Digital Twins: De weg vrijmaken voor duurzaam bouwen in de stad

De stedenbouw in Nederland staat voor een cruciale uitdaging: hoe kunnen we de benodigde woningen en infrastructuur in onze steden bouwen en tegelijkertijd de logistiek efficiënt, de kosten beheersbaar en de milieueffecten minimaal houden? Het LOKET-project pakt dit probleem aan door innovatieve hulpmiddelen en strategieën te ontwikkelen om de logistiek in de bouw te verbeteren. LOKET is onderdeel van een onderzoeksprogramma voor het Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat in de sector Logistiek, geleid door TKI Dinalog (Dutch Institute for Advanced Logistics). Een van de meest veelbelovende oplossingen is het gebruik van Digital Twins, een technologie die de manier verandert waarop steden hun groei plannen en beheren.

Wat is een Digital Twin?

Stel je voor: je kunt een zeer gedetailleerde virtuele versie maken van een stad of bouwplaats – een “Digital Twin”. Deze digitale replica gebruikt realtime gegevens om de fysieke wereld na te bootsen en te voorspellen hoe deze zich zou kunnen ontwikkelen.

Voor de bouw van het Innovation Quarter Den Bosch (IKDB) in Den Bosch dient de Digital Twin als een 3D-platform dat goederenstromen visualiseert, verkeersopstoppingen bijhoudt en zelfs milieueffecten zoals CO2-uitstoot en geluidsoverlast berekent.

Maar de Digital Twin is meer dan alleen een visualisatietool. Met de Digital Twin kunnen stakeholders scenario’s simuleren, opties evalueren en data-gedreven beslissingen nemen. De integratie van real-time gegevensstromen, interactieve kaarten en voorspellende analyses maakt de bouwlogistiek slimmer en groener.

“Dankzij Digital Twins kunnen we tegelijkertijd het grote geheel en de fijne details zien,” legt Daniel Wondyifraw uit. Hij is Engineering Doctorate (EngD) trainee bij JADS en werkt aan dit project. “We kunnen ideeën testen en zo problemen oplossen in de virtuele ruimte voordat ze in de echte wereld plaatsvinden.”

De noodzaak van Digital Twins in de stedelijke bouw

Stedelijke gebieden raken steeds dichter bevolkt, met beperkte ruimte voor de bouw en een toenemende zorgen over duurzaamheid. Naarmate meer mensen naar steden verhuizen, wordt het managen van logistiek in de bouw complexer. Vrachtwagens leveren materialen af en veroorzaken daarbij files, lawaai en vervuiling. Allemaal zaken die het leven in de stad verstoren.

De huidige methoden maken vaak gebruik van gefragmenteerde gegevens en traditionele logistieke planning, die niet opgewassen zijn tegen de moderne uitdagingen. Digital Twins overbruggen deze kloof door:

• Coördinatie te verbeteren: Het samenbrengen van alle bewegende delen van bouwlogistiek in één enkel, gemakkelijk toegankelijk platform.
• De besluitvorming te verbeteren: Nabootsen van scenario’s, zoals levertijden voor materiaal, om efficiëntie en duurzaamheid te optimaliseren.
• Duurzaamheidsdoelstellingen ondersteunen: Het bewaken van gesimuleerde CO2-emissies en geluidsoverlast, het visualiseren van verkeerspatronen om milieuvriendelijke routes te identificeren en het bieden van bruikbare inzichten om de impact op het milieu te verminderen. Toekomstige verbeteringen, zoals het bijhouden van biodiversiteit en geavanceerde routeplanning, worden later toegevoegd.

“Steden kun je zien als levende systemen”, zegt professor Jos van Hillegersberg, wetenschappelijk directeur van JADS. “Digital Twins helpen ons deze systemen te begrijpen en dynamisch te managen, waardoor het stedelijk leven duurzamer en efficiënter wordt.”

Mijlpalen in het LOKET-project

Sinds de start heeft het LOKET-project grote vooruitgang geboekt. Daniel heeft:

• Een prototype Digital Twin ontwikkeld voor het Innovation Quarter Den Bosch (IKDB), gebruikmakend van geavanceerde tools zoals 3D BAG-datasets (een gedetailleerde kaart van 10 miljoen gebouwen in Nederland) en GIS-systemen.
• Integratie van real-time verkeersgegevens om files te analyseren en geoptimaliseerde logistieke routes te plannen.
• Integratie van realtime weersvoorspellingen, luchtkwaliteitsindex (AQI) en gestreamde sensorgegevens voor CO2 en geluidsniveaus om de bouwactiviteiten in IKDB effectief te monitoren.
• Nauwe samenwerking met belanghebbenden zoals TNO, Heijmans, Kadaster, Microsoft en de lokale overheid om de use cases te verfijnen en ervoor te zorgen dat de oplossing de uitdagingen uit de praktijk aanpakt.

Een hoogtepunt van het project is het gebruik van real-time gegevensbronnen, zoals TomTom verkeers-API’s, om de beste routes voor bouwvoertuigen te simuleren. Dit vermindert de verstoring van de stad en vermindert de CO2-uitstoot – een belangrijke stap in de richting van emissievrije stadslogistiek.

Uitdagingen

Zoals bij elk innovatief project zijn uitdagingen onvermijdelijk. Een cruciaal probleem is de beschikbaarheid en kwaliteit van gegevens. Gegevens over stedelijke logistiek zijn vaak gefragmenteerd of verouderd, waardoor het een uitdaging is om een volledig accurate en dynamische Digital Twin te creëren. Om dit op te lossen werkt Daniel samen met open dataplatforms zoals Nationaal Dataportaal Wegverkeer en integreert hij aanvullende bronnen, zoals luchtkwaliteitssensoren en IoT-apparaten, om de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de Digital Twin te verbeteren.

Een andere uitdaging is het overtuigen van alle stakeholders, waaronder stadsplanners en bouwbedrijven, van de waarde die Digital Twins kunnen bieden. Het project richt zich op het demonstreren van praktische voordelen, zoals efficiëntere logistiek, kostenbesparingen en betere duurzaamheidsresultaten, om vertrouwen en draagvlak voor de technologie te creëren.

Het potentieel van Digital Twins

Het potentieel van Digital Twins reikt veel verder dan de bouw. Voor gemeenten zijn Digital Twins een manier om hun stadsactiviteiten effectiever te beheren. Voor bedrijven bieden ze hulpmiddelen om de logistiek te optimaliseren en de kosten te verlagen. Voor milieu-instanties bieden ze inzicht in de impact op duurzaamheid. En voor academische instellingen zoals JADS openen ze nieuwe wegen voor samenwerking en onderzoek.

Blik vooruit

De volgende stappen in het LOKET-project zijn onder andere het verfijnen van het Digital Twin prototype, het integreren van extra datastromen en het verbeteren van dashboards en analyses. Er zullen AI-functies en modellen voor machinaal leren worden ingebouwd om voorspellende inzichten te verschaffen en realtime bouwlogistiek te ondersteunen. Tegen 2026 zal de Digital Twin een cruciaal hulpmiddel zijn voor het optimaliseren en coördineren van bouwactiviteiten in de IKDB.

Zie de Digital Twin in actie

Wil je het potentieel van Digital Twins in actie zien? Bekijk de videopresentatie van Daniel. Deze geeft een gedetailleerd beeld van de technologie achter het project en hoe het de stedelijke bouwlogistiek transformeert.

Door de academische wereld, het bedrijfsleven en de overheid samen te brengen, laten initiatieven zoals het LOKET-project zien hoe data science urgente maatschappelijke uitdagingen kan aanpakken en de weg kan vrijmaken voor slimmere, duurzamere steden.