Stellen Sie sich ein dynamisches 3D-Modell vor, eventuell sogar ergänzt durch Augmented Reality, das uns eine Vielfalt an extrem präzisen Daten liefern könnte und in dem Simulationen vorgenommen werden können, um Prognosen zur Zukunft der Quartiere Belval und Metzeschmelz in Bezug auf erneuerbare Energien, Urbanisierung oder Mobilität treffen zu können. Zu schön, um wahr zu sein? Ganz im Gegenteil. Denn das gibt es bereits! In Zusammenarbeit mit dem Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) entwickelt AGORA digitale Zwillinge der beiden Quartiere. Diese sollen in Zukunft genutzt werden, um die digitale Transformationsstrategie von AGORA auf den Punkt zu bringen.
„Seit 20 Jahren arbeitet AGORA Tür an Tür mit Forschungsinstituten von internationalem Rang, doch jetzt entsteht erstmals eine gezielte Zusammenarbeit mit unserer akademischen Nachbarschaft“, freut sich AGORA-Generaldirektor François Dorland. Die Entwicklungsgesellschaft setzt auf die Forschungskapazitäten und das technologische Know-how des LIST, um mit Hilfe von Digital Twins ihre digitale Transformationsstrategie in die Tat umzusetzen.
„Diese Technologie ermöglicht es uns, auf der Grundlage unterschiedlicher Szenarien, die wir definieren, modifizieren und testen, die Zukunft unserer Quartiere zu prognostizieren“, führt François Dorland weiter aus. „Ich würde sogar sagen, dass die digitalen Zwillinge ab sofort unsere Arbeitsgrundlage sein werden. Sie sind der Grundstein einer völlig neuen Herangehensweise, um die Stadt von morgen zu schaffen.“
Dabei handelt es sich um gesammelte Daten, die in Form eines 3D-Modells dargestellt und permanent aktualisiert werden. Das Modell von Belval ist dabei bereits relativ vollständig, weil es Teil eines nationalen Projekts des LIST ist, für das in den letzten Jahren unter anderem exakte und detaillierte Daten zu allem gesammelt wurden, was vor Ort gebaut wurde. Auch diese Daten werden permanent aktualisiert. Das Modell von Metzeschmelz befindet sich noch weitestgehend im Aufbau und wird die Daten aller aktuellen Konzeptionspläne enthalten.
Eine kleine Revolution
Zuvor arbeitete AGORA mit physischen Modellen und 2D-Plänen zur Visualisierung von Projekten. Die digitalen Zwillinge machen diese Vorgehensweise obsolet. Yves Biwer, Verwaltungsdirektor von AGORA und Koordinator für das Quartier Metzeschmelz, ist begeistert von den neuen Möglichkeiten. „Für die Planung des neuen Quartiers Metzeschmelz bildet der digitale Zwilling beispielsweise die gesamte Ist-Situation ab, also alle vorhandenen Gebäude und auch die Situation unter der Erde. Auf diese Weise wird die Planung von Verkehrswegen und Versorgungsnetzen deutlich vereinfacht.“
Der digitale Zwilling wird sowohl zur Erschließung des Geländes und zur Planung von Infrastrukturen als auch zur Ausarbeitung der Sanierungsstrategie genutzt. „Das bedeutet, dass wir genau feststellen können, wo es im Boden Kontaminationen gibt und in welcher Tiefe. Das alles können wir modellieren und visualisieren“, betont Yves Biwer. Auf diese Weise können die Lastenhefte und unsere Anträge wesentlich präziser ausgearbeitet werden als es mit den 2D-Tools möglich war.“
Dank des digitalen Zwillings können Konflikte zwischen verschiedenen Subjekten schnell erkannt und die Probleme anschließend gelöst werden. „Das Modell kann je nach Simulations- und Modellierungsbedarf in unterschiedlichen Detailstufen angelegt werden“, ergänzt Alexandre Londot, Operations Manager bei AGORA.
Wie funktioniert das genau?
Um die Funktionsweise besser zu verstehen, sehen wir uns den digitalen Zwilling von Belval etwas genauer an. Er bildet das Quartier in seinem aktuellen Zustand in 3D ab; man kann es von Nord nach Süd durchqueren, an einen öffentlichen Platz oder ein Gebäude heranzoomen und sich die entsprechenden Daten anzeigen lassen.
Der digitale Zwilling von Belval basiert zunächst einmal auf Fotos, die von einer Drohne aufgenommen werden – so wird das Quartier sehr genau abgebildet. Das LIST erstellte nicht nur eine exakte 3D-Kopie des Quartiers, sondern reicherte diese auch mit Virtual Reality an, sodass man sich mit Hilfe von Sensoren in diesem 3D-Modell bewegen und Simulationen durchführen kann. Dank einer Simulation des Verkehrs zu Stoßzeiten kann beispielsweise auf der Grundlage unterschiedlicher Faktoren über die besten Möglichkeiten nachgedacht werden, den Verkehr zu entlasten. Es ist auch möglich, unterschiedliche Standorte für Solarpaneele zu testen, festzustellen, wie Schatten fallen, usw. Das sind nur einige Beispiele von vielen möglichen Optionen.
In einem digitalen Zwilling werden Daten aus unterschiedlichsten Quellen in einem System zusammengebracht. „Dabei stellt sich das Problem der Interoperabilität“, erklärt Lucien Hoffmann, Leiter der Abteilung Environmental Research and Innovation (ERIN) am LIST. „Die Daten müssen in einem sehr genau abgestimmten Modell miteinander kommunizieren können. Der digitale Zwilling liefert in Echtzeit sehr genaue Daten, da er mit verschiedenen Sensoren verbunden ist, beispielsweise intelligente Zähler, die den Energieverbrauch in Belval messen.“
Ein interdisziplinäres Stadtplanungstool
Der digitale Zwilling enthält alles, was man braucht, um im Team arbeiten zu können, selbst wenn die Teammitglieder aus unterschiedlichen Fachrichtungen kommen, selbst wenn sie nicht über dieselben Referenzrahmen verfügen, selbst wenn sie unterschiedliche Perspektiven und Ansätze haben. Ausnahmslos alle Mitglieder des Teams von AGORA haben ihr eigenes Benutzerkonto für den digitalen Zwilling. „Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Mitglieder aus dem Architektur- oder Stadtplanungsbereich, um Ingenieurinnen und Ingenieure oder gar um das Kommunikationsteam handelt“, bestätigt Alexandre Londot. „Es ist sehr selten, allen Beteiligten ein solches Tool mit all diesen Funktionen zur Verfügung stellen zu können.“
Das geht weit über die einfache Stadt- und Architekturplanung hinaus, wie sie bis dahin bekannt war. Der digitale Zwilling ermöglicht Simulationen, mit denen man die Zukunft des Quartiers auf der Grundlage unterschiedlicher Modelle und Hypothesen abbilden kann – um auf Basis zuverlässiger Daten nachhaltiger zu planen. „Man kann beispielsweise Simulationen rund um die Sonnenenergie vornehmen, Simulationen mit Windmodellen oder des Personenverkehrs“, erklärt François Dorland.
Da das Thema der aktiven Mobilität in Belval, und noch mehr in Metzeschmelz, im Zentrum der Entwicklungen steht, führte das LIST Simulationen mit unterschiedlichen Verkehrsmodellen mit Elektro-Bussen durch, die im September dieses Jahres eingeführt werden sollen.
Dank der Technologie des digitalen Zwillings kann AGORA dieses Projekt nicht nur reproduzieren, „sondern auch Simulationen rund um das Management der Infrastrukturen und Verkehrswege vornehmen“, erläutert François Dorland. „Die Möglichkeiten sind endlos, und wir können auf diese Weise sehr viel schneller bessere Ergebnisse erzielen.“
„Die untersuchten Szenarien liefern sehr zuverlässige Ergebnisse, wenn man ausgereifte Berechnungs- und Prognosemodelle einsetzt“, so Lucien Hoffmann. „Es können auch unterschiedliche Modelle gleichzeitig durchgespielt werden, um die Variabilität bestimmter Daten auszutesten“, fügt er hinzu.
Ein Tool für eine neue, umweltfreundliche Welt
In dieser Zeit des ökologischen Wandels ist der digitale Zwilling das optimale Tool, um die Stadtplanung in eine nachhaltige Zukunft zu führen, die auf den Prinzipien der Kreislaufwirtschaft beruht. Das Konzept ist eine der vielversprechendsten Applikationen, die uns derzeit zur Verfügung stehen. Es hilft uns, die Auswirkungen unserer Projekte auf die natürlich vorhandenen Ressourcen schnell zu überblicken. Mobilität und die Nutzung von Luft, Wasser, Land und Energie: All diese Elemente können in einer Simulation der Kreislaufwirtschaft modelliert werden. Der digitale Zwilling ist das ideale Tool, um diese Debatte zu starten, verschiedene Szenarien durchzuspielen, um alle Beteiligten auf denselben Wissensstand zu bringen und politisches Handeln voranzutreiben.
Das Tool ist so leistungsstark, dass es sogar der Forschung neue Perspektiven eröffnet. „Es kann uns helfen, neue wissenschaftliche Fragestellungen zu formulieren und auszutesten“, erklärt Lucien Hoffmann begeistert. Anders ausgedrückt: Die Kapazitäten des Tools erschließen bisher unerforschtes Terrain und eröffnen Möglichkeiten, die man sich bis dahin nicht vorstellen konnte. Ein wichtiger Aspekt ist auch der potenzielle Einsatz von künstlicher Intelligenz, um diese Massen an Daten verarbeiten und so relevante Informationen daraus gewinnen zu können.“
Ein demokratisches und partizipatives Tool
Die Nutzung des digitalen Zwillings im Rahmen der partizipativen Strategie von AGORA ermöglicht die Zusammenarbeit aller Beteiligten: der Kommunen, des Staats, der Geschäftswelt und der Bevölkerung. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass alle die Konzeption und Konstruktion besser verstehen und mittragen können.
François Dorland: „Mit dem digitalen Zwilling können wir der Bevölkerung dynamische 3D-Modelle präsentieren, die das Projekt wesentlich lebendiger wirken lassen als langweilige Pläne oder Computerdarstellungen. Auf der Grundlage all dieser Informationen können wir in unterschiedlichen Workshops zusammen mit den Bürgerinnen und Bürgern verschiedene Hypothesen ausloten, über Veränderungen nachdenken, Gedanken austauschen und Ideen und Ansichten zusammentragen. Vielleicht wird es eines Tages sogar möglich sein, den digitalen Zwilling von Metzeschmelz als Videospiel herauszubringen! Auf diese Weise können wir gemeinsam spielerisch verschiedene Möglichkeiten erforschen und wesentlich fundiertere Entscheidungen treffen.“
AGORA und das LIST haben so einen innovativeren, kollaborativeren und umweltfreundlicheren Ansatz geschaffen, um neue Quartiere zu konzipieren. Ein wichtiger Schritt in die Zukunft, in der die digitale Transformation uns völlig neue Möglichkeiten schenkt, unsere Umgebung zu planen und zu gestalten.
