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Bad Hersfeld wird an einem Tag erbaut – digital!

Zum diesjährigen „Hessentag“ erwartet das osthessische Bad Hersfeld mehrere hunderttausend Besucher in nur zehn Tagen – eine logistische und organisatorische Herkules-Aufgabe für die Verwaltung der 30.000-Einwohner-Stadt.

Um den Menschen-Andrang zu meistern, setzt Bad Hersfeld auf das Know-how von Topcon. Mit einem mobilen Mapping-System, einer Flugdrohne und moderner Software haben Infrastruktur-Spezialisten von Topcon innerhalb weniger Tage einen „digitalen Zwilling“ von Bad Hersfeld erschaffen. Anhand des digitalen Modells kann die Stadtverwaltung nun Verkehrsströme, Rettungswege und die gesamte Event-Logistik der Festtage minutiös und haarklein planen.

Das osthessische Bad Hersfeld hat viel Erfahrung mit Großveranstaltungen. Seit den 1950er Jahren locken die Festspiele der Stadt Theaterbegeisterte aus der ganzen Welt in die Kreisstadt an der Fulda. In den letzten Jahren drängten in den Festspielwochen mehr als 100.000 Besucher in die Schauspiel-Stätte der Stadt. Doch was an zehn Juni-Tagen in diesem Jahr auf die 30.000 Bürger der Stadt zukommt, stellt sämtliche Festspiel-Erfahrungen in den Schatten: Der Hessentag gastiert 2019 in Bad Hersfeld; die Stadt erwartet mehrere hunderttausend Besucher.

Der Hessentag ist das größte Landesfest Deutschlands. Um ein Verkehrschaos zu den Festtagen in Bad Hersfeld zu vermeiden, setzt die Stadtverwaltung unter der Ägide von Bürgermeister Thomas Fehling auf smarte Lösungen. Bei der Suche nach einem passenden Partner haben Leistung und Angebot von Topcon den Bürgermeister von Bad Hersfeld überzeugt: „In gemeinsamen Gesprächen haben wir überlegt, wie kann eine Kleinstadt wie Bad Hersfeld von einem digitalen Zwilling profitieren. Schnell haben wir gemerkt, dass wir die selbe Sprache sprechen und dass wir die Brücke zwischen Technologie, Industrie und Verwaltung bauen können“, erinnert sich Fehling. Für ihn ist das „Smart City“-Projekt der Stadt eine Herzensangelegenheit, wobei der Bürgernutzen klar im Fokus steht. „Die Lebensqualität der Bürger soll sich verbessern.“


Mit der Topcon-Technik lässt sich sicherstellen, dass keiner der geplanten Rettungswege im Notfall zu eng ist für die Fahrzeuge der Rettungsdienste (Bild: Topcon)

Mit der Topcon-Technik lässt sich sicherstellen, dass keiner der geplanten Rettungswege im Notfall zu eng ist für die Fahrzeuge der Rettungsdienste (Bild: Topcon)


700.000 Messpunkte pro Sekunde

Die gerufenen Infrastruktur-Experten rücken mit einem mobilen Mapping-System und einer Flugdrohne in Bad Hersfeld an. „Wir haben einen digitalen Zwilling der Stadt erschaffen“, sagt Heiko Lohre, zuständiger Projektmanager bei Topcon. Mit seinem Team hat der Projektverantwortliche das Stadtzentrum, die Logistikwege, Zubringer und die zur Verfügung stehenden Parkräume digital erfasst. „Unser Stadtmodell bildet alle Wege ab, über die der Transport und die Versorgung der Hessentags-Besucher abgewickelt werden“, konkretisiert Lohre. In nur sechs Stunden sammeln die Techniker mit den Topcon-Geräten alle nötigen Geodaten eines insgesamt 130 Kilometer großen Verkehrswegenetzes in Bad Hersfeld und im Umland.

Das eingesetzte mobile Mapping-Systems IP-S3 von Topcon besteht aus einem Wegstreckenmesser, einer inertialen Messeinheit (IMU) und einem Empfänger satellitengestützter Navigationsdaten, der nicht nur mit dem amerikanischen GPS-System, sondern auch mit den Systemen anderer Länder korrespondiert, wodurch er noch zuverlässigere und genauere Daten bereitstellt. Montiert auf einen PKW erfasst das mobile Mapping-System während dem Fahren 700.000 Lasermesspunkte pro Sekunde.

Bei der Datenerfassung kann das Fahrzeug mit bis zu 80 Stundenkilometer unterwegs sein. Das System „schwimmt“ unauffällig im Alltagsverkehr mit. „Kommt das Fahrzeug vor einer Ampel zum Stehen, stoppt die Datenerfasssung automatisch.“ So würden keine unnötigen Daten erfasst, versichert Lohre mit Blick auf die geltenden Datenschutzgesetze.

Dennoch sammeln die Infrastruktur-Experten enorme Informationsmengen in kürzester Zeit. „Pro Fahrtstunde erfasst unser mobiles Mapping-System ein Datenvolumen von 50 Gigabyte“, so Lohre. Auf der Rückbank des Fahrzeugs befindet sich ein PC mit vier Festplatten, der die erfassten Daten während der Fahrt speichert. Bestimmte Strecken muss das Vermessungsteam mehrfach abfahren. Denn schon ein abgestellter LKW kann die korrekte Erfassung des dahinterliegenden Gehwegs verhindern. „Also fahren wir die Stelle einfach nochmals ab, sobald das Erfassungshindernis nicht mehr besteht“, so Lohre weiter.


Mit dem mobilen Mapping-System hat das Topcon-Team in Bad Hersfeld ein Straßennetz von 130 Kilometer Gesamtlänge erfasst (Bild: Topcon)

Mit dem mobilen Mapping-System hat das Topcon-Team in Bad Hersfeld ein Straßennetz von 130 Kilometer Gesamtlänge erfasst (Bild: Topcon)


Daten von fünf Sensoren kombinieren

Sind die Mapping-Fahrten abgeschlossen, generieren die Topcon-Experten aus den Rohdaten den digitalen Stadt-Zwilling. „Die Genauigkeit des Modells entsteht im Büro“, erläutert Lohre. Ingesamt werden die Daten von fünf unterschiedlichen Sensoren zu einer einheitlichen Punktwolke verschnitten. Außer den satellitengestützten Navigationsdaten, den Lasermesspunkten und weiterer Fahrzeugdaten, wie das Neigeverhalten des fahrenden PKW, fließen auch Fotodaten in das Bad-Hersfeld-Modell ein, die das Mapping-System zugleich mit den anderen Daten erfasst hat. Insgesamt hat Topcon in der Hessentag-Stadt 200 Gigabyte an Rohdaten eingesammelt.

Die abschließende Erstellung des Digitalzwillings benötigt ungefähr die vierfache Zeit, die das mobile Mapping beansprucht. „Das zentrale Hilftsmittel hierzu ist unsere Infrastruktur- und Bau-Software Magnet Collage“, so Projektleiter Lohre. Die einheitliche Software-Lösung erlaubt mit einer hohen Verarbeitungsgeschwindigkeit das Zusammenführen, Veranschaulichen und Analysieren von Punktwolkendaten – selbst wenn die Daten aus unterschiedlichen Quellen stammen.

Bad Hersfeld nutzt seinen digitalen Zwilling selbstständig

Das fertige 3D-Modell von Bad Hersfeld hat das Topcon-Team dem Bürgermeister der Stadt auf einer Festplatte übergeben. „Hierzu nutzen wir LAS- und LAZ-Dateien – beides gängige Austauschformate für 3D-Punktwolken“, erläutert Lohre. Das weitere Handling und die planerische Nutzung des digitalen Stadtzwillings bewältigt Bad Hersfeld selbst. „Doch falls im Datensatz des Modells mangelhafte Stellen entdeckt werden sollten, dann kommen wir zurück nach Bad Hersfeld, um mit Hilfe unserer Erfassungs- und Vermessungssysteme das Modell nachzubessern“, versichert er. Er berichtet von einer weiteren Vorgabe, die sein Team in Bad Hersfeld zu beachten hatte. Bürgermeister Fehling hatte den Experten aufgetragen, dass das in Bad Hersfeld angewandte Verfahren auf andere Gemeinden und Städte übertragbar sein müsse. „Das war für uns kein Problem“, so Lohre. Die Arbeitsabläufe und Erfassungsprozesse seien jederzeit in anderen Städten wiederholbar.

Flugdrohne erfasst Festspielstätte

Doch das Bad Hersfelder Digitalmodell dient nicht einzig dem bevorstehenden Hessentag. Als die hessische Landesregierung von dem Vermessungsprojekt erfahren hat, erhielt Topcon gleich einen zweiten Auftrag. Parallel zur Erfassung der Innenstadt und des relevanten Verkehrswegenetzes, hat das Vermessungsteam die Ruine der Bad Hersfelder Stiftskirche per Flugdrohne vermessen. Das rund 900 Jahre alte Gemäuer im Besitz des Landes Hessen ist die weltweit größte romanische Kirchenruine und zugleich die imposante Kulisse der jährlichen Bad Hersfelder Festspiele. Mit den von Topcon erfassten und verarbeiteten Modelldaten können ab sofort die Bühnenbildern für die 1.400 Quadratmeter große Festspiel-Hauptbühne, die sich in der Stiftsruine befindet, passgenau geplant werden, wie Lohre versichert.

Erster Planungsnutzen bereits realisiert

Anhand des digitalen Zwillings hat Bad Hersfeld bereits erste Schritte hin zu einem erfolgreichen und geordnet ablaufenden Hessentag getan. Nun ist die exakte Zahl der verfügbaren Parkplätze bekannt, als auch die Stellen, an denen im Innenstadtbereich Feststände aufgestellt werden können, ohne einen Rettungswegs zu versperren oder übermäßig zu verengen. Auch die Event-Logistik lässt sich mit dem Digitalmodell leichter abwickeln. Bürgermeister Thomas Fehling freut sich: „Nun können die Mitarbeiter unserer Stadtverwaltung von ihrem Arbeitsplatz aus ermitteln, wie die Besucher von A nach B kommen und wie groß die Bühnenbauteile sein dürfen, um sie problemlos an den jeweiligen Veranstaltungsort anliefern zu können.“

» Video zum Projekt auf Vimeo

www.hessentag2019.de
www.topcon.com
www.topconpositioning.de

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