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Digitaler Zwilling

Digitaler Zwilling: Besser planen mit städtischen Daten

Helsinki
Ein digitales 3D-Abbild Helsinkis. Digitale Zwillinge sind nicht nur für Stadtplaner und die Bauwirtschaft wichtig, sondern können auch das Leben in einer Stadt simulieren, wenn man sie mit genügend Daten füttert. Hamburg, München und Leipzig wollen sich nun gemeinsam auf den Weg machen. (Bild: Screenshot; hel.fi)

Hamburg, München und Leipzig brechen gemeinsam auf, um digitale 3D-Modelle ihrer Städte zu entwickeln. Das Bundesinnenministerium fördert das Projekt mit über 30 Millionen Euro. Perspektivisch könnten auch andere Kommunen auf der Architektur aufbauen. Der Projektleiter aus Hamburg erzählt von der gerade gestarteten Initiative.

Katharina Schneider sw

von Katharina Schneider

veröffentlicht am 16.02.2021

aktualisiert am 02.03.2021

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Auf den ersten Blick ist es eine ungewöhnliche Partnerschaft: Die Städte Hamburg, München und Leipzig wollen gemeinsam je einen digitalen Zwilling ihrer Stadt und eine urbane Datenplattform entwickeln. Das Projekt läuft unter dem Namen „Connected Urban Twins – Urbane Datenplattformen und Digitale Zwillinge für integrierte Stadtentwicklung“, kurz „CUT“ und ist Anfang 2021 gestartet. Gefördert wird es vom Bundesinnenministerium (BMI) mit rund 32,4 Millionen Euro. Tagesspiegel Background hat mit Adrian Fiedler, dem kommissarischen Projektleiter in Hamburg, gesprochen.

Herr Fiedler, was ist ein digitaler urbaner Zwilling?

Das ist die große Frage – und die ist noch weitestgehend ungeklärt. Den „einen“ digitalen urbanen Zwilling wird es auch nicht geben. Die Idee kommt aus der Industrie. Da wird zum Beispiel der digitale Zwilling einer Turbine erstellt, um schon vor dem Bau festzustellen, wie einzelne Teile in der Realität zueinander passen und verschleißen. Diese Idee möchten wir bei einem digitalen urbanen Zwilling auf eine Stadt übertragen.

Was ist denn der Unterschied zu reinen 3D-Modellen von Städten?

Digitale 3D-Modelle als Basis für einen „Twin“ gibt es schon von vielen Städten, auch von Hamburg. Aber das Entscheidende wird sein, diese dreidimensionalen Modelle mit Fachinformationen sowie Echtzeitdaten von Sensoren über eine urbane Datenplattform zu verbinden. Diese Basis gemeinsam mit intelligenten Algorithmen zur Analyse und Simulation von Planungen ergibt am Ende einen Urban Twin.

Welche Vorteile hat ein solcher Zwilling für eine Stadt?

Wir können damit komplexe Sachverhalte digital nachbilden. Beim Projekt „Connected Urban Twins“ (CUT) konzentrieren wir uns auf die Fachbereiche der integrierten Stadtentwicklung und der Bürgerbeteiligung. So könnten wir zum Beispiel sehen, wie ein Stadtteil unter Berücksichtigung von vielen Faktoren wie der Bebauung, Zuzugszahlen und Verkehr geplant und entwickelt werden könnte und zusätzlich die Bürgerinnen und Bürger schon frühzeitig in neuen Formaten an der Planung ihrer Stadt beteiligen.

Haben Sie dabei Vorbilder?

Helsinki und Singapur sind Städte, von denen wir lernen können. Aber es gibt eben nicht den einen digitalen Zwilling. Und es ist auch nicht unser Ziel, die komplette Stadt in jedem Detail abzubilden. Es geht vielmehr darum, einzelne Fachbereiche oder Areale in der Stadt zu finden, in denen durch städtische Daten ein neuer Blick gewonnen werden kann. Wir haben zum Beispiel bei der Hamburg Port Authority (HPA) in einem Pilotprojekt die Situation nachgebildet, wie sich die Passagiere von Kreuzfahrtschiffen auf dem Weg vom Terminal zum Hauptbahnhof verhalten. So konnte man sehen, wie die Passagiere zu Taxis oder Bussen kommen, um dann ihre Züge rechtzeitig zu erreichen.

Wie kam es zu dem Projekt und der gemeinsamen Zusammenarbeit mit München und Leipzig?

Hamburg hat sich schon im Rahmen der ersten Förderungsrunde bei den BMI-Modellprojekten beworben. Da ging es um die Frage, wie man mit Digitalisierung eine Stadt besser steuern kann. Wir haben dafür aber keine Förderung erhalten. Im zweiten Anlauf hat sich bei uns die Idee des digitalen Zwillings herauskristallisiert, weil wir schon viele Bausteine dafür hatten, zum Beispiel eine urbane Datenplattform. Aber wir wollten nicht nur für unsere Stadt denken, sondern ein Projekt aufziehen, das der ganzen Bundesrepublik als Modell dienen kann. Und so haben wir uns andere Städte als Partner gesucht.

Und wieso ausgerechnet München und Leipzig?

Wir haben geschaut, welche Städte in dieser Richtung schon etwas unternommen haben. München ist zum Beispiel schon weit, was die Verkehrsplanung mit einem digitalen Zwilling angeht, Leipzig bei der urbanen Datenplattform. Wir haben alle drei ähnlich hohe Ansprüche an die Weiterentwicklungen unserer bisherigen Ansätze und beschäftigen uns als Großstädte auch mit vergleichbaren Fragestellungen.

Was bringt die Zusammenarbeit mit anderen Städten gerade beim digitalen Zwilling? Der sieht ja für jede Stadt anders aus.

Der große Vorteil ist, dass wir auf der technischen Seite viel zusammenarbeiten können. Wir setzen soweit es geht auf Open Source und offene Standards. Durch die gemeinsame Herangehensweise entstehen verschiedene Bausteine, die jede Stadt nach Bedarf einsetzen kann, so sind wir „connected“. Wir entwerfen aber keine zentrale gemeinsame Datenplattform, in der die Daten aller Städte gesammelt werden, sondern jede Stadt macht das mit ihren eigenen Daten auf der Basis einheitlicher Standards. Es war uns wichtig, dass wir dadurch ein replizierbares System entwickeln, das für alle drei Projektpartner und im Anschluss für andere Kommunen nutzbar ist. Würden wir alle drei einzeln an dem Projekt arbeiten, dann würden wohl drei unterschiedliche Lösungen herauskommen.

Wie gehen Sie denn bei der Entwicklung vor?

Wir sind gerade erst ganz am Anfang des Projekts und alle drei Städte bauen gerade ihre Projektteams auf. Danach arbeiten wir zusammen an fünf vereinbarten Maßnahmen, wie der technischen Umsetzung oder innovativen Anwendungsfällen für die Stadtentwicklung und die Bürgerbeteiligung. Wir denken dabei in einer eigenen Projektmaßnahme von Anfang an mit, dass wir alles auch nach außen tragen und veröffentlichen wollen und das auch nicht erst nach Ablauf des Projekts in fünf Jahren.

Brauchen Kommunen Partner, um einen digitalen urbanen Zwilling zu entwickeln?

Ein Ziel des BMI ist es, durch die Förderung der Projekte möglichst viel Know-how in den Kommunen aufzubauen. Wir wollen möglichst viel intern machen und haben dafür auch zahlreiche neue Stellen ausgeschrieben. Aber wir werden auch externe Partner brauchen – sei es in der Software-Entwicklung oder in der Forschung. Wir werden im Projektverlauf bedarfsabhängig sehen, welche externen Partner wir noch brauchen, wollen aber in erster Linie Wissen in der Verwaltung nachhaltig aufbauen. Das Projekt soll und kann uns auf dem kompletten Gebiet der digitalen Verwaltung weiterbringen.

Welche Herausforderungen sehen Sie denn bei der Entwicklung eines digitalen urbanen Zwillings und einer urbanen Datenplattform?

Die erste Herausforderung ist für uns gerade Corona. Wir haben unsere Partner in München und Leipzig bisher nur virtuell kennengelernt und wissen noch nicht, ob sich auch die eine oder andere Personaleinstellung durch die Pandemie verzögern könnte. Eine Herausforderung ist auch der Kulturwandel in der Verwaltung – dass hilfreiche Datensätze auch standardisiert, in guter Qualität und dauerhaft zur Verfügung gestellt werden.

Und was ist mit dem Datenschutz?

Der hat natürlich eine hohe Priorität. Aber wir haben den Vorteil, dass wir für die Stadtentwicklung überwiegend nicht mit personenbezogenen Daten arbeiten. Allgemein geht es bei Datenplattformen auch immer um die Datensicherheit. Die Institution, die Daten in die Plattform gibt, muss wissen, was damit passiert. Fahrradzählstände können zum Beispiel leicht öffentlich gemacht werden, bei vertraulichen Datensätzen muss es aber klare Berechtigungsstufen geben.

Wie können andere Kommunen noch profitieren – außer dass sie von Ihren Fehlern lernen?

Wir wollen verschiedene innovative Use Cases entwickeln, zum Beispiel denken wir in der Stadtentwicklung an die Quartiersentwicklung auf Basis von Daten über die Energienutzung. Vergleichbare Daten, um eine Situation in diesem Bereich zu simulieren, liegen anderen Kommunen in Deutschland in der Regel auch schon vor. Von daher glauben wir Anwendungsfälle entwickeln zu können, die auch anderen Kommunen helfen. Aber eines kann ich jetzt schon sagen: Trotz unserer Vorarbeit wird keine Kommune darauf verzichten können, ein solches Projekt mit Manpower zu hinterlegen.

Und wer profitiert noch von einem digitalen urbanen Zwilling?

Es geht nicht nur darum, dass die Verwaltung bessere Entscheidungen treffen kann, sondern insbesondere auch darum, dass sich Bürgerinnen und Bürger und Unternehmen in städtischen Planungsprozessen besser wiederfinden können. Das Projekt ist kein Selbstzweck.

Adrian Fiedler ist Jurist und stellvertretender Leiter im Referat für Digitalstrategien im Amt für IT und Digitalisierung in Hamburg. Die Fragen stellte Katharina Schneider.

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