Neue Studie: Tempo 30, Stadtklima, Extremwetter – wie digitale Zwillinge die Stadtplanung verändern

In der Industrie sind virtuelle Abbilder von Maschinen und Prozessen nicht mehr wegzudenken. Auch in der Stadtentwicklung halten digitale Zwillinge zunehmend Einzug: als interaktive Weiterentwicklungen von 3D-Stadtmodellen, die vielfältige Daten zu einem realitätsnahen digitalen Abbild der Stadt bündeln.

Leitfaden für Kommunen zum Aufbau eines digitalen Zwillings

Infografik — Grobarchitektur eines digitalen Zwillings in Kommunen | Quelle: eigene Darstellung für Studie „Digitale Zwillinge: Potenziale in der Stadtentwicklung“ (BBSR 2023)

Viele Kommunen arbeiten derzeit am Einsatz von digitalen Zwillingen. Für sie und alle anderen interessierten Städte und Gemeinden fasst die Studie Grundlagen, Anforderungen und Praxisbeispiele systematisch zusammen. Sie zeigt, dass digitale Zwillinge nicht nur der Visualisierung dienen, sondern vor allem der Simulation von Szenarien: Wie wirkt es sich auf Staus aus, wenn in der Innenstadt flächendeckend Tempo 30 eingeführt wird? An welchen Orten drohen bei Starkregen Überschwemmungen? Und wo lassen sich Bäume pflanzen, um das Stadtklima zu verbessern?

Auf Basis dieser Grundlagen entwerfen die Autorinnen und Autoren ein konzeptionelles Modell für die Entwicklung eines digitalen Zwillings. Ein Leitfaden zeigt einen idealtypischen Ablauf von der Zielsetzung bis zur Umsetzung, erläutert wesentliche Bausteine und gibt Hinweise zum Vorgehen.

Dabei sind erste Erfahrungen aus den MPSC eingeflossen: 29 der 73 geförderten Projekte hatten in einer Befragung des Forschungsteams den Aufbau eines digitalen Zwillings als Ziel formuliert. Im Verbundprojekt Connected Urban Twins entwickeln die Städte Hamburg, Leipzig und München Anwendungsfälle für digitale Zwillinge gemeinsam weiter. In Mönchengladbach gibt es einen Prototyp für ein kleines Projektgebiet, in Freiburg sind Geodateninfrastruktur und -management schon Teil des digitalen Zwillings der Stadt.

Auch weitere nationale und internationale Beispiele wurden ausgewertet: Die Stadt Herrenberg nutzt digitale Zwillinge bereits in der Praxis: Sie simuliert damit den Stadtverkehr, analysiert die räumliche Verteilung von Wetterereignissen oder lässt die Bevölkerung über eine App wahrgenommene Angsträume abbilden.

„Digitale Zwillinge können einen wertvollen Beitrag zu einer integrierten Stadtentwicklung und einer qualitativ hochwertigen und effizienten Planung leisten“, betont Vilim Brezina, der die Studie im BBSR wissenschaftlich begleitet hat. „Es ist davon auszugehen, dass sich die Investition in ihren Aufbau aufgrund der immer komplexer werdenden kommunalen Planungsanforderungen bereits kurzfristig auszahlt.“

Begleitforschung Modellprojekte Smart Cities

Die vom Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) herausgegebene Publikation „Digitale Zwillinge – Potenziale in der Stadtentwicklung“ ist Ergebnis aus der Begleitforschung der Koordinierungs- und Transferstelle (KTS) der Modellprojekte Smart Cities (MPSC). Das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE) und das Fraunhofer-Institut für Arbeitswissenschaft und Organisation (IAO) haben die Studie erarbeitet.

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