GIS im Verkehrswesen: Vorteile und Anwendungen

Die Geografischen Informationssysteme (GIS) haben den Verkehrssektor revolutioniert, indem sie eine Vielzahl von Werkzeugen und Anwendungen für die Planung, Überwachung und Verwaltung der Verkehrsinfrastruktur anbieten.

GIS ermöglicht es, informierte Entscheidungen über die Verkehrsplanung, das Ressourcenmanagement, die Verkehrsüberwachung, die Sicherheit, die Notfallreaktion und die Einbeziehung der Öffentlichkeit zu treffen. Durch die Integration räumlicher Daten aus verschiedenen Quellen bietet GIS einen umfassenden und genauen Überblick über die Infrastruktur und die Abläufe im Verkehr, sodass die Behörden Ressourcen optimieren und den Verkehrsdienst verbessern können.

Um effiziente Ergebnisse in diesem Bereich zu erzielen, ist es notwendig, Werkzeuge zu verwenden, die GIS mit anderen Technologien (z. B. openBIM) integrieren, wie die Software zur räumlichen Verwaltung von Infrastrukturen, die es ermöglicht, große Datenmengen ohne Einschränkungen hinsichtlich ihrer Komplexität, Anzahl und Aktualisierung zu verwalten.

Lassen Sie uns die Rolle, Anwendungen und Einsatzmöglichkeiten von GIS im Verkehrswesen entdecken.

Die Nutzung von GIS und digitalen Zwillingen im Verkehrswesen

Die Integration von GIS (Geographic Information System) mit Digitalen Zwillingen revolutioniert das Management der Verkehrsinfrastruktur und führt zu mehr Effizienz und Sicherheit.

Diese Technologien bieten eine virtuelle und dynamische Darstellung der Infrastrukturen, die eine detaillierte Analyse und ein proaktives Management ermöglichen.

Ein digitaler Zwilling ist eine virtuelle Nachbildung eines physischen Objekts, eines Prozesses oder eines Systems, das reale Daten verwendet, um die aktuellen und historischen Bedingungen widerzuspiegeln. Digitale Zwillinge bestehen aus Daten, die von Sensoren und anderen Quellen stammen und verwendet werden, um das Verhalten und das Design verschiedener Komponenten und Systeme in Echtzeit zu modellieren, zu simulieren, vorherzusagen und zu optimieren.

Für weitere Informationen lesen Sie Wie man ein digitales Zwillingsmodell erstellt: die Schritt-für-Schritt-Anleitung.

Digitale Zwillinge können Infrastrukturen dabei helfen, intelligenter und nachhaltiger zu werden und die Zukunft des Sektors zu transformieren. Wenn sie beispielsweise auf einer GIS-Basis erstellt werden, wird der digitale Zwilling geospatial, was fortgeschrittene räumliche Analysen und eine präzise Visualisierung der Infrastrukturen im Zeitverlauf ermöglicht.

Einige Anwendungen im Verkehrssektor betreffen:

• Häfen und intermodale Terminals: Der Einsatz von GIS und digitalen Zwillingen in Häfen ermöglicht eine optimierte Verwaltung der Abläufe;
• Verkehrssicherheit: BIM-Technologien (Building Information Modeling) kombiniert mit digitalen Zwillingen können Verkehrsszenarien und Unfälle simulieren, was präventive Maßnahmen zur Verbesserung der Verkehrssicherheit ermöglicht;
• Verwaltung städtischer Infrastrukturen: Die Integration von GIS und openBIM ermöglicht ein fortschrittliches Management von Smart Cities. Dieser Ansatz ermöglicht eine detaillierte Visualisierung der Wartungsaktivitäten und der Eigenschaften der Vermögenswerte, wodurch das Ressourcenmanagement optimiert wird.

Diese Bedeutung wird auch durch die zunehmend häufige Entwicklung von Stadt-Digital-Zwillingen unterstrichen, also der virtuellen Kopie einer realen Stadt, die als kollaboratives Werkzeug für die Gestaltung des urbanen Raums und für das Management aller Aspekte im Zusammenhang mit Mobilität, Umweltverschmutzung, Ressourcenverbrauch, Zugänglichkeit öffentlicher Dienstleistungen usw. verwendet wird.

Einsatz von GIS im Verkehrswesen

Geospatiale Informationssysteme (GIS und Geospatial) erneuern den Verkehrssektor und bieten innovative Lösungen für die Planung, Verwaltung und Optimierung der Verkehrsabläufe. Ihre Anwendung erstreckt sich über verschiedene Bereiche, von der Logistik bis zur Stadtplanung, und verbessert die Effizienz und Nachhaltigkeit.

Hier sind einige wichtige Möglichkeiten, wie GIS im Verkehrswesen eingesetzt wird:

• Planung und Verwaltung der Infrastruktur: GIS-Daten helfen bei der Planung und Verwaltung der Verkehrsinfrastruktur, indem sie die Visualisierung und Analyse räumlicher Daten zu Straßen-, Schienen- und Flughafen-Netzen ermöglichen. Dies umfasst die Bewertung der bestehenden Bedingungen und die Prognose zukünftiger Bedürfnisse basierend auf demografischen und Verkehrsmodellen;
• Ressourcenmanagement: GIS wird verwendet, um die infrastrukturellen Ressourcen des Verkehrs zu verwalten, wie Straßen, Brücken und Ampeln. Es ermöglicht die Überwachung des Zustands der Ressourcen, der Wartungsbedarfe und die Priorisierung von Reparaturen;
• Verkehrsmanagement: GIS wird zur Unterstützung des Verkehrsmanagements eingesetzt, einschließlich der Echtzeitüberwachung der Verkehrsbedingungen, der Analyse von Verkehrsflussmustern und der Identifizierung von Staupunkten;
• Sicherheitsanalysen: GIS wird verwendet, um Daten zu Verkehrsunfällen zu analysieren und hochriskante Standorte sowie Faktoren, die zu Unfällen beitragen, zu identifizieren;
• Notfallmanagement: GIS wird zur Unterstützung des Notfallmanagements eingesetzt, einschließlich der Routenplanung für Einsatzfahrzeuge, der Verfolgung von Ressourcen und der Analyse der Auswirkungen des Verkehrs in Notfallsituationen;
• Umweltauswirkungen: Vor dem Bau neuer Infrastrukturen können GIS verwendet werden, um die potenziellen Umweltauswirkungen zu bewerten. Dies umfasst die Vorhersage, wie neue Straßen oder Schienenwege die lokalen Ökosysteme beeinflussen könnten, ein entscheidender Aspekt für eine nachhaltige Entwicklung.

GIS im Verkehr: Anwendungen

GIS findet zahlreiche Anwendungen im Verkehrswesen, einschließlich der Verwaltung von Autobahnen, der Verkehrsmodellierung, der Analyse von Verkehrsunfällen und der Routenplanung. Diese Anwendungen bieten greifbare Vorteile, wie eine höhere Betriebseffizienz und eine bessere Ressourcenplanung.

Lassen Sie uns die verschiedenen Anwendungen im Detail betrachten, die die Bedeutung der geospatialen Technologie beim Bau der Smart Cities der Zukunft demonstrieren.

GIS in der Verwaltung und Wartung von Straßeninfrastrukturen

Die Verwaltung der Straßeninfrastruktur erfordert einen klaren Überblick über die Daten und Bedingungen der Straßen, um einen sicheren und effizienten Betrieb der Straßennetze zu gewährleisten. Dank GIS ist es möglich, die Bedingungen der Straßen zu überwachen, Wartungsaktivitäten zu planen und Infrastrukturentwicklungs-Projekte effektiv zu verwalten, um eine optimale Nutzung der verfügbaren Ressourcen zu gewährleisten.

Das Management der Wartung von Straßen und Autobahnen ist eine kritische Angelegenheit, die besser genutzt werden kann, indem GIS eingesetzt wird.

Das wichtigste Ziel des Einsatzes von GIS ist die Visualisierung, die durch Karten erreicht wird. Mit der Visualisierung von Daten in Echtzeit können potenzielle Probleme leicht identifiziert werden, die effizienter und kostengünstiger angegangen werden können als mit den aktuellen Methoden.

Die Verwendung von GIS bei der Planung von Straßen und Autobahnen ermöglicht es, die Bedingungen der bestehenden Ressourcen und die Leistung des Verkehrsnetzes zu visualisieren und zu verstehen. Darüber hinaus hilft es, die notwendigen Verbesserungen für die Sicherheit zu analysieren, um die beste Kombination aus neuen Projekten und erforderlichen Wartungsaktivitäten zu bestimmen.

GIS in der Straßenverwaltung: usBIM.geotwin

Zum Beispiele ermöglicht die GIS-Technologie im Verkehrswesen integriert in die openBIM-Modelle und die Funktionen des Facility Managements, den Wartungs- und Inspektionsteams im Transportbereich, Zeit bei der Erfassung und Aktualisierung von Informationen aus entfernten Standorten zu sparen. Mit dieser Technologie können Ressourcen und Assets in Echtzeit verfolgt werden, was eine schnelle Reaktion auf Ereignisse ermöglicht, die sofortige Aufmerksamkeit erfordern.

So kann die Überwachung und Wartung von Ressourcen und Infrastrukturen optimiert werden: Durch die Aktivierung der Funktionen und Daten des Facility Managements erhält man Zugriff auf ein umfassendes Informationsblatt mit allen Details, die Wartungsaktivitäten vereinfachen. Direkt aus dem GIS können die Wartungsarbeiten, die an jedem einzelnen Modell durchgeführt werden müssen, die Eigenschaften jedes einzelnen Assets, die aktiven Wartungstickets sowie die durchgeführten Aktivitäten an jedem Objekt im Detail angezeigt werden.

Das folgende Video zeigt einen digitalen Straßenzwilling, der aus der Integration von BIM und GIS entstanden ist. Das openBIM-Modell IFC 4X3 befindet sich auf der Plattform usBIM.geotwin von ACCA software, und die 3D-Karte stammt von ArcGIS Esri. Diese Technologie ermöglicht es nun, digitale Modelle im Verkehrssektor ohne Größenbeschränkungen zu erstellen und nützliche Daten für die Analyse, Planung, den Bau und das Management von Infrastrukturen bereitzustellen.

GIS im Verkehrswesen

Eine effektive Verwaltung von Bahneigentum erfordert das Verständnis der Verschlechterungszyklen von Vermögenswerten und deren Leistung im Laufe der Zeit. Die geospatiale Aktivierung von Asset-Management-Lösungen ermöglicht eine ganzheitlichere Sicht auf die Vermögenswerte, von den Meldungen und Kommunikationen bis hin zur Gleisinfrastruktur und zu den Nebeneinrichtungen.

Die meisten Eisenbahnorganisationen nutzen jetzt umfassend eine Vielzahl von Reality-Capture-Lösungen, einschließlich Drohnen- und Flugzeugvermessungen, Lidar-Scans, hochpräzise GPS/GNSS-Datenerfassung und CAD/BIM-Designplänen. Die Zusammenführung dieser Informationen auf einer gemeinsamen Plattform ist jedoch nicht immer so einfach.

Beispiel für die Integration von GIS, openBIM und Facility Management am Bahnhof von Neapel: Software usBIM.geotwin

Viele Lösungen zur Erfassung der Realität verfügen über eigene integrierte Mapping-Apps, unterstützen jedoch die offenen Standards für geospatiale Daten nicht. Um dies innovativ zu gestalten, empfehlen wir die Verwendung der GIS Digital Twin Software, mit der geolokalisierte und in das GIS integrierte IFC/openBIM-, BIM/3D-, Punktwolken, texturierte Meshes usw. verwaltet werden können.

Die Modelle bereichern das GIS mit geometrischen Informationen und Daten (BIM, IoT, FM usw.) von Gebäuden und Infrastrukturen für eine vollständige digitale Darstellung der gebauten Umwelt.

Das folgende Video zeigt den Digital Twin einer Eisenbahn, der Punktwolken, 360°-Fotos und openBIM IFC-Modelle integriert und eine geospatiale Visualisierung über GIS bietet. Dank der Common Data Environment (CDE) sind alle Informationen zu den openBIM-Objekten leicht zugänglich. Es ist möglich, die Infrastruktur zu überwachen, indem Fotos, Punktwolken und BIM-Modelle kombiniert werden, und durch die immersive virtuelle Realität (VRI), die mit BIM und GIS integriert ist, kann sogar die Steuerung des Zuges simuliert werden.

GIS im Brückenmanagement

Der Einsatz von GIS im Brückenmanagement verbessert die Integration von Daten, die räumliche Analyse, die Visualisierung und die Gesamteffizienz im Management und der Wartung von Brückenstrukturen.

Zunächst ermöglicht es die Integration von Building Information Modelling (BIM) und GIS, was die Verwaltung und Wartung von Brückenstrukturen über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg verbessert.

Zweitens bietet GIS räumliche Lösungen, um die Daten zu Brücken effizient zu verwalten, wodurch es den Betreibern ermöglicht wird, Informationen aus der Datenbank zu sammeln, zu verarbeiten, zu analysieren, zu visualisieren und zu präsentieren.

Die Technologie erleichtert den Echtzeitzugriff auf statische und dynamische Informationen über Brücken, wodurch deren Identifizierung, Überwachung und Visualisierung optimiert wird.

Um einen umfassenden und effizienten Ansatz für die Planung, Verwaltung und Wartung von Brücken zu erhalten, der die Technologien BIM, openBIM und GIS integriert,  können Sie eine  Brückenmanagement-Software verwenden, die es Ihnen ermöglicht, detaillierte 3D-Modelle der Vermögenswerte und der zugehörigen Daten ohne Größenbeschränkungen in einem räumlichen Kontext zuzugreifen und anzuzeigen, wodurch die Lokalisierung, Analyse und Verwaltung von Brücken und Infrastrukturen innerhalb eines bestimmten geografischen Gebiets vereinfacht wird.

Die gemeinsame Nutzung dieser Technologien ermöglicht eine Verbesserung des Entscheidungsprozesses und eine effizientere Visualisierung und Verteilung von Ressourcen, was zu einer insgesamt besseren Wartung der Infrastrukturen führt.

Integration von BIM und GIS für das Brückenmanagement: Software usBIM.bridge

GIS im Verkehrswesen bei der Analyse von Unfällen

Die Verwaltung von Informationen über Verkehrsunfälle erfordert Informationssysteme mit analytischen Fähigkeiten und Zugang zu räumlichen und beschreibenden Daten. Das GIS bietet leistungsstarke räumliche Analysen, die es den Behörden ermöglichen, Muster zu entdecken und Erkenntnisse zu gewinnen, um das Reiseverhalten besser zu verstehen und die Unfallanalyse durchzuführen.

Das GIS hilft erheblich bei der Analyse von Unfällen und führt zu einer Reduzierung der Anzahl von Unfällen auf den Straßen. Es ermöglicht eine sorgfältigere und genauere Auswahl, Screening und Reduzierung der Daten. Darüber hinaus ermöglicht es eine räumliche Analyse der Ergebnisse im Vor- und Nachverarbeitungsprozess.

Durch die Nutzung des GIS ist es möglich, genaue Daten über Verkehrsunfälle zu sammeln und zu analysieren, was den Behörden ermöglicht, die Natur und Häufigkeit vergangener Unfälle vollständig zu verstehen.

Dies hilft, Hochrisikobereiche zu identifizieren und gezielte Präventionsmaßnahmen zu ergreifen, um die Verkehrssicherheit in der Zukunft zu verbessern.

Darüber hinaus bietet das GIS effektive Werkzeuge zur Kommunikation von Verkehrssicherheitsplänen, um die Auswirkungen von Initiativen zur Verbesserung der Sicherheit zu veranschaulichen und das Vertrauen der Öffentlichkeit in die ergriffenen Maßnahmen zu erhöhen.

Bewertung der Umweltauswirkungen

Die GIS-Daten im Verkehrswesen werden umfassend für die Planung und den Bau umweltfreundlicher Straßen, Eisenbahnen oder Flughäfen angewendet. Mit seiner Hilfe können Experten potenzielle Schäden an lokalen Ökosystemen und der Tierwelt bewerten.

Darüber hinaus können leistungsstarke GIS-Verarbeitungslösungen die potenziellen Auswirkungen des Baus vorhersagen. Dies ist sowohl für die Verkehrsbehörden als auch für den Umweltschutz von entscheidender Bedeutung.

Planung der Entwicklung des Verkehrsnetzes

Das GIS kann auch Simulationen von Strukturen vor dem eigentlichen Bauprozess durchführen.

Experten können eine 3D-Projektion des Projektplans erhalten und diese mit Luftbildern der laufenden Baustelle ergänzen. Darüber hinaus ermöglichen GIS-Technologien die Erstellung von Entwurfsmodellen, die später für den Bau zukünftiger Autobahnen, Flughäfen, Bahnhöfe oder Häfen verwendet werden können.

Dies kann von großem Nutzen sein, um den Prozess zu überwachen und den Fortschritt der Entwicklung des Verkehrsnetzes zu bewerten.

Erneut wird die Nutzung in einer integrierten GIS-Software mit openBIM entscheidend, die eine dynamische und vollständige Integration zwischen den beiden Technologien in einer einzigen Umgebung ermöglicht, um jedes Projekt im räumlichen Kontext zu sehen.

Vorteile des GIS im Verkehrswesen

Die Vorteile der Nutzung des GIS im Verkehrssektor sind zahlreich, darunter eine Verbesserung der Effizienz, Sicherheit und Nachhaltigkeit.

Der Hauptvorteil der Nutzung des GIS ist seine Fähigkeit, räumlich verteilte Daten im Verhältnis zu ihrer tatsächlichen räumlichen Position zuzugreifen und zu analysieren, die auf einer Basis-Karte des Abdeckungsgebiets überlagert sind, was Analysen ermöglicht, die mit anderen Datenbankverwaltungssystemen nicht möglich sind.

Das GIS ermöglicht nicht nur den intuitiven Zugang und die visuelle Darstellung, sondern auch die Fähigkeit zur räumlichen Analyse und die Anwendbarkeit von Standard-GIS-Funktionen wie thematische Kartierung, Erstellung von Diagrammen, Netzwerkebene-Analysen, gleichzeitigen Zugriff auf verschiedene Datenschichten und deren Überlagerung.

Darüber hinaus kann die Fähigkeit der meisten GIS-Softwares, viele grundlegende Verkehrsmodelle und -algorithmen bereitzustellen, in spezifischen Situationen nützlich sein. Die Fähigkeit, sich mit externen Verfahren und Softwares zu verbinden, bietet ebenfalls Flexibilität, da diese Verfahren auf die Daten innerhalb des GIS zugreifen und die Analyseergebnisse zur Visualisierung und Analyse an das GIS zurückgeben können.

Die Bedeutung des GIS im Verkehrswesen

Durch die Integration von GIS im Verkehrswesen kann eine höhere Effizienz im gesamten Lebenszyklus der Infrastruktur von der Planung und dem Entwurf über die Untersuchung und das Bau-Management bis hin zu Betrieb und Wartung erreicht werden.

Wie man GIS im Verkehrswesen mit usBIM.geotwin nutzt

Um die Vorteile des GIS im Verkehrssystem optimal zu nutzen, können Sie innovative Systeme wie die GIS-Software für das geospatiale Management von Infrastrukturen – usBIM.geotwin – verwenden, die es Ihnen ermöglicht, komplexe Projekte sowohl für punktuelle als auch für lineare Infrastrukturen wie Straßen, Eisenbahnen, Brücken, Tunnel usw. ohne Einschränkungen hinsichtlich der zu verwaltenden Datenmenge zu verwalten.

Dank der Integration mit den Facility-Management-Konnektoren kann die Ausführungs- und Wartungsphase jeder Verkehrsinfrastruktur verwaltet und kontrollieret werden.

Das folgende Video zeigt, wie eine der Funktionen dieser Integration die Fähigkeit ist, zwischen der räumlichen Ansicht des GIS und den detaillierten openBIM-Modellen zu navigieren.