Digitalisierung und GIS/DB für die urbane Infrastrukturplanung. Wo geht die Reise hin?

Infrastrukturbedarfsplanung im urbanen Bereich ist ein hartes Brot. Sie braucht in den Smart Cities der Zukunft vor allem erfahrene Ingenieure, die in Planung und Bau, die Koordination und Vernetzung der Einbautendienststellen sicherstellen können.

Ihre Erfahrung und die vorhandene Datenlage betreffend Einbauten muss zügig in GIS-basierte Datenbanksysteme überführt werden, damit wir handlungsfähig bleiben und mach- und leistbare Projekte vorantreiben können.

Damit die strategische Infraplanung aber einen relevanten Beitrag in Form von umsetzbaren Projekten liefern kann, müssen noch weitere Voraussetzungen gegeben sein.

Was es generell braucht?

Es braucht dafür zunächst eine schlüssige datenbasierten Annahme über die weitere Entwicklung der räumlichen Struktur, der EinwohnerInnendichte und des Funktionenmixes von zB. Arbeit und Bildung/Wohnen und Freizeit. Damit ist gewährleistet, dass die für das Stadtwachstum erforderlichen Infrastrukturen errichtet und gewartet werden.

Die Bevölkerungsprognose der Statistik Austria für die österreichischen Regionen zeichnet ein klares Bild: die Ballungsräume vor allem um Wien und Graz wachsen stark, Zuwächse werden auch in der Bodenseeregion oder in der Inntalfurche erwartet – aber sonst stehen die Zeichen auf Landflucht.

Es braucht dann weiters wesentlich komplexere Modelle als heute, in denen zumindest Mobilität und Stadt in ihren Umfeldbeziehungen abgebildet und simuliert werden können. Künftig braucht es auch übrigens die sehr genaue Abbildung des Wirtschafts- und Güterverkehrs um ein klares Lagebild herstellen zu können. Damit wird die Festlegung der genauen Lage der Trasse, der Stationen sowie der Stationszugänge in Abhängigkeit von Siedlungsdichte und anderen Faktoren ermöglicht.

Sitra-X verfolgt das Ziel eine virtuelle Verkehrsstadt mit Mobilitätsverhalten und Verkehrsgeschehen auf Personenebene für alle Verkehrsträger und Verkehrsmittel abzubilden. Die Wiener Linien sind Inkubator von Sitra-X und haben bereits alle Vorprojekte zu Sitra-X mitfinanziert.

Der wesentliche – die Kosten oft dominierende Schritt – folgt aber nun. Er besteht in der Erarbeitung des Konzepts der bautechnischen Konstruktion, der Bauphasen und der Umlegungen von unterirdischen Ver- und Entsorgungsleitungen.

Bauen im urbanen Straßenraum ist hochkomplex. Lösungen müssen sich an bestehenden Einbauten, der bestehenden Verkehrsphasen und dem knappen Raum für Baueinrichtungsflächen orientieren. Oft stehen pro Nacht nur 3-4h Nettoarbeitszeit zur Verfügung.

Es braucht dazu eine Vorstellung über die bautechnische konstruktive Lösung von Fahrweg, Stationen und der Traktion bzw. Kundeninformationstechnik. Das sind zum Beispiel die Oberleitung mit Masten sowie FGI Säulen und die RBL-Infrastruktur. Vor allem braucht es ein. klares Lagebild der Einbautensituation und z.B der Geh- und Radwegführung im Stationsbereich um die Kosten der Wiederherstellung der Oberfläche angemessen projektieren zu können.

Haltestellen sind heute Mobilitätsknoten mit vernetzter Infrastruktur. Das bedeutet hohen Koordinationsaufwand in der Planungs- und Bauphase.

Was braucht es in der Praxis damit wir hier deutlich schneller und besser werden?
Ich möchte hier kurz die Entwicklung bei den Wiener Linien darstellen, viele andere EVUs in Städten und Regionen machen es vermutlich ähnlich oder besser, nur wenige Lösungen kenne ich aus eigener Erfahrung.

Das Vorgehen der Wiener Linien

Die Wiener Linien haben seit über fast 20 Jahre mit dem OIR eine Modell- und Simulationsbasis aufgebaut, die auch von der Stadt Wien, den ÖBB oder der ASFINAG genutzt wird, die also relevant ist und mit relevanten Daten der Stadtstruktur aktualisiert wird. Damit sind Routenwahl und Trassierung zu begründen.

Derzeit wird eine agentenbasierte Simulation (#SitraX) der Stadt und ihres Umlands aufgebaut und kalibriert. Dieser Aufbau wird einige Jahre in Anspruch nehmen. Pilot- und Testprojekte zum Thema „Autonomes Fahren“ und autonome Shuttles wurden bereits erfolgreich abgewickelt.Die Systemwahl des Fahrwegs (Oberbau) und der weiteren Infrastruktur, im nächsten Schritt, basiert auf sogenannten Regeloberbauten. Deren ortsbezogene Adaptierung ist aus Schall- und erschütterungstechnischen Gründen erforderlich.

Der Strassenbahnoberbau muss in sich stimmig sein, damit Schallentstehung vermieden wird. Er muss aber auch mit einem extrem intonierenden Umfeld an Straßen und Einbauten harmonieren, damit die Bevölkerung in Ruhe leben kann und die Instandhaltungskosten angemessen bleiben.

Hier unterstützen mechanische Modelle und sonstige Simulationen. Die Berücksichtigung des Zustands des gewachsenen Unterbaus wird derzeit bei den Wiener Linien modelltechnisch verbessert (#SmartMaterials, Untersuchung der im Betrieb des Wiener Straßenbahnnetzes relevanten Versagensmechanismen von Rillenschienen; TU Wien). Die automatische Integration dieser Modelle in die Gesamtplanung ist mEn unbedingt erforderlich, da die Umweltaspekte in der Regel Show Stopper sind.

Der nächste und entscheidende Schritt

Aus meiner Sicht besteht nun der nächste wichtige Schritt in der vollständigen Zusammenführung der Planungsbasis, also der Erstellung eines eines Asset Registers der gesamten urbanen Infrastruktur auf Verwaltungsebene.

Darstellung von Gehsteigabsenkungen und unterschiedlichen Straßenbelägen im Vienna Gis. ViennaGIS(R), das Geografische Informationssystem der Stadt Wien stellt eine umfassende und nachhaltige Geodaten- und Geodienste-Infrastruktur bereit.

Das ist also in Teilen schon geschehen und muss konsequent weiterverfolgt werden, damit eine integrierte Planungsbasis zur Verfügung steht. Für die Erneuerung und Instandhaltung der städtischen Infrastruktur ist dies aber ohnedies ein Weg ohne Alternative.

Mehr zu diesem Thema im Zusammenhang mit der Instandhaltungsplanung im nächsten Blog.

Da stelle ich die Ergebnisse des Christian Doppler Labors (CD-Labor für Effiziente intermodale Transportsteuerung) Uni Wien, Prof. Dörfer) der @Wiener Linien vor. Mit den darin entwickelten Tools bringen wir die langfristige Erneuerungsplanung auf eine neue Ebene.

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