Zahlreiche Verkehrswege und insbesondere Bauwerke müssen in den nächsten Jahren erneuert werden – oft unter großem Zeitdruck. Viele Prozesse sind im Verkehrswesen noch analog. Die Digitalisierung soll bei der Lösung einer ganzen Reihe von Problemen unterstützen, vor denen der Sektor steht.

Daher fand sich Digitalisierung als Querschnittsthema in vielen Vorträgen des Deutschen Straßen- und Verkehrskongresses 2022, der Anfang Oktober in Dortmund stattfand. Der Kongress mit über 1.800 Teilnehmern ist der größte Expertentreff der Straßen- und Verkehrsbranche in Deutschland. Er wird alle zwei Jahre von der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V. (FGSV) veranstaltet.

Digitale Modelle von Verkehrsströmen, Straßen- und Bauwerkszuständen sollen zukünftig noch stärker dazu beitragen, Verkehr besser zu steuern und den Erhaltungsaufwand von Verkehrswegen zuverlässig zu bestimmen. Dabei greifen im Idealfall viele Bits und Bytes wie Zahnräder ineinander: Durch digitale Verkehrsmodelle können Staus reduziert oder gar vermieden werden. Wenn der Zustand von bestehenden Bauwerken wie Straßenbrücken digital erfasst ist und neue Bauwerke von vornherein digital geplant werden, haben zukünftige Generationen es einfacher, Bauwerke zu erhalten. Auch gilt es, Planung und Bau deutlich zu beschleunigen.

Digitale Zwillinge

Ein großes Thema in der gesamten Bauindustrie sind Building Information Modeling und Building Information Management (BIM), zu Deutsch Bauwerksdatenmodellierung bzw. Bauwerksdatenmanagement. Bei Neubauten steht dabei das Arbeiten auf Basis eines digitalen Modells, dem sog. digitalen Zwilling im Fokus.

Während konventionell oft unzählige Ordner mit ausgedruckten Plänen zwischen Unternehmen und Behörden hin und her geschickt werden, erlaubt das digitale Modell eine vernetzte Zusammenarbeit zwischen allen an Planung und Bau Beteiligten. Alle haben dann den gleichen Informationsstand. So lassen sich unter anderem Abstimmungsprozesse deutlich beschleunigen.

Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr hat mit dem Masterplan BIM festgelegt, dass BIM zum bundeseinheitlichen Standard für die technische Verwaltung aller Bundesfernstraßen werden soll.

Einmal mit BIM erfasste Daten können über den ganzen Lebenszyklus eines Bauwerks genutzt werden. Das gilt nicht nur für Neubauten, sondern auch für den Erhalt von Verkehrswegen und Bauwerken. Problem hier: Die Daten liegen noch nicht digital vor und müssen erst erfasst werden. Das ist bei Bestandsbauwerken ungleich mühsamer. Der Landesbetrieb Straßen, Brücken und Gewässer der Freien und Hansestadt Hamburg hat diese Herausforderung angenommen und über 1.300 Bestandsbauwerke digital erfasst und dafür in den letzten Jahren eine leistungsfähige IT-Infrastruktur aufgebaut. Heute können Bauwerksprüfende vor Ort auf einem Tablet alle relevanten Daten einsehen und z. B. neue Schäden sofort erfassen. Das SAP-gestützte System hilft bei der langfristigen Planung der Erhaltungsmaßnahmen und liefert kaufmännische Analysen. Für Bestandsbauwerke können über digitale Zwillinge bessere Schadensvorhersagen errechnet werden. Die Bauwerke können so frühzeitig auf Schäden an Schwachstellen untersucht und bei Bedarf saniert werden.

Personalmangel als Treiber der Digitalisierung

Die Verschlankung von Prozessen mit Hilfe digitaler Werkzeuge ist ferner notwendig, um einen steigenden Erhaltungsaufwand mit gleichbleibender oder noch geringer werdender Personalstärke zu bewältigen. Denn auch im öffentlichen Dienst wird das Personal knapper, das gilt nicht nur für IT-Fachpersonal.

Straßenbaulastträger können bspw. Straßenzustände von Dienstleistern digital erfassen lassen und anschließend den Zustand anhand des digitalen Modells bewerten, statt dies mit eigenem Personal für Ort zu erledigen. Gleichzeitig muss das vorhandene Personal deutlich IT-affiner werden, um den digitalen Wandel aktiv mitgestalten zu können.

Die digitale Straße

Die Digitalisierung kann sich durch die ganze Bandbreite des Verkehrswesens ziehen, das gilt nicht nur für Planung, Bau und Verwaltung, sondern selbstverständlich für die Straße an sich. Bspw. können Leitpfosten, die heute bislang oft nur ein Stück Plastik am Straßenrand sind, zukünftig mit Sensoren die Verkehrslage erfassen und diese Daten an vorbeifahrende Fahrzeuge weitergeben.

Digitale Verkehrsmodelle und darauf basierende Lenkung des Verkehrs auf den Straßen können helfen, Staus zu vermeiden. Dies geschieht mit Hilfe immer komplexerer Modelle und Prognosen. Dafür ist es nötig, mit hochaufgelösten und qualitätsgesicherten Verkehrsdaten den Ist-Zustand jederzeit zu kennen. Anhand dessen können bspw. Verkehrsteilnehmende über dynamische Anzeigen an den Straßen Routenempfehlungen bekommen. Ampelanlagen können anders geschaltet werden, um den Verkehr in überlasteten Bereichen schneller abfließen zu lassen. Auch kann dem ÖPNV im Bedarfsfall oder generell Vorrang eingeräumt werden. Alle diese Maßnahmen erfordern eine vollständige Digitalisierung und Vernetzung der Infrastruktur und leistungsfähige IT-Strukturen im Hintergrund. 

Weitere Informationen
Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen e. V.
D-50676 Köln
www.fgsv.de