Digitaler Zwilling

Der Digitale Zwilling als Herzstück der Smart City und Smart Region.

Was verstehen wir unter einem Digitalen Zwilling?

Die Urbanisierung und Digitalisierung und die damit einhergehend zunehmende Komplexität in der Gestaltung und dem Management unserer Städte erfordert neue Methoden zur Vernetzung der Akteure. Digitale Zwillinge verstehen wir dabei als das Herzstück von Smarten Städten und Regionen. Die virtuelle Repräsentation der Stadt und Region ermöglicht die Verknüpfung verschiedenster Systeme und Prozesse über die Fachdomänen hinweg und kann Entscheidungen transparenter, effizienter und nachhaltiger machen.

Der Digitale Zwilling als zentrale visuelle Plattform erleichtert die Kommunikation innerhalb der Verwaltung und mit den Bürgern. Durch das Einbetten von Planungsvorhaben im 3D-Stadtmodell können Zukunftsszenarien veranschaulicht und Umgebungseffekte besser verstanden werden. Zusätzlich lässt sich durch die Einbindung von Echtzeitdaten, beispielsweise im Hinblick auf Verkehr oder Klima, der Puls der Stadt messen, um zeitnah und mit Überblick zu agieren.

 

Die Urbane Simulation erweckt den Digitalen Zwilling zum Leben. Sie erlaubt die systematische Untersuchung von Was-Wäre-Wenn-Szenarien und hilft dabei, schnell und zuverlässig verschiedene Handlungsoptionen abzuleiten. Mobilitätskonzepte, Klimaereignisse oder Massenveranstaltungen lassen sich im Vorfeld simulieren und im virtuellem Stadtraum darstellen. Es braucht im urbanen Raum die bestmöglichen Vorhersagen, um Potenziale zu erkennen und Gefahren abzuschätzen – Simulationen im Digitalen Zwilling sind dafür das zentrale Instrument.

Anwendungsgebiete

Bürgerinformationssystem

Immer mehr Entscheidungsträger erkennen, dass ein Digitaler Zwilling als ein universelles und zentrales 3D-Auskunftssystem zukünftig unverzichtbar sein wird. Der hohe Informationswert, die gute räumliche Lesbarkeit und damit einhergehend die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten machen den Digitalen Zwilling zu einem wertvollen Werkzeug für unterschiedlichste Fragestellungen. Dabei ist die aktive Nutzung des Stadtmodells stets zukunftsorientiert, denn je mehr es mit Informationen angereichert und verknüpft wird, umso vielseitiger und wertvoller wird es.

Kulturelle Points of Interest der Stadt Kassel im Digitalen Zwilling kartiert. | Quelle: © Stadt Kassel

Entwurf Zentralklinikum & Planungsgebiet Brombach-Ost im 3D-Stadtmodell der Stadt Lörrach | Quelle: © Stadt Lörrach

Digitale Stadtplanung

Die digitale Stadtplanung im 3D-Kontext bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Ein Beispiel hierfür ist die Stadt Lörrach an der Grenze zur Schweiz. Lörrach stellt seinen Bürgern ein öffentliches 3D-Stadtmodell zur Verfügung, in dem Entwürfe und Planungen von Bauobjekten im Kontext der Stadtumgebung visualisiert werden. Dadurch ist bereits früh erkennbar, wie sich beispielsweise Sichtachsen verändern und Planungen in die Umgebungsbebauung einfügen.

Integration von Fachdaten

Die Integration von verschiedenen Fach- und Infrastrukturdaten ist ein wesentlicher Bestandteil des Digitalen Zwillings. Beispielsweise lassen sich 3D Geodaten in Form von Leitungskatastern, Baumkatastern, Hochspannungsleitungen, Windkraftanlagen sowie auch BIM Modellen im Digitalen Zwilling abbilden. Dadurch wird der Digitale Zwilling fachgebietsübergreifend einsetzbar. Die Anwendungen der Städte Bremen (Bäume, Hochspannungsleitungen, Windkraftanlagen) und Rotterdam (unterirdisches Leitungskataster) sind hierfür eindrucksvolle Beispiele.

Transparentes Gelände zeigt unterirdisches Leitungskataster im Digitalen Zwilling der Stadt Rotterdam | Quelle: © Stadt Rotterdam

Visualisierung der unterschiedlichen Gefahrenzonen bei Sprengung von Bomben inklusive Splitterflug und Druckwelle im 3D-Stadtmodell | Quelle: © Stadt Frankfurt

Urbane Simulation

Der urbane Raum ist sensibel und komplex. Daher braucht es die bestmöglichen Vorhersagen, um Potenziale zu erkennen oder Gefahren abzuschätzen. Unsere Lösung im Bereich Urbane Simulation koppelt 3D-Stadtmodelle mit numerischen Simulationen und Analysen.

Mobilität

Nachhaltige Mobilitätskonzepte und Verkehrsszenarien können im Digitalen Zwilling erforscht, simuliert und analysiert werden. Ein virtuelles Testfeld diente im Forschungsprojekt SAVe als Grundlage für die Entwicklung automatisierten und vernetzten Fahrens.

Verkehrssimulation im 3D-Stadtmodell für die Entwicklung automatisierten und vernetzten Fahrens | Quelle: © Forschungsprojekt SAVe

Einbindung von IoT-Sensorik zur Echtzeit-Messung von Verkehrsflüssen im Digitalen Zwilling der Stadt Ghent | Quelle: © Stadt Ghent

IoT

Das Forschungsprojekt DUET (Digital Urban European Twins) zeigt den Nutzen von IoT-Sensorik und der Verarbeitung großer offener Datenquellen durch Cloud- und Hochleistungs-Computing im Bereich Stadtverwaltung. Im Rahmen des Horizon 2020 Projekts der EU werden verschiedene Anwendungen in der Region Flandern (Belgien) sowie in den Städten Athen (Griechenland) und Pilsen (Tschechische Republik) entwickelt und getestet.

Produkte

VC Blastprotect

Simulation von Detonationsszenarien in bislang nicht erreichter
Genauigkeit und Geschwindigkeit.

VC Publisher

Der Aufbau eines digitalen Stadtmodells kann so einfach sein – der Publisher überzeugt mit Intuitivität und Performance.

VC View

Schlüsselfertige Webanwendung zur Visualisierung von Geodaten in allen Dimensionen.

VC Planner

Entwürfe im Kontext der Umgebungsbebauung erstellen und einbinden – schnell und einfach mit nur einer Softwarelösung.

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