Urbane digitale Zwillinge: Erfolgsfaktoren der Umsetzung

Status: abgeschlossen
Start: August 2025 bis Mai 2026
Programm: Modellprojekte Smart Cities

Urbane digitale Zwillinge erfolgreich umsetzen

Erfahrungswissen aus der kommunalen Praxis

Erscheinungsjahr 2026

Wie wirkt sich ein neues Wohnquartier auf den Verkehr im Umfeld aus? Wo steigt bei Starkregen das Risiko von Überflutungen? Welche Effekte haben neue Grünflächen auf das Stadtklima? Mit urbanen digitalen Zwillingen (UDZ) lassen sich diese Fragen datenbasiert beantworten. Die neue BBSR-Praxishilfe aus der MPSC-Begleitforschung zeigt, worauf Kommunen bei Einführung und beim Betrieb von UDZ achten sollten, damit diese auch erfolgreich nutzbar sind. Die Praxishilfe basiert auf der Auswertung fortgeschrittener Projekte und identifiziert zentrale Voraussetzungen für den Einsatz in Kommunen. Entscheidend ist es, früh konkrete Anwendungsfälle zu definieren und den Nutzen sichtbar zu machen. Technisch empfehlen die Autorinnen und Autoren modulare Systeme, die schrittweise erweitert werden können – etwa vom Verkehrsmodell hin zu umfangreichen Umwelt- oder Klimadaten. Offene Standards erleichtern dabei die Integration in bestehende IT-Strukturen.

Die Studie kann als Printausgabe per E-Mail bestellt werden:
publikationen.bbsr@bbr.bund.de; Stichwort: Erfolgsfaktoren von urbanen digitalen Zwillingen

Titelbild einer Studie mit einer digitalen Darstellung einer Stadt

www.bbsr.bund.de

Ausgangslage

Urbane digitale Zwillinge (UDZ) bilden physische Prozesse und räumliche Strukturen der Stadt durch die Integration heterogener Datenquellen in virtuellen, dynamischen Modellen ab – von 3D-Stadtmodellen über Echtzeitdaten aus Sensorik bis hin zu Verwaltungs- und Geodaten. UDZ leisten somit einen wesentlichen Beitrag zur effizienten, vorausschauenden und nachhaltigen Stadtentwicklung.

Die Konzeption und Umsetzung eines UDZ sind jedoch komplex und stellen viele Kommunen vor organisatorische, technische und strukturelle Herausforderungen. So müssen etwa heterogene Datenstrukturen harmonisiert, Fachbereiche und politische Entscheidungsträger zusammengebracht und Organisationsstrukturen angepasst werden.

Ziel

Ziel der Studie war es daher, Herausforderungen und Erfolgsfaktoren in der Konzeption und Umsetzung von UDZ kompakt für die kommunale Praxis zusammenzutragen.

Konzept

Zunächst wurden für die Studie bestehende Zwillingsprojekte der Modellprojekte Smart Cities (MPSC) mit fortgeschrittenem Umsetzungsstand recherchiert. Die Studie analysierte diese Projekte in Bezug auf zentrale Faktoren für eine erfolgreiche Umsetzung, wobei sowohl die technische Umsetzung als auch die bedarfsorientierte Anwendung im kommunalen Alltag berücksichtigt wurde. Mit vier Kommunen – Kirchheim bei München, Halle (Saale), Mönchengladbach und München – führten die Autorinnen und Autoren weiterführende Gespräche, die konkrete Umsetzungspraktiken und Erfahrungen in den Fokus rückten.

Ergebnisse

Im Ergebnis entstand eine Übersicht zentraler Herausforderungen und Erfolgsfaktoren für die Umsetzung von UDZ auf kommunaler Ebene. Konkrete Handlungsempfehlungen, die sich aus den Erfahrungen der MPSC speisen, dienen anderen Kommunen als Leitfaden für eine erfolgreiche Konzeption und Umsetzung eigener UDZ. Sie berücksichtigen nicht nur zentrale Gelingensbedingungen, sondern unterstützen Kommunen in unterschiedlichen Entwicklungsphasen ihres UDZ dabei, fundierte Entscheidungen zu treffen und geeignete Umsetzungsstrategien zu entwickeln.

Auftragnehmer des Forschungsprojektes waren das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE und Creative Climate Cities (CCC) als Teil des Forschungscluster der Koordinierungs- und Transferstelle Modellprojekte Smart Cities.

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