Städte smarter, nachhaltiger und lebenswerter gestalten – wie kann das gelingen? Ein Schlüssel dazu sind digitale Zwillinge. Doch was steckt hinter diesem Konzept, und wie helfen sie etwa bei einem smarten Regenwassermanagement? Wir werfen einen Blick auf Berlin TXL und wie digitale Zwillinge hier zum Einsatz kommen.
Effiziente Stadtplanung durch digitale Zwillinge
Ein digitaler Zwilling ist ein datenbasiertes Abbild der realen Stadt, welches wiederum Einfluss auf die reale Stadt hat. Er kombiniert unterschiedliche Daten, u. a. Luftbilder, Vermessungsdaten, Planungsgrundlagen, statistische und Sensordaten, aus unterschiedlichen Fachdomänen wie Verkehr, Umwelt, Energie und Bauen zu einem virtuellen Modell – als 3D-Abbildung, als Echtzeitinformationssystem oder als eine Kombination aus beidem.
Warum ist das wichtig? Dieses Modell ermöglicht zum Beispiel präzisere Planungen, intelligentes Gebäudemanagement und eine energieeffiziente Steuerung. Städte können so Bauwerke und Mobilitätsströme überwachen, Ressourcen effizient nutzen und smarte, nachhaltige Lösungen entwickeln. Digitale Zwillinge sind der Schlüssel zu einer zukunftsfähigen, datengestützten Stadtplanung, die der Komplexität von Planungsprozessen und dem Betrieb von Quartieren gerecht wird – und gleichzeitig die Bedürfnisse der Bürgerinnen und Bürger mit einbezieht.
In diesem Video erklärt Dr. Stefan Höffken den digitalen Zwilling.
Smartes Regenwassermanagement in Berlin TXL
Wie nutzen wir den digitalen Zwilling hier in Berlin TXL? Für die Urban Tech Republic entwickeln wir als Tegel Projekt GmbH zum Beispiel ein smartes Regenwassermanagement, das Wasser speichert, reinigt und wieder nutzbar macht. Ziel ist es, den Abfluss in den Spandauer Schifffahrtskanal zu minimieren und das gereinigte Regenwasser für Bewässerung und Kühlung zu nutzen – gesteuert durch ein intelligentes System, das basierend auf Simulationen Starkregenereignisse vorhersagt, die Wasserverwendung regelt und auch abpumpen kann.
Bis die Wasser-Infrastruktur fertig ist, testen wir zusammen mit einer Arbeitsgemeinschaft das Simulationstool mit aktuellen Werten aus Sensordaten der Wetterstation, sowie Sensorik zur Wasserstandsmessung. Ergänzt um synthetische (simulierte) Daten aus einzelnen im Bau befindlichen Anlagen, können Abpumpverhalten, Wasseranstiege und Wasserbedarfe simuliert und prognostiziert werden. Diese Tests optimieren das System für den späteren Betrieb unter realen Bedingungen – und sind jetzt schon ein wichtiger Baustein für die Erläuterung dieses anspruchsvollen Themas im Infocenter Berlin TXL für die (Fach-)öffentlichkeit und Fachkolleginnen und-kollegen.
Screenshot der Applikation zur smarten Steuerung des Regenwassermanagements.
Unser FUTR HUB: Digitale Städte gestalten
Der FUTR HUB verantwortet einerseits den Aufbau einer Infrastruktur für Urbane Digitale Zwillinge und andererseits auch deren Erstellung und Betrieb in Berlin TXL. Zur Infrastruktur gehören Komponenten wie die Datenplattform, das Geoportal als Geobasiszwilling , IoT- (Internet of Things) Infrastrukturen sowie Dashboards für Smart-City-Anwendungen. Es gehört zu unserem Grundauftrag, den FUTR HUB mit Open Source so zu entwickeln, dass er replizierbar ist.
Als freie, nachnutzbare Software kommt die digitale Dateninfrastruktur bereits in anderen Projekten und Kommunen zum Einsatz, z. B. in Etteln, das gerade vom Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) als beste Smart City weltweit ausgezeichnet wurde). Oder auch Konstanz oder Bonn, die auf eine, aus dem FUTR HUB abgeleitete, Version der Plattform setzen und dort weiterentwickeln. Wir von der Tegel Projekt GmbH legen dabei einen Grundstein für dieses Softwareprojekt. In den letzten Jahren ist mit dem FUTR HUB im Kontext der Quartiersentwicklung in Berlin TXL eine Datenplattform entstanden, auf deren Basis die erste Version des CIVITAS/CORE aufbauen wird. Ganz im Sinne der angestrebten Replikationsfähigkeit nutzt auch die Berliner Senatsverwaltung für Mobilität, Verkehr, Klimaschutz und Umwelt das System für das Berliner Wärmekataster.
Das FUTR HUB Team um Dr. Stefan Höffken gestaltet die digitale Stadt- und Quartiersentwicklung auf strategischer Seite auch durch Mitwirkung an Konsortien für DIN SPECs mit. Sie sind eine Art Vorstufe von DIN-Normen – wie die DIN SPEC 91397 “ Leitfaden für die Implementierung von digitalen Systemen des Quartiersmanagements”.
Einheitliche Standards: Die DIN SPEC 91607
Damit Städte Urbane Digitale Zwillinge erfolgreich nutzen können, brauchen sie klare Leitlinien. Gemeinsam mit über 40 Expertinnen und Experten aus Kommunen, Politik, Wissenschaft und Wirtschaft haben Maria Berndt und Dr. Stefan Höffken aus dem FUTR HUB Team die DIN SPEC 91607 erarbeitet. Eine DIN SPEC ist ein Standarddokument unter der Leitung des Deutschen Instituts für Normierung e. V. (DIN). Die DIN SPEC „Digitale Zwillinge für Städte und Kommunen“ ist ein wichtiger Meilenstein für die Standardisierung digitaler Zwillinge in Deutschland und fördert eine nachhaltige Stadtentwicklung.
Die Zukunft gestalten
Digitale Zwillinge ermöglichen uns, Städte smarter, effizienter und lebenswerter zu machen. Sie sind der Schlüssel zu einer nachhaltigen, zukunftsfähigen urbanen Entwicklung. Die Vision der Smart City wird Realität – und Berlin TXL ist mittendrin.
