Von Verkehr bis Feinstaub: Was man mit dem digitalen Zwilling alles simulieren kann

STUTTGART. Wie lässt sich Stress zwischen Radfahrern und anderen Verkehrsteilnehmern reduzieren? Genau dieser Frage will ein Verbundprojekt des Höchstleistungsrechenzentrums Stuttgart (HLRS), des ADFC-Bundesverbands und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) auf den Grund gehen. „Cape Reviso“ wird vom Bundesverkehrsministerium gefördert. Mithilfe eines Sensors, das an Fahrrädern angebracht wird, können in einem digitalen Zwilling Orte identifiziert werden, die besonders gefährlich, aber auch besonders stressig für Radfahrer sind. Eine Fallstudie wird bis 2023 am Stuttgarter Marienplatz durchgeführt.

Der Open-Bike-Sensor ermittelt mithilfe von GPS kontinuierlich den Standort von Radfahrern und deren Abstand zu Gefahrenquellen, wie zum Beispiel vorbeifahrenden Autos. Die Daten aus diesen Messungen können auf ein Community-Portal hochgeladen werden, wo eine Software das Feedback der Radfahrenden auswertet. Somit kann eine Karte der Radwege in einer Stadt erstellt werden.

Karte für Radfahrer und Stadtplaner

Diese Karte zeigt Orte auf, an denen der Abstand zwischen Radfahrern und Autos gefährlich gering ist. Die Informationen aus der Karte lassen sich von Radfahrern und Stadtplanern nutzen, denn die Daten zeigen den Bedarf an zusätzlichen Barrieren, Straßenschildern oder -markierungen auf.  

Kombiniert werden die Abstandsmessungen teilweise mit Stressmessungen. Sensoren erfassen, wie hoch das Stresslevel der Radfahrenden beim Überholen durch den Autoverkehr ist. Gesammelt werden die Daten von Forschern des Karlsruher Instituts für Technologie.

Befragungen ergänzen die Daten, die mit den Stress-Sensoren und GPS-Trackern gesammelt wurden. Die Erkenntnisse aus Abstands- und Stressmessungen werden in Heatmaps zusammengeführt und sichtbar gemacht.

In Stuttgart wurde nach der Installation eines benutzerdefinierten Kamerasystems an einem ausgewählten Ort eine Langzeitbeobachtung der Bewegungen von Fußgängern, Fahrrädern und motorisierten Fahrzeugen durchgeführt.

Verkehrssimulationen

Dieses Beispiel zeigt, dass Verkehrssituationen in einem digitalen Zwilling simuliert werden können. Will man zum Beispiel eine Umgehungsstraße bauen, kann man sich vor dem eigentlichen Bau anhand von bereitgestellten Daten anschauen, ob der Verkehr dadurch tatsächlich besser fließen wird. Auch bei Langzeitbaustellen und einer veränderten Verkehrsführung kann dies durchaus interessante Ergebnisse liefern.

Wettersimulationen

Mit Wetterdaten lassen sich auch Naturereignisse, wie Überschwemmungen simulieren. So können Kommunen herausfinden, wo sich die Wassermassen tatsächlich hinbewegen würden. Mit präventiven Maßnahmen kann so Schlimmeres verhindert werden.

Feinstaub und Luftqualität

Hilft das Pflanzen von Bäumen, um die Luftqualität in der Stadt zu verbessern? Auch das lässt sich in einem digitalen Zwilling simulieren. Kommunen können sich die Entwicklung von Feinstaub in verschiedenen Szenarios ansehen, wenn sie die dafür nötigen Daten vorliegen haben.

BIM und Gebäudebestand

Im Bau gibt es das Building-Information-Modeling, kurz BIM. Das wird zunehmend von Architekten eingesetzt, sodass ein digitaler Zwilling für ein Gebäude entsteht. Gebäude, die noch in Planung sind, können also im digitalen Zwilling umgesetzt und angesehen werden. Kommunen, die also beispielsweise ein neues Rathaus oder eine Stadthalle planen, können mit einer Simulation ihre Pläne visualisieren. Bürger können mithilfe einer Präsentation davon, beispielsweise in einer Cave, in die Planung eingebunden werden.

Sensordaten

Die Stadt Herrenberg besitzt knapp 300 Sensoren. Unter anderem messen diese den Wasserstand ihrer Pflanzen und Bäume, was den Arbeitsaufwand des Grünflächenamts verringert. Auch Sensordaten können in einen digitalen Zwilling integriert werden.