組みでは、時間的な成分を利用可能かつアクセス可能である状態を指し、情報が含 む 可 変 デ ー タ（ 例 え ば、 交 通、 空 気 の 質、 騒 音 ）容易に理解できる形をとり、意思決定過程が公開されを 静 的 デ ー タ（ 例 え ば、 地 形 や 建 物 ）と と も に モ デており市民にとって理解しやすい状態であることを意

ル化し、時空間的に動的なモデルを開発している。

味する（Jacobs et al., 2020）。本項では、CDT プロ

NDTp、DUET、OnDijon の 3 つ の プ ロ ジ ェ ク ト でジェクトの透明性を以下の 2 つの方法で比較検討した。

は、電力使用量や交通状況などの動的モデルを組み入1 つ目に、プロジェクトの計画文書が公開されていれれ て い た（DUET、2022 a; Metropole; the Centre

ば透明性があると定義した。計画文書の公開は、将来

for Digital Built Britain）。一方、チューリッヒのプのプロジェクトの実施および改善（ガイドラインおよびロジェクトや 3 D BAG では、主に地形や建物などの仕様を含む）に対して情報提供を行っていると捉えるこ

静的な要素の3Dデジタル化に焦点が当てられていとができるためである。例えば、NDTp は、開発の枠た（3 D Geoinformation research group、2022 ;組みに関連する複数の計画を公開していた。公開された

IBS Annual Report 研究活動報告 2023



Ⅲ．フェローシップ最終報告

9 つの計画と報告書のうち、4 つが枠組みに関連しておる人々を含めた全ての市民が公平に参加することを指り、英国での国家デジタルツインの原則である Gemni

す（van Gils&Bailey、2021）。つまり、それはすべ

原則、およびそれを促進する情報管理枠組が含まれるての市民が、CDT が提供するサービスやインフラにア（Centre for Digital Built Britain）。一方、チューリッ

クセスでき、参加する機会を平等に持つことを意味す

ヒ市のプロジェクトでは計画を見つけることができなる。昨今の社会の分断を鑑みると重要な課題であるにかった。

もかかわらず、CDT の文脈では包摂性がほとんど議論

透明性に関する2 つ目の項目として、データの利用可能性に注目した。一部のプロジェクトは、データの利用されていないことが判明した。
（4）市民参加

可能性の方針を明示的に発表していた。例えば、2012

市民参加は、市民や関係者が意思決定や実施過程に年以来、チューリッヒ市は公共行政からのデータ提供

積極的に関与することを指す。これには、市民が CDT

を、無償ライセンスの下で提供していた。オランダのプロジェクトに対して意見やフィードバックを提供す

3 D BAGも CC BY 4 .0のライセンスで提供していた。

る機会を与えられ、市民の意見が反映された意思決定（2）説明責任や実施が行われている状態を含む。市民参加は、市民説明責任（Accountability）は、意思決定者や実行の CDT への要望や懸念に応えるためにも重要である。

者が自身の意思決定や実行について説明する義務を意

ちなみに、前述の包摂性は、経済的地位、性別、人味する（Jacobs ら、2020）。今回は、オープンデー

種、民族、宗教に関係なく、広範な都市住民を包括的

タライセンスの枠組みやプライバシーに関する規制にに扱うことを意味する。一方で、参加は、市の計画や基づく CDT 技術の設計と実行がどのように行われてい課題において市民の意見を取り入れることや過程を意るかを検討した。

味し、全市民を包括的に含めた参加、包摂性の高い参1 つ目に、過去に実行されたプロジェクトに関する

加がより望ましい。

説 明 責 任 文 書 と し て 報 告 書 を 分 析 し た。DUET は、

CDT に関する市民参加には 2 種類のものがある。

CDT 実装の各領域（データ管理、プライバシー、CDT

1 つは CDT プロジェクトの設計・開発段階における参構築および分析技術）について報告書を公開してお加、もう 1 つは、完成した CDT を活用しながら、都り、実証実験の進捗状況報告を定期的に公開し、デー市計画の意思決定段階での参加である。DUET は市民

タ操作および意思決定に関する計画も公開していたに CDT プロジェクトの設計・開発過程に参加させて（DUET、2022 b）。DUET の 実 証 実 験 は 完 了 し、 そいた。そこでは市民を含む各ステークホルダーと面談の結果に関する報告書が公開されていた。さらに、し、アジャイル法（agile methodology）といわれる

DUET では、倫理面に関する報告書や政策報告書な方法論を用いて CDT に含めるべき機能を特定していど、関連する多様な文書が公開されていた。また、

た（DUET、2020 年 7 月 20 日 ）。 市 民 を 含 む 関 係 者

チューリッヒ市のプロジェクトでは、利用規約、CDT

は、開発計画の初期段階からプロジェクトに参加して製品の説明、および公共 CDT の技術に関するレポート

いた。彼らの視点や意見は CDT の開発優先順位の評価を公開していた（Stadt Zürich）。

に要約され、考慮されていた。特に、18 件の要約され2 つ目に、プライバシーに関するガイドラインや標準に関連する文書を分析した。DUET は、景観規制、

た公開意見のうち、12 件は市民からのものであった（DUET、2020 年 7 月 20 日）。

プライバシー影響評価（PIA）など、複数の計画やガイ

一方、チューリッヒと OnDijon のプロジェクトでドラインを公開していた。DUET および OnDijon は、は、市民が CDT 技術の使用と実装過程に参加するこ

一般データ保護規則（GDPR）に準拠するとし、倫理ととを奨励していた。たとえば、OnDijon では、スマー

データガバナンス委員会を設立していた。

トフォンアプリを介して入力された情報がデジタルモ（3）社会包摂性

デルに接続され、市民が情報提供者としての役割を果

社会包摂性（Social inclusion）とは、CDT プロジェ

た し て い た（Metropole）。 ま た、 チ ュ ー リ ッ ヒ の プ

クトがもたらす便益や機会に、周辺化された社会集団

ロジェクトでは、作成されたデジタルモデルを利用し（Socially marginalized groups）や不利な立場にあたゲームが開発されていた。市民に広くゲームを利用

IBS Annual Report 研究活動報告 2023

49Ⅲ．フェローシップ最終報告
するよう奨励することで、市民の関心や意見を集め、品質、能力、洗練度、または目標に対する進捗状況をフィードバックを得ることを狙っていた。実証実験さ測定するための枠組みである（Becker et al.、2009れた技術の利点として、自宅で柔軟な時間に参加で

年 ; Warnecke et al.、2019 年）。成熟度モデルは、Cき、参加が容易であることが挙げられる（Schrotter ＆D T の分野外では、スマートシティ（Aljowder、Ali、

Hürzeler、2020）。一方で、3 D BAG では市民参加＆ Kurnia、2019 年 ; Warnecke et al.、2019 年）、が限定され、NDTp では市民参加の事例は見当たらな

IT 業 界（Wendler、2012 年 ）、 交 通（Hausladen ＆かった。

Schosser、2020 年）など様々な分野で、デジタルト

このように CDT は、市民にとってよりエビデンスに

ランスフォーメーション技術の開発の現状やリスク・機基づいた意思決定や参加のツールとして役立ち、CDT会を評価するために使用されている（Teichert、2019

を通じて市民の参加機会と行政へのアクセスを増やす年）。しかし、CDT に適用される成熟度モデルは未発

こ と が 可 能 と な る（Ketzler ら、2020；Schrotter ＆展であり、CDT に特化した成熟度モデルの必要性が今

Hürzeler、2020）。

後ますます高まるであろう。

4
●

終わりに

謝辞

本研究は、欧州で進行中の CDT プロジェクトの概本プロジェクトの実施にあたっては、リサーチアシ要を調査し、人流シミュレーションや技術ガバナンス

スタントである京都大学大学院博士課程後期舟橋知生の観点から CDT の課題を評価したものである。CDT

さんに多大なご尽力をいただきました。ここに感謝いは、近年発展が目覚ましい新技術であり、その概要をたします。

つかむことは容易ではない。しかしながら、今回の研究を通じて、EU のプロジェクトから学べる点として、

50

CDT の発展レベルに応じて、データの提供から意思決

参考文献

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１）Ketzler, Bernd, et al.“Digital twins for cities:

れた。これにより、CDT の効果を高め、その技術の社

A state of the art review.”Built Environment会受容性を向上させることが期待できる。一方、EU の46 . 4（2020）.

プロジェクトでも社会包摂性に対する十分な取り組み

２）H a r w o o d , S t e p h e n , a n d S a l l y E a v e s .

が行われていないことが明らかになった。世界をリー“Conceptualising technology, its

ドするためにも、わが国の CDT は、積極的に社会包

development and future: The six genres of

摂性に取り組むべきである。そのためには、建物や地

technology.”Technological forecasting and

形データだけでなく、社会経済分野を含む多種多様な

social change 160（2020）.

データを取り込んでいくべきである。また、プライバ

３）Voosen, Paul.“Europe builds‘digital twin’of

シーに配慮しながらも、人流データを取り込み、サイ

Earth to hone climate forecasts.”（2020）.

バー空間上で人流のシミュレーションを行うことは、

４）Lei, Binyu, et al.“Challenges of urban digital

長期的なまちづくりの計画をたてる際に重要である。

twins: A systematic review and a Delphi

わが国の CDT は、国土交通省が主導し、都市空間情expert survey.”Automation in Construction

報デジタル基盤構築支援事業（PLATEAU 補助制度）

147（2023）.

として進められている。各地方公共団体はこの支援を

５）Lehtola, Ville V., et al.“Digital twin of a city:

受けることができるが、実施者や開発者向けに、技術

Review of technology serving city needs.”

開発と制度作りの進捗状況を評価する枠組みが必要とInternational Journal of Applied Earth

なってくる。本研究は結論として、その評価の枠組み

Observation and Geoinformation（2022）.

として、成熟度モデル（Maturity Model）が有効であ

６）DUET. （2022 a）. Digital Urban European

ることを指摘する。成熟度モデルは、技術の成熟度、Twins. Retrieved from https://www.

IBS Annual Report 研究活動報告 2023



Ⅲ．フェローシップ最終報告
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51