Start Digitale Stadtplanung Bentley Systems spricht über digitale Zwillinge bei der Stadtplanung

Bentley Systems spricht über digitale Zwillinge bei der Stadtplanung

Bentley Systems (Nasdaq: BSY) ist ein global tätiger Anbieter für Infrastruktur-Engineering-Software. Das Unternehmen entwickelt innovative Software, um die Infrastruktur der Welt zu verbessern und damit sowohl die globale Wirtschaft als auch die Umwelt zu unterstützen. Seine branchenführenden Softwarelösungen werden von Fachleuten und Organisationen jeder Größe für Planung, Bau und Betrieb von Straßen und Brücken, Eisenbahn und Verkehr, Wasserversorgung und Abwasserentsorgung, öffentlichen Versorgungseinrichtungen, Gebäuden und Hochschulen sowie Industrieanlagen eingesetzt.

Im nachfolgenden Interview erklären uns Richard Vestner und Teresa Elliott, welche Potenziale die Verwendung von digitalen Zwillingen für eine entscheidungsbasierte und nachhaltige Stadtentwicklung entfalten können.

1. Anwendungsfälle für digitale Zwillinge

Welches sind einige der Anwendungsfälle für digitale Zwillinge, bei denen Sie bereits mit Städten gearbeitet haben, und welchen Wert hat der Einsatz dieser Technologie?

Verbesserung der Zusammenarbeit in einem riesigen Ökosystem von Interessenvertretern und Bürger*innen der Stadt

Teresa Elliott: Städte brauchen Verfahren und Prozesse, um schnell Überzeugungsarbeit leisten zu können und um Pläne und Projektinformationen in einer umfassenden und visuell ansprechenden und überzeugenden Weise zu kommunizieren. Diese Prozesse helfen allen Beteiligten, einschließlich Anwohnern, die Auswirkungen von Plänen und Projekten zu sehen, die ihre Sicherheit verbessern und zum Beispiel Verkehrsstaus in der Nähe von Projektstandorten vermeiden könnten. Durch den Einsatz von Lösungen unter Verwendung digitaler Zwillinge können Städte eine schnelle, einfache und visuelle Möglichkeit bieten, Stadtprojekte erfolgreich zu kommunizieren, zu fördern und interaktiv zu teilen, um Zustimmung zu erhalten und Investoren zu akquirieren. Dazu gehört die Bereitstellung digitaler Erlebnisse mittels Mixed Reality und Wearables oder Visualisierung und Crowdsourcing über Kanäle wie Web, Mobiltelefone, Touchscreens und digitale Plakatwände.

Modellierung, Simulation und Kommunikation potenzieller Belastbarkeitsprobleme der Infrastruktur

Teresa Elliott: Extreme hydrometeorologische Ereignisse in Verbindung mit einer raschen Urbanisierung und Versiegelung lösen Überschwemmungen aus, die große Schäden an der Infrastruktur verursachen, die Sicherheit der Menschen beeinträchtigen und die Wirtschaft schwächen. Hochwasserbelastbarkeit bezieht sich auf ein umfassendes Management von Hochwasserrisiken, um die Auswirkungen zu minimieren und sich schnell von Störungen zu erholen, die durch das Hochwasserereignis verursacht wurden. Städte können genaue und zuverlässige Risiko- und Analysedaten an Behörden weitergeben, die sich mit Hochwasservorsorge, Hochwasserbewältigung, Hochwasserwiederherstellung und Hochwasserminderung befassen. Entscheidungsträger*innen können die besten Entscheidungen treffen, indem sie verwertbare Erkenntnisse frühzeitig nutzen, um Warnungen auszusprechen und die Reaktion hervorzurufen, die die öffentliche Sicherheit erhöhen und Schäden an der Infrastruktur verringern, während gleichzeitig Unterbrechungen von Dienstleistungen minimiert, zusätzliche Kosten zur Schadensbegrenzung vermieden und die Reaktionszeiten verkürzt werden. Darüber hinaus können die Versorgungsunternehmen die Informationen aus den Szenarien nutzen, um Abmilderungsstrategien festzulegen, einschließlich einer Kosten-Nutzen-Analyse von Änderungen an den Versorgungssystemen, um zukünftige Systemprobleme zu entschärfen.

Hochwasser Simulationen für mehr Resilienz – Durch digitale Infrastruktur-Zwillinge erhalten Städte fortschrittliche und integrierte Hochwassermodellierung und -simulation, die das Verständnis und die Minderung von Hochwasserrisiken aufgrund der komplexen Reihe miteinander verbundener Prozesse von Stadt-, Fluss- und Küstensystemen erleichtert. Reality Modeling Lösungen bieten zusammen mit offenen Simulationsanwendungen die Möglichkeit, Risikobewertungen im Stadtmaßstab durchzuführen, einschließlich Was-wäre-wenn-Szenarien und Notfalltriagen nach einem Ereignis.

Verbesserung der Mobilität durch Modellierung und Simulation

Teresa Elliott: Digitale Zwillinge können dazu beitragen, die Raumnutzung zu optimieren, um die Planung und den Entwurf von Gebäuden zu verbessern. Sie können auch zur Erhöhung der Sicherheit, Effizienz und Einnahmen eingesetzt werden. Dazu gehört die Möglichkeit, den Fußgängerverkehr innerhalb und um Infrastrukturanlagen wie Bahn- und U-Bahnstationen, Stadien, Einkaufszentren und Flughäfen sowie die Bereiche um diese Strukturen herum zu simulieren und zu analysieren. Digitale Zwillinge können zum präzisen Testen von Entwürfen sowie von betrieblichen und kommerziellen Plänen zur Verbesserung der Begehbarkeit, der Wegfindung, der Leitung von Menschenmengen und der Sicherheit eingesetzt werden. Darüber hinaus können die Ergebnisse dieser Simulation dann freigegeben werden und so die Planung der öffentlichen Sicherheit, der sozialen Distanzierung, von Projekten und vielem mehr unterstützen.

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Große Datenmengen, einschließlich der Erfassung von Mobilitätsdaten durch persönliche Geräte und Fahrzeuge, stellen sowohl eine Herausforderung als auch eine Chance für die Eigentümer der Infrastruktur dar. Mithilfe von digitalen Zwillingen nutzen Anwendungen, die multimodale Transportsysteme unterstützen, diese Daten auf gute Weise. Durch die Verwendung zeitnaher und genauerer Verkehrsdaten können Verkehrsbehörden und Städte die Entscheidungsfindung über den gesamten Lebenszyklus hinweg verbessern – vom Entwurf über die Konzeptplanung bis hin zum Betrieb. Anwender nutzen die vorausschauende Verkehrsanalyse, um sichere, effiziente und umweltverträgliche Mobilitätssysteme für Städte, Regionen und Nationen zu entwerfen, zu testen und zu optimieren.

Verbesserung der Infrastruktur mit der Simulations- und Modellierungssoftware LEGION – Erkunden, wie Fußgänger*innen und Menschenmengen mit der Infrastruktur bei der Vorbereitung von Großveranstaltungen interagieren, um den Ein-/Austritt oder potenzielle Staubereiche besser zu verstehen. Hierbei hilft LEGION mit der Simulation von Menschenmengen und OpenCities Planner visualisiert eine Menschenansammlung für eine Veranstaltung in der Stadt zusammen mit Points of Interest für den nächstgelegenen U-Bahn-Eingang sowie Austrittspunkten aus dem Bereich.

2. Wie viel Open Source ist im Spiel?

Die von Ihnen erwähnten Anwendungsfälle zeigen die Einsparung von Ressourcen und die Verbesserung der Kommunikationsgrundlagen durch digitale Zwillinge. Wie offen ist die Datenverwaltung in diesen Anwendungen organisiert und wie viel Zugriff haben die beteiligten Akteure darauf?

Richard Vestner: Bentley Systems baut auf einer offenen, vernetzten Datenumgebung (Connected Data Environment, CDE) auf, die digitalen Kontext, digitale Komponenten und digitale Workflows unterstützt. Durch die Ermöglichung einer offenen CDE können Städte konsistente, vertrauenswürdige und genaue Informationen besser managen und darauf zugreifen. Stadtverwaltungen und Dritte können die Vorteile eines offenen, integrierten und vernetzten Frameworks teilen, um eine Zusammenarbeit zu ermöglichen, die Entscheidungsfindung zu verbessern und bessere Projektergebnisse und leistungsfähigere Anlagen zu liefern. Damit können Städte offen und in Echtzeit auf Informationen innerhalb digitaler Engineering-Modelle zugreifen, sodass Engineering-Technologien (ET) mit Informationstechnologien (IT) und Betriebstechnologien (OT) zusammengeführt werden können, um den Durchsatz, die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Infrastrukturanlagen zu verbessern.

Auf dem Weg zur Digitalisierung – Bringen Sie die wichtigsten Beteiligten stärker in die Entscheidungsfindung ein und helfen Sie mit, Planungs- und Ausführungsfehler zu begrenzen, indem Sie eine gemeinsame Projektvision schaffen. Helfen Sie allen, die Auswirkungen von Entwürfen und Projekten besser zu verstehen, was potenziell die Sicherheit verbessern und dazu beitragen kann, durch Pendler entstehende Staus in der Nähe von Projektstandorten zu vermeiden.

Offen hat mehrere Bedeutungen. Erstens bedeutet es, für mehrere Disziplinen offen zu sein. Zweitens bedeutet es Offenheit für Analyse und Simulation. Drittens können Benutzer aus jeder offenen Anwendung heraus multidisziplinäre Ergebnisse erstellen und multidisziplinäre Konfliktlösungen durchführen. Nicht zuletzt unterstützt die offene CDE-Plattform von Bentley – unsere „iTwin-Plattform“ – auch Anwendungen von Drittanbietern und wurde auf GitHub veröffentlicht, sodass Benutzer unsere iTwin-Modellbibliothek verwenden können, um ihre eigenen digitalen Zwillinge zu erstellen, was Innovation, Kreativität und Skalierbarkeit ermöglicht.

3. Urbane Kontextualisierung

Obwohl die Notwendigkeit, den urbanen Kontext bei neu entstehenden Stadtentwicklungsprojekten aus städteplanerischer Sicht zu berücksichtigen, unbestritten ist, stellt sich die Frage, ob digitale Zwillinge dies technologisch möglich machen. Was ist das Potenzial des digitalen Zwillings von Bentley Systems?

Richard Vestner: Digitale Zwillinge in der städtischen Infrastruktur sind bahnbrechend, da sie eine virtuelle Kopie aller relevanten städtischen Einrichtungen und Abläufe nahezu in Echtzeit darstellen und es Entscheidungsträgern ermöglichen, die Leistung eines Stadtsystems zu verstehen und vorherzusagen.

Mit unseren Lösungen für digitale Zwillinge können Sie vertrauenswürdige Informationen mit allen Abteilungen der Stadtverwaltung und mit dem Design- und Bauökosystem teilen, um die Infrastruktur von der Planung bis zum Betrieb zu unterstützen, sodass echtes Lebenszyklusmanagement ermöglicht wird. Diese Lösungen basieren auf unserer offenen und vernetzten Datenumgebung (CDE), in der unterschiedlichste Datenquellen vereinheitlicht und integriert werden. So können verschiedene Anwendungen wie GIS, 3D-Stadtmodelle oder BIM miteinander verknüpft und Veränderungen systematisch verfolgt, verwaltet und visualisiert werden.

Damit liefern unsere digitalen Zwillinge umsetzbare Erkenntnisse für wichtige Entscheidungsträger. Sie ermöglichen es Fachleuten der Stadt, bessere Entscheidungen auf Projekt-, Anlagen-, Netzwerk-, System- oder Unternehmensebene zu treffen. Datenflüsse zwischen der physischen Anlage und dem digitalen Zwilling geben Einblicke und schaffen Möglichkeiten für Eingriffe in die physische Anlage.

Schließlich ermöglichen digitale Zwillinge durch ihre Offenheit leistungsstarke, kollaborative städtische Teams sowie die Zusammenarbeit mit allen Beteiligten und der Öffentlichkeit. Je nach Nutzung können natürlich verschiedene Ebenen von Information, Vertraulichkeit und Zugang vordefiniert werden. Wenn eine Stadtverwaltung zum Beispiel Rückmeldungen zu Entwurfsvorschlägen benötigt, kann die 3D-Modellierungstechnologie dabei helfen, den Beratungsprozess für den Entwurf im Stadtmaßstab zu beschleunigen und zu verbessern. Dies kann einen leichter zugänglichen Beratungsprozess schaffen und Hindernisse, die einer Teilnahme entgegenstehen, wie Kosten, Zeit und technisches Wissen, abbauen.

Da Städte ein hochkomplexes System von Systemen sind, müssen sie sich mit mehrdimensionalen Triebkräften befassen, die Transparenz, Effizienz und Widerstandsfähigkeit erfordern und Entscheidungen in Bezug auf Investitionen und Betrieb bedingen. Die digitalen Zwillinge von Bentley Systems bieten Kontext, Chronologie und Komponenten, um diese Herausforderung zu bewältigen.

Streamen Sie große digitale Zwillinge online, um Projekte zu visualisieren. Schließen Sie ganze Städte ein und gehen Sie mit einer Kombination aus Geländemodellen, Realitätsnetzen und semantischen 3D-Stadtmodellen bis auf Straßenebene hinunter.

4. Umgang mit knappen Kommunalhaushalten

Wie gehen Sie mit knappen kommunalen Budgets um, die für viele Gemeinden den Betrieb innovativer Technologien wie digitale Zwillinge ausschließen könnten? Welches Finanzierungsmodell wird als Grundlage für die Nutzung eines digitalen Zwillings verwendet?

Richard Vestner: Wir spüren eine starke Nachfrage nach digitalen Lösungen in Zeiten, in denen die Pandemie zu sozialer Distanzierung, neuen Arbeitsweisen und Fernüberwachung und -steuerung drängt. Daher signalisiert uns die Rückmeldung des Marktes eine Verlagerung der Investitionen innerhalb der Stadt hin zu digitaler Technologie, um die Infrastruktur intelligenter auszustatten. Im Gegenzug ermöglicht dies bessere und nachhaltigere Investitionsentscheidungen und geringere Betriebsausgaben, sodass die Lebenszykluskosten der Stadt insgesamt gesenkt werden. Öffentliche Budgets müssen nicht die billigste Alternative wählen, sondern die wirtschaftlichste. Das Abonnement-Preismodell für unsere Lösungen mit digitalen Zwillingen ermöglicht eine zeitnahe enge Beziehung zwischen Wertschöpfung und Kosten und stützt sich auf die Zufriedenheit der Anwender. Städte können auf jeder beliebigen Reifegradstufe beginnen, sich zuerst auf ihre Schmerzpunkte konzentrieren und die Lösung dann skalieren. Daher bieten wir ein flexibles und maßgeschneidertes Angebot und keine Einheitslösung.

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  • Bildnachweise: Bentley Systems

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Dimitri Ravin befasst sich seit dem Jahr 2017 als Intiator von urban-digital.de mit dem Einfluss der Digitalisierung auf Städte. Neben seinem Studium der Stadtplanung, ist er mit Beratungs- und Vortragstätigkeiten i. Z. m. Smart City Projekten und Strategien tätig. Zuletzt untersuchte er am Institut für den öffentlichen Sektor (KPMG) die Smart City-Strategien deutscher Großstädte und war davor als Projektassistenz für digitale Projekte bei der Stadt Dortmund angestellt. Kontakt: info [at] urban-digital [.] de

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