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Banner für Heft 2/2021 mit dem Titel "Bereit für den Wandel". Neben dem Schriftzug ist ein muskulöser Gewichtheber mit einer großen Hantel zu sehen.

Digitale Zwillinge für die Stadt von morgen

Möglichst schnell möglichst weit weg sollte es im Herbst 2017 gehen, als sich der Hurrikan Irma im Anzug auf den US-Amerikanischen Bundesstaat Florida befindet. Problem: Was tun, wenn man nur ein Elektro-Auto mit der gerade für amerikanische Verhältnisse geringen Reichweite von 320 Kilometern hat?

Das Modell einer Stadt mit vielen Hochhäusern ragt aus einer Virtual Reality-Brille heraus.
Hilfe mit digitalem Zwilling

Hersteller Tesla schaltete seinen Kunden aus der Ferne kurzerhand kostenlos zusätzliche Akku-Kapazität und damit zusätzliche Meilen frei. Möglich war diese Hilfestellung, weil Tesla von jedem verkaufen Fahrzeug ein digitales Abbild besitzt, das solche Ferneingriffe in die Softwaresteuerung zulässt – im Normalfall allerdings gegen Bezahlung.

Von Schifffahrt bis Industrie

Solche digitalen Zwillinge setzen sich in vielen Wirtschaftszweigen durch: Schiffsbetreiber erkennen mit ihrer Hilfe aus tausenden Seemeilen Entfernung, welche Teile gewartet werden müssen und können für den nächsten Hafenanlauf schon die Techniker buchen und Ersatzteile bestellen. Industriebetriebe planen mit ihnen komplexe Produktionsanlagen und simulieren dafür sämtliche Prozesse.

Im Flugverkehr spielen digitale Zwillinge ebenfalls eine Rolle. Die Deutsche Welle beleuchtet die Zukunft des Fliegens in einem Feature.

Städte mit 3-D-Modellen abbilden

Jetzt ist der digitale Zwilling auch in Städten auf dem Vormarsch. Hamburg, Leipzig und München gehören in Deutschland zu den Vorreitern. Hamburgs kommissarischer Projektleiter Adrian Fiedler erklärt: „Wir wollen nicht nur ein datenbasiertes, digitales 3-D-Modell unserer Stadt mit Gebäuden, Verkehrswegen und Grünflächen schaffen, sondern auch die Prozesse abbilden, die in einer solchen Stadt ablaufen.“

Stadtentwicklung

Die drei Metropolen suchen sich unterschiedliche Anwendungsgebiete der integrierten Stadtentwicklung aus, um neue „Use Cases“ zu testen. Das können beispielsweise die Verkehrsströme zu unterschiedlichen Tageszeiten sein. Verkehrsbehinderungen, etwa durch Baustellen, lassen sich so prognostizieren.

„Zum Beispiel werden wir im Digitalen Zwilling simulieren, wie sich neue Gebäude in ein bestehendes Quartier einfügen.“

Adrian Fiedler, Hamburgs kommissarischer Projektleiter
Anschaulich planen

Ganze Stadtteile mit ihren sozialen Infrastrukturen wie Krankenhäusern, Kitas und Pflegeeinrichtungen lassen sich digital abbilden. So wird wirklich anschaulich, was sich in einem Quartier verändern wird. Man kann im Vorfeld die Einwohnerzahl und den Energieverbrauch kalkulieren, wie viele Kindergartenplätze man braucht, ob Naherholungsflächen umgestaltet werden müssen, wie die Verkehrsführung aussehen sollte.

Die Stadt München erklärt, was ein digitaler Zwilling ist und informiert über die Umsetzung in der bayerischen Landeshauptstadt:

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Mit Bürgerbeteiligung

Neben Verwaltung und Politik können sich auch Bürgerinnen und Bürger über Planungs- und Beteiligungsverfahren ein viel besseres Bild machen als das mit herkömmlichen 2-D-Karten möglich ist. „Das ist eines der Vorhaben des Projektes, die Bevölkerung stärker in Planungsprozesse mit einzubeziehen“, sagt der kommissarische Projektleiter.

Modell sein

Ein zweites Ziel besteht darin, die Ergebnisse der Modellprojekte zu teilen. „Wir wollen erreichen, dass möglichst viele Städte und Kommunen die einzelnen Bausteine übernehmen und für ihre jeweiligen Anforderungen mit ihren eigenen Ideen maßgeschneidert anpassen können“, macht Fiedler klar. Die Modellstädte setzen daher auf engen Informationsaustausch, und – wo immer es geht – auf Open-Source-Software und offene Standards.

Digital-Talente für die Städte

Bis die ersten urbanen digitalen Zwillinge laufen lernen, ist noch ein wenig Pionierarbeit zu leisten. Projektmanager, IT-Spezialisten, Geodatenexperten und zahlreiche weitere Fachleute müssen ihre Expertise bündeln und zusammenwirken. Die Modellstädte profitierten gleichsam doppelt, dessen ist sich Projektleiter Fiedler sicher: „Denn wir nutzen den digitalen Zwilling als neue und moderne Methode in der Stadtplanung und binden dabei digitale Talente an unsere Städte“.

beenhere

Projekt „Connected Urban Twins“

Die Städte Hamburg, München und Leipzig arbeiten im Projekt „Connected Urban Twins – Urbane Datenplattformen und Digitale Zwillinge für integrierte Stadtentwicklung zusammen. Ziel ist es, neue, innovative Anwendungsfälle für die Stadtentwicklung und Beteiligungsformen zu entwickeln. Grundlage dafür sind die sogenannten „Digitalen Zwillinge“.

Das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat (BMI) fördert das Projekt zwischen 2021 und 2025 mit rund 21 Millionen Euro Fördergeld. Das gesamte Projekt kostet circa 32 Millionen Euro, die restliche Summe bringen die Städte selbst auf.

(Text: Kristina Behrend)

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