Städte und Kommunen müssen effizienter, nachhaltiger und lebenswerter werden – digitale Technologien spielen dabei eine Schlüsselrolle. Die DIN SPEC 91607 setzt genau hier an und standardisiert digitale Zwillinge für den urbanen Raum. Sie markiert damit einen entscheidenden Schritt hin zur Smart City.
Geoinformationssysteme (GIS) bilden die technologische Basis für die Erstellung und Nutzung eines digitalen Zwillings nach DIN Spec 91607. Sie ermöglichen die Integration, Analyse und Visualisierung der relevanten Geodaten und bilden ein mächtiges Werkzeug für die digitale Transformation von Städten und Kommunen.
Ein nutzenorientierter Rahmen für digitale Zwillinge
Ein Urbaner Digitaler Zwilling umfasst ein oder mehrere digitale Modelle, die kommunale Daten und Prozesse – mit oder ohne Raumbezug – abbilden und externe Daten und Dienste integrieren. Doch bisher fehlen eine klare Definition und ein gemeinsames Verständnis des Begriffs „Urbaner Digitaler Zwilling“ (UDZ) – sowohl inhaltlich als auch architektonisch. Dieses Defizit erschwert nicht nur die Nutzung, beispielsweise durch kleinere Kommunen ohne IT-Fachkräfte, sondern behindert auch die Übertragbarkeit von Lösungen und die technische Interoperabilität.
Mit der neuen DIN-Spezifikation „Digitaler Zwilling für Städte und Kommunen“ (DIN SPEC 91607) soll sich das nun ändern. Die Spezifikation, die von einem Konsortium aus über 30 Partnern aus Kommunen, Industrie und Wissenschaft – darunter auch Esri, als Entwickler von ArcGIS – mitgestaltet wurde, definiert klare Anforderungen an Datenmodelle, Schnittstellen und Prozesse, die für die Erstellung und Nutzung von digitalen Zwillingen im urbanen Raum notwendig sind.
Als Handlungsleitfaden kann die DIN SPEC 91607 dann eine nationale Richtlinie etablieren, die als gemeinsame technische Basis für Dienstleistungen und Prozesse dient. Sie soll nicht nur für einheitliche, standardisierte Datenzugriffs- und Visualisierungsmethoden sorgen, sondern auch dafür, dass Begriffe und Konzepte klar definiert, zugeordnet und in ihrer Anwendung beschrieben werden.
Kommunale Anwendungsfälle, die echten Nutzen und Mehrwert schaffen, stehen dabei im Mittelpunkt. Diese werden in einer strukturierten Form beschrieben, und mithilfe eines Reifegradmodells können Kommunen bewerten, welche technischen Elemente für sie relevant sind. Zudem bietet die Spezifikation eine Orientierungshilfe zu verwandten Themen wie BIM (Building Information Modeling) sowie neuen Konzepten wie CIM (City Information Modeling).
Die Bedeutung der Norm für Smart Cities
Die DIN SPEC 91607 bietet eine Reihe von Vorteilen für die Entwicklung von Smart Cities. Dazu zählen
- eine effizientere Stadtplanung und -entwicklung: Der digitale Zwilling ermöglicht es, städtebauliche Maßnahmen virtuell zu simulieren und ihre Auswirkungen auf Verkehr, Umwelt und Lebensqualität zu bewerten, bevor sie realisiert werden. Dadurch können Fehlplanungen vermieden und Ressourcen effizienter eingesetzt werden.
- Die verbesserte Infrastrukturverwaltung: Durch die Echtzeitüberwachung der städtischen Infrastruktur können Wartungsarbeiten vorausschauend geplant und Störungen schneller behoben werden. Dies führt zu einer höheren Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Infrastruktur.
- Nachhaltige Stadtentwicklung: Der digitale Zwilling ermöglicht es, den Energieverbrauch, die CO2-Emissionen und andere Umweltauswirkungen der Stadt zu analysieren und gezielt Maßnahmen zur Verbesserung der Nachhaltigkeit zu ergreifen.
- Bürgerbeteiligung: Der digitale Zwilling kann als Plattform für die Bürgerbeteiligung dienen, indem er Informationen über städtische Projekte transparent darstellt und Möglichkeiten zur Interaktion und Mitgestaltung bietet.
- Interdisziplinäre Zusammenarbeit: Die DIN SPEC 91607 fördert die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Fachdisziplinen wie Stadtplanung, Architektur, Ingenieurwesen, Informatik und Verwaltung. Dies ermöglicht eine ganzheitliche Betrachtung der Stadt und ihrer Herausforderungen.
- Datensicherheit und Datenschutz: Die DIN SPEC 91607 berücksichtigt die Anforderungen an Datensicherheit und Datenschutz, um sicherzustellen, dass sensible Informationen geschützt sind.
Anwendungsbeispiele für digitale Zwillinge in Smart City
Im Verkehrsmanagement beispielsweise kann der digitale Zwilling zur Optimierung des Verkehrsflusses beitragen, indem er Verkehrsdaten in Echtzeit analysiert und Ampelschaltungen oder Verkehrslenkungssysteme entsprechend anpasst.
Ein weiterer Use Case ist das Energiemanagement. Hier eignet sich der digitale Zwilling zur Überwachung und Steuerung des Energieverbrauchs in Gebäuden, um Energieeffizienzmaßnahmen zu identifizieren und umzusetzen.
Im Bereich Katastrophenmanagement beispielsweise lassen sich Katastrophenszenarien simulieren und Evakuierungsmaßnahmen planen.
Darum ist ArcGIS „DIN Spec 91607 ready“
Das Geoinformationssystem ArcGIS von Esri ist optimal aufgestellt, um die Anforderungen der DIN Spec 91607 zu erfüllen und Kommunen beim Aufbau eines digitalen Zwillings zu unterstützen. Die GIS-Plattform von Esri bietet alle wichtigen Werkzeuge und Funktionen, um die vielfältigen Daten einer Stadt zu integrieren, zu analysieren und zu visualisieren.
Datenvielfalt im Griff
ArcGIS verarbeitet alle relevanten Datenformate – von Geodaten und BIM-Modellen über Sensordaten bis hin zu Verwaltungsdaten. Die integrierten Datenbank-Tools gewährleisten dabei eine effiziente Verwaltung und Analyse selbst größter Datenmengen. Durch offene Schnittstellen (APIs) lässt sich ArcGIS nahtlos mit anderen Systemen verbinden und entspricht damit den Vorgaben der DIN Spec 91607.
Mit ArcGIS lässt sich eine Stadt über realitätsnahe 3D-Modelle visuell darstellen und damit virtuell erleben. Das ermöglicht räumliche Analysen und fundierte Entscheidungen. Die Ergebnisse können in Form von Karten und interaktiven Webanwendungen anschaulich präsentiert und mit anderen geteilt werden.
Die Lösung ist flexibel und zukunftssicher. ArcGIS unterstützt die Modellierung von Daten nach Standards wie CityGML. Dieser internationale Standard des Open Geospatial Consortiums (OGC) dient der Modellierung, Speicherung und dem Austausch semantischer 3D-Stadtmodelle und stellt damit die Interoperabilität des digitalen Zwillings sicher.
Zudem lassen sich Prozesse und Workflows automatisieren, um die Effizienz zu steigern. Dank zahlreicher Erweiterungen und Add-Ins passt sich ArcGIS darüber hinaus flexibel an die individuellen Anforderungen jeder Kommune an.
Ausblick: Frischer Wind durch KI
Zukünftig werden digitale Zwillinge noch leistungsfähiger und vielseitiger: Durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen werden sie präzisere Vorhersagen und Empfehlungen liefern. Darüber hinaus werden sie zunehmend in die Entscheidungsfindungsprozesse von Städten und Kommunen eingebunden, um eine datenbasierte und evidenzbasierte Politikgestaltung zu unterstützen.
Fazit: Die DIN SPEC 91607 ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Smart City. Sie schafft einen klaren Rahmen, um digitale Zwillinge effektiv einzusetzen und Städte lebenswerter, effizienter und nachhaltiger zu machen. Es liegt nun an den Städten und Kommunen, diese Chance zu nutzen und die Zukunft ihrer urbanen Räume aktiv zu gestalten.
