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Ein neuer Sonderforschungsbereich startet
Foto: SFB TRR 339
Ein neuer Sonderforschungsbereich startet

Forschung

Sonderforschungsbereich „Straße der Zukunft: digitaler Zwilling“ gestartet

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat zu Jahresbeginn zur Stärkung der Spitzenforschung an den Hochschulen 14 neue Sonderforschungsbereiche eingerichtet. Einer davon zum Thema Straßenbau.

Im DFG-Sonderforschungsbereich „Digitaler Zwilling Straße – Physikalisch-informatorische Abbildung des Systems Straße der Zukunft“ entwickeln und erforschen Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen der TU Dresden und der RWTH Aachen ein räumlich wie zeitlich mehrdimensionales virtuelles Abbild aus Fahrzeug, Reifen und Fahrbahn (Beton und Asphalt) unter Berücksichtigung der Straßenbefestigungen.

Denn die Mobilität von Menschen und Gütern ist eine zentrale Grundlage unserer modernen Gesellschaft mit zunehmend globalen und vielfältig vernetzten Prozessen. Sie ermöglicht eine leistungsfähige Wirtschaft und stellt ein hohes Gut dar, das erhalten und weiterentwickelt werden muss. Aktuell ist die Mobilität, speziell in Bezug auf den Straßenverkehr, mit globalen Herausforderungen konfrontiert, die dringend grundlegender Lösungen bedürfen. Dazu gehören Aspekte wie Haltbarkeit, Sicherheit, Effizienz, Ökologie, Kosten oder Automatisierung.

In dem „Digitalen Zwilling Straße“ sollen die Grundlagen für die Analyse und Steuerung der zukünftigen Straße als intelligentes System geschaffen werden, die dann eine effiziente Nutzung der Straßeninfrastruktur ermöglichen und zugleich den Anforderungen an die Mobilität der Zukunft genügen. Besonders ist dabei die Einbeziehung rechtlicher und politischer Perspektiven wie die des Datenschutzes und von Fragen der Nachhaltigkeit.

Ein neuer Ansatz

Im Sonderforschungsbereich „Digitaler Zwilling Straße – Physikalisch-informatorische Abbildung des Systems Straße der Zukunft“, den die Deutsche Forschungsgemeinschaft Ende November 2021 bewilligte, verfolgen Teams der TU Dresden und der RWTH Aachen dazu einen ganz neuen Ansatz: Sie entwickeln und erforschen ein Realitätsmodell in Raum und Zeit. Es vereinigt alle verfügbaren und relevanten Informationen über das System „Straße der Zukunft“ aus physikalischen Untersuchungen und Modellierungen sowie aus informatorischen und verkehrlichen Daten (Sensordaten, Datenmodelle etc.). Es ermöglicht und erfordert die Interaktion zwischen der physikalisch-bautechnischen und der informatorisch-verkehrlichen Gestaltungsebene.

Dieses interaktive Realitätsmodell in Raum und Zeit wird als Digitaler Zwilling Straße bezeichnet und dient perspektivisch zur Analyse, Steuerung und Prognose des physischen Originals (reales System Straße bestehend aus Fahrzeug, Reifen, Fahrbahn, nahem Straßenraum) mittels gemeinsamer Schnittstellen. Die Erweiterung der Straße hin zu einer High‐Tech‐Plattform soll mittels des neuen, interdisziplinären Forschungsansatzes (Bauwesen-Informatik-Gesellschaft) erschlossen werden.

Die DFG fördert den Sonderforschungsbereich zunächst für 4 Jahre. Von Seiten der TU Dresden beteiligen sich die Bereiche Bau und Umwelt, Geistes- und Sozialwissenschaften und Ingenieurwissenschaften mit insgesamt 8 Instituten. Sprecher ist Prof. Michael Kaliske, Direktor des Instituts für Statik und Dynamik der Tragwerke an der TU Dresden. Der Kooperationspartner RWTH Aachen wird vertreten durch Prof. Markus Oeser als stellvertretender Sprecher des SFB. Hier sind die Fakultäten Bauingenieurwesen und Maschinenwesen sowie Mathematik, Informatik und Naturwissenschaften mit 6 Instituten/Lehrstühlen vertreten, darunter natürlich das Institut für Straßenwesen.

Tipp: Mehr Details und Einschätzungen von Projektbeteiligten lesen Sie in einem ausführlichen Beitrag in der Ausgabe 1/2022 der Fachzeitschrift „Asphalt & Bitumen“. Sie können sie hier abonnieren.

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