Städteplanung

Kai Ingmar Link,

Adieu, alte Katasterpläne!

Im Projekt "Multimodaler digitaler Zwilling für eine sichere und nachhaltige Stadt" (MuSiS) schafft ein Forschungsteam die Voraussetzungen für eine engmaschige, digitale Erfassung urbaner Infrastruktur. Mit einer kompakten, universell einsetzbaren Messbox soll die Umgebung via Laserscannern und Kameras im laufenden Verkehr erfasst werden.

Ausgerüstet mit einem multimodalen Messmodul generieren die Fahrzeuge Daten der städtischen Umgebung. So entsteht die Basis für einen aktuellen digitalen Zwilling der Stadt. © Fraunhofer IPM

Wer im komplexen System Stadt bauen oder planen will, benötigt belastbare Daten. Oft sind Planungsdaten allerdings veraltet und unvollständig. Im Forschungsprojekt MuSiS entwickelt das Fraunhofer-Institut für Physikalische Messtechnik IPM gemeinsam mit Incontext Technology einen Prozess, mit dem sich ein digitaler Zwilling urbaner Umgebungen engmaschig erstellen lässt. Die Idee: Messsysteme – installiert auf Taxis, Bussen oder Straßenbahnen – rollen im Verkehr mit und nehmen ganz nebenbei aktuell die Umgebung auf. So lassen sich mehrere Gigabyte an Daten pro Kilometer via Laserscanner, Kameras und Schallpegelmesser erfassen und noch auf dem Messfahrzeug vorverarbeiten, reduzieren und anonymisieren. Menschen oder Fahrzeuge werden im digitalen Zwilling nicht erkennbar sein.

Multisensor-System sammelt Daten im Regelverkehr

Aktuelle Umgebungsdaten sich dynamisch wandelnder urbaner Räume sind eine Voraussetzung dafür, städtische Bauvorhaben oder Maßnahmen für Nachhaltigkeit und Sicherheit in der Stadt umzusetzen. Sie machen Planungsprozesse effizient, zum Beispiel beim Netzausbau oder der Verkehrs- und Instandhaltungsplanung. Auch Services – etwa Gefahrenkarten für Extremwetterlagen, aktuell angepasste Routenplanungen bei Baustellen oder Wegeplanungen bei Großveranstaltungen – lassen sich aus einem digitalen Abbild der Stadt jederzeit und angepasst an unterschiedliche Nutzergruppen abrufen. Ein Schallpegelmesser nimmt zudem die akustische Belastung auf.

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Die Daten werden bereits bei der Erfassung anonymisiert und vorverarbeitet; Personen und Fahrzeuge werden unkenntlich gemacht. Das Multisensor-System ist ohne großen Aufwand auf verschiedene Fahrzeuge montierbar und mit einer Positionierungseinheit versehen, sodass die Messdaten mit Standortinformationen verknüpft sind.

Das digitale Stadtmodell – jederzeit aktuell und abrufbar

Die Messdaten sollen in Echtzeit für verschiedene Anwendungen bereitgestellt werden. Ein speziell angepasstes Künstliches Neuronales Netz (KNN), das am Fraunhofer IPM entwickelt wurde, soll die Daten bereits in der Messbox prozessieren. Der Industriepartner Incontext Technology entwickelt KI-basierte Algorithmen für die automatisierte Nutzung und eine semantische Anreicherung der Datenströme und erstellt Datenmodelle für den digitalen Stadt-Zwilling. Die aufbereiteten Daten werden für ausgewählte Anwendungsfälle rund um das Monitoring von städtischer Sicherheit und Infrastruktur spezifisch für unterschiedliche Nutzer über Apps und Webportale zugänglich gemacht.

Das Projekt wird im Rahmen des Förderprogramms Invest BW vom Ministerium für Wirtschaft, Arbeit und Tourismus gefördert.

Dieser Artikel erschien in der Ausgabe 4/23

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