Bundesfernstraßen Digital - Das Magazin
Ausgabe 2 – April 2026
Editorial
Vom Pilot zur Praxis: Jetzt wird Digitalisierung wirksam
Das digitale Planen, Bauen und Betreiben von Bundesfernstraßen ist längst keine Vision mehr, sondern wird mehr und mehr zur Realität. Und diese wird gemeinsam von einer vielseitig aufgestellten und enthusiastischen Fachcommunity gestaltet. Das zeigte das Dialogforum Bundesfernstraßen Digital eindrucksvoll.
Über 1.000 Teilnehmende, fachliche Impulse, politisches Commitment, ein breit aufgestellter Dialogmarkt online und vor Ort und viel Zuspruch zur Digitalisierung, aber auch klare Worte zu dem, was noch besser werden muss, setzten ein klares Signal: Der Wille zur weiteren Digitalisierung ist da – und der Anspruch steigt. Gefragt sind mehr Tiefe, mehr Praxisbezug, mehr Austausch.
Hierzu will Bundesfernstraßen Digital einen Beitrag leisten. Die Plattform entwickelt sich immer weiter zur zentralen Anlaufstelle für Informationen und Wissen, wird zum Ankerpunkt der Vernetzung und trägt damit zum gemeinsamen Vorankommen bei. Die Rückmeldungen aus der Umfrage, die wir im Nachgang zum Dialogforum an alle 1.200 Angemeldeten gesendet haben, bestätigen diesen Weg und geben zugleich wichtige Impulse für die nächsten Schritte.
Denn eines wird immer deutlicher: Der Übergang vom Pilotprojekt in die Fläche ist die zentrale Aufgabe der kommenden Jahre. Das gilt für die BIM-Methode ebenso wie für den Digitalen Zwilling. Projekte wie die Nibelungenbrücke in Worms zeigen, welches Potenzial bereits heute realisierbar ist. Gleichzeitig machen Forschungsvorhaben wie OnTimeOlogie deutlich, welche Chancen in der intelligenten Verknüpfung von Daten liegen.
Jetzt kommt es darauf an, diese Ansätze zusammenzuführen, weiterzuentwickeln und vor allem in die Anwendung zu bringen. Die Grundlagen dafür sind vorhanden: Daten, Methoden, erste Erfahrungen. Entscheidend ist, diese zu nutzen.
Wir laden Sie ein, von den Erfahrungen, Projekten und Ideen anderer zu lernen – und Ihre eigenen Erkenntnisse einzubringen. Bleiben Sie im Kontakt!
Fortschritt und Fakten
Dialogforum Bundesfernstraßen Digital: Wie war’s wirklich?
Wie kam das Dialogforum Bundesfernstraßen Digital bei den Teilnehmenden tatsächlich an? Über 1.000 Teilnehmende haben vor Ort und online diskutiert, gefragt und Impulse gesetzt – und im Anschluss ihre Eindrücke mit uns geteilt. Was hat überzeugt? Wo gibt es noch Luft nach oben? Und wie blicken die Teilnehmenden auf die weitere Digitalisierung im Bundesfernstraßenbau? Hier sind die wichtigsten Ergebnisse unserer Umfrage.
Die Umfrage wurde am 2. April 2026 an über 1.200 Personen versendet, die sich zur Teilnahme am Dialogforum angemeldet hatten. Insgesamt 109 Personen, von denen 38 vor Ort und 71 online teilgenommen hatten, nutzten die Möglichkeit, uns innerhalb des zweiwöchigen Umfragezeitraums ihre Einschätzung und ihre Anregungen zum Dialogforum sowie ihre Wünsche und Präferenzen für den zukünftigen Austausch mitzuteilen.
Wir danken allen, die sich an der Umfrage beteiligt haben. Ihre Rückmeldungen fließen in die Vorbereitung und Durchführung weiterer Veranstaltung sowie in die Weiterentwicklung der Plattform Bundesfernstraßen Digital ein.
Die Rückmeldungen zum Dialogforum im Einzelnen
Hinweise und Anregungen zu Inhalten und Formaten
64 Teilnehmende beantworteten die Frage, was sie sich anders gewünscht hätten. Am häufigsten genannt wurde der Wunsch nach stärkerer inhaltlicher Konkretisierung: mehr technische Details, praxisnahe Beispiele sowie klarere Einblicke in Prozesse, Zuständigkeiten und nächste Schritte – insbesondere für die Umsetzung von BIM im Regelprozess sowie im Betrieb und in der Erhaltung.
Auch die Formate wurden differenziert bewertet: Der Dialogmarkt wurde als wertvoll für Austausch und Einblicke gesehen. Zugleich wurden eine klarere Struktur, mehr Zeit und eine bessere Orientierung – vor allem im Online-Format – angeregt. Für die Diskussionsrunden wurde ebenfalls mehr fachliche Vertiefung und Raum für Austausch gewünscht. Insgesamt zeigt sich ein Bedarf nach weiter gestärkten Dialogformaten und mehr Zeit für Vernetzung.
Präferenzen für den weiteren Austausch
Für den weiteren Austausch stoßen sowohl BIM als auch der Digitale Zwilling Bundesfernstraßen auf großes Interesse. Besonders gefragt sind vertiefende Informationen zur BIM-Methode und ihren Anwendungen.
Auch bei den gewünschten Formaten zeigt sich der Bedarf nach mehr Details und Konkretisierung: Thematisch fokussierte und arbeitsorientierte Veranstaltungen führen die Wunschliste an, dicht gefolgt von Großveranstaltungen und Schulungen.
Hybride Formate werden von der Mehrheit bevorzugt. Im direkten Vergleich schneiden digitale Veranstaltungen deutlich besser ab als reine Präsenzformate.
Gibt es sonst noch etwas, das Sie uns zum Thema Information und Austausch über die Plattform Bundesfernstraßen Digital mitteilen möchten?
Die Antworten auf diese bewusst offen gehaltene Abschlussfrage spiegelten im Wesentlichen die vorherigen Einschätzungen wider. Gewünscht wurden mehr Praxisbeispiele, konkrete Umsetzungsinformationen – und kontinuierliche Information.
Wie 18 BIM Anwendungsfälle den Weg in den Regelprozess ebnen
Gastbeitrag von Momme Petersen, BIM.Hamburg
Mit der dritten Veröffentlichung des Rahmendokuments „Anwendungsfälle für den Regelprozess“ liegt nun ein zentraler Baustein für die bundesweite Implementierung der BIM-Methode im Bundesfernstraßenbau vor. Das Dokument ist das Ergebnis einer mehrjährigen, strukturierten Entwicklung, in der die Anwendungsfälle in drei aufeinander aufbauenden Schleifen schrittweise erweitert, geschärft und in ihrer fachlichen Tiefe vereinheitlicht wurden. Ausgehend von acht initialen Anwendungsfällen wurde das Rahmendokument in zwei weiteren Entwicklungsschleifen auf insgesamt 18 Anwendungsfälle erweitert und inhaltlich vertieft. Das Ergebnis sind rund 250 Seiten klar strukturierter Beschreibungen, die eine einheitliche und fachlich abgestimmte Grundlage für den Regelprozess schaffen.
Das Rahmendokument richtet sich federführend an Auftraggeber (insbesondere Straßenbauverwaltungen), die die BIM-Methode für Infrastrukturmaßnahmen einsetzen. Die entwickelten Anwendungsfallbeschreibungen geben die notwendige Orientierung vor, um klare und vergleichbare Anforderungen in Auftraggeber Informationsanforderungen zu formulieren und BIM projektspezifisch, aber gleichzeitig standardkonform einzusetzen. Durch die einheitliche Struktur und Terminologie werden Missverständnisse reduziert, BIM-Rollen in ihrem Verantwortungsbereich klarer und konsistent beschrieben und die Erwartungshaltung bezüglich Eingangs- und Ausgangsdaten der jeweiligen Anwendungsfälle geschärft.
Ein besonderer Mehrwert liegt in der konsequenten Praxisnähe: Jeder Anwendungsfall enthält Steckbriefe, Umsetzungsdetails, Prozessdiagramme und Lessons Learned. Damit liefert das Dokument nicht nur die fachlichen Anforderungen, sondern auch konkrete Hinweise zur Umsetzung und typische Erfahrungen aus Pilotprojekten. Gleichzeitig ist es so aufgebaut, dass verschiedene Zielgruppen schnell die für sie relevanten Informationen finden – vom kompakten Steckbrief für das Management bis zu detaillierten Umsetzungsschritten und Prozessdiagrammen für die operativen Anwenderinnen und Anwender.
Im Kontext des bundesweiten Digitalisierungsfortschritts markiert das Rahmendokument einen wesentlichen Meilenstein für den Übergang in den BIM Regelprozess. Es verbindet strategische Vorgaben mit einer klaren fachlichen Struktur und schafft damit die Grundlage, um BIM im Bundesfernstraßenbau nicht nur einzuführen, sondern nachhaltig zu verankern.
Mit Version 3 liegt eine tief ausgearbeitete Grundlage der Anwendungsfälle vor. In der nächsten Fortschreibung wird nun die bislang fehlende Betriebsperspektive ergänzt. Zudem fließen die Erfahrungen aus dem Pilotprogramm Bundesfernstraßen stärker in die Lessons Learned ein. Parallel wird geprüft, inwiefern die Anwendungsfälle für den Digitalen Zwilling weiterentwickelt werden müssen, um auch zukünftige Anforderungen abzudecken.
Fachforum BIM in der Geotechnik, 9. Juni 2026 – Jetzt anmelden
Die Digitalisierung des Planens und Bauens schreitet voran – und mit ihr wächst die Bedeutung der Integration geotechnischer Daten in Bauwerksmodelle. Das hybride Fachforum am 9. Juni 2026 dient der Positionsbestimmung zu BIM in der Geotechnik sowie dem Austausch von Praxiserfahrungen als Grundlage für die nächsten Schritten.
Solide Basis für eine leistungsfähige Infrastruktur
Leistungsfähige Straßen, Schienen und Wasserstraßen brauchen eine solide, tragfähige Basis. BIM in der Geotechnik macht den Untergrund durchgängig digital verfügbar und als 3D-Modell für die digitale Planung, den Bau und den Betrieb nutzbar. Doch wo steht BIM in der Geotechnik aktuell? Welche Fortschritte und Erfahrungen wurden in den vergangenen zwei Jahren erzielt? Wo liegen zentrale Herausforderungen? Wie können diese gemeistert werden?
Das Fachforum adressiert diese und weitere Fragen, bietet konkrete Einblicke in Projekte und Erfahrungen, gibt die Möglichkeit zum Austausch und legt die Grundlagen für das weitere Vorgehen bei der Integration geotechnischer Daten in Bauwerksmodelle.
Veranstaltungsdetails
- Datum: Dienstag, 9. Juni 2026
- Uhrzeit: 10:00 bis 15:30 Uhr
- Ort: Bundesministerium für Verkehr, Berlin, und online (mit Webex)
Das Fachforum besteht aus zwei Teilen. Der Plenums-Teil am Vormittag wird hybrid (vor Ort in Berlin und online mit Webex) durchgeführt. Die Workshop-Session am Nachmittag findet vor Ort statt.
Praxis und Anwendung
Vom Abrisskandidaten zum Zukunftslabor: Der Digitale Zwilling Nibelungenbrücke Worms
Eigentlich war die Zukunft der Nibelungenbrücke in Worms längst entschieden: Ersatzneubau ab 2028. Die Lösung schien alternativlos, denn die bestehenden Tragfähigkeitsdefizite und Nutzungseinschränkungen ließen sich für die wichtige Rheinbrücke langfristig nicht verantworten. Doch dann kam es anders. Das Bauwerk entwickelte sich zum Leuchtturmprojekt für den Digitalen Zwilling Bundesfernstraßen im Bestand.
Die „Alte Nibelungenbrücke“ im Zuge der Bundesstraße B 47 bei Worms gilt als eine Ikone der Spannbetonbrücken. Zugleich teilt sie das Schicksal zahlreicher Spannbetonbrücken, die zwischen den 1950er und 1970er Jahren entstanden sind: Baualter, bauzeitbedingte Defizite und steigende Verkehrsbelastungen machen bereits seit mehreren Jahren das Ende ihrer Nutzungsdauer absehbar. Hinzu kommen Tragfähigkeitsdefizite, die aus technischen und wirtschaftlichen Gründen nicht vollständig behoben werden konnten.
Da der Zustand und die bereits bestehenden Nutzungseinschränkungen auf der Brücke für diese wichtige Rheinquerung nicht hinnehmbar sind, sah die Erhaltungsstrategie des Landesbetriebs Mobilität Rheinland-Pfalz (LBM) den Ersatzneubau im Jahr 2028 vor. Das Bekanntwerden dieser Entscheidung im Jahr 2019 alarmierte die baukulturell interessierten Expertinnen und Experten und die Denkmalschutzbehörden. Ihr Wunsch: Das Wahrzeichen deutscher Ingenieurkunst soll länger erhalten bleiben.
Baukulturelle Bedeutung als Treiber der Innovation
„Der Brückenarchitekt Gerd Lohmer war ein Meister seines Fachs“, stellt Andreas Jackmuth vom LBM fest. Anders als bei vielen Digitalisierungsprojekten waren daher bei der Nibelungenbrücke nicht Nutzungsdauer und Effizienz die Treiber der Innovation, sondern die baukulturelle Bedeutung.
„In der Diskussion mit der Fachcommunity haben wir gesagt: Wir verstehen die baukulturelle Bedeutung – und prüfen die Brücke neu, nach dem Stand der Wissenschaft“, erläutert Jackmuth. Dies war der Anlass für die Revision der Erhaltungsstrategie. Und zugleich der Wendepunkt im Schicksal der Alten Nibelungenbrücke.
Eine glückliche Fügung: Mit „Hundert plus“ zum Digitalen Zwilling
„Und dann war es eine glückliche Fügung, dass Professor Steffen Marx von der TU Dresden an das Bundesministerium für Verkehr (BMV) herangetreten ist, und zwar mit dem Vorschlag, die Nibelungenbrücke als Validierungsobjekt für das Forschungsvorhaben ‚Hundert plus‘ zu nutzen“, berichtet Jackmuth weiter.
Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) geförderte Forschungsvorhaben „Hundert plus – Verlängerung der Lebensdauer komplexer Baustrukturen durch intelligente Digitalisierung“ (SPP 100+) erforscht Methoden der Erfassung, Verknüpfung und Bewertung verschiedenster Daten mit dem Ziel, durch prädiktive Instandhaltung die Lebensdauer und Nutzbarkeit komplexer Bauwerke zu verlängern.
Im Mittelpunkt steht dabei der Digitale Zwilling, in den Daten der Bauwerksprüfung, des BIM-Modells, des statischen Modells, sowie des Bauwerkmonitorings und der Bauwerksdiagnostik zusammengeführt werden. So sollen zukünftige Bauwerkszustände mit Hilfe eines Prognosemodells zuverlässig vorhergesagt werden können.
Dem Digitalen Zwilling nutzt kein Blattgold, sondern er braucht eine gute Substanz
Der Aufwand für den Digitalen Zwilling lohnt sich nur, wenn die Bausubstanz noch in ausreichend gutem Zustand ist. „Wir können die Physik nicht austricksen“, betont Jackmuth, „aber wir können die Tragfähigkeit durch den Digitalen Zwilling absichern, wenn die Substanz ausreichend ist.“ Dass dies bei der Nibelungenbrücke der Fall war, ist der erfolgreichen länderübergreifenden Kooperation mit dem Bundesland Hessen zu verdanken.
Im Jahr 2008 war der LBM an der Nibelungenbrücke für den Neubau einer zweiten Rheinquerung in Fahrtrichtung von Rheinland-Pfalz nach Hessen verantwortlich. Die personellen Ressourcen waren dadurch gebunden, und so übernahm Hessen Mobil die dringend erforderliche Instandsetzung der Alten Nibelungenbrücke. „Wenn die Kollegen damals nur Blattgold appliziert hätten, hätten wir heute die Möglichkeit für den Einsatz des Digitalen Zwillings nicht“, erläutert Jackmuth und führt aus: „Trotz der damals anvisierten Restnutzungsdauer von nur 15 Jahren hat Hessen Mobil die Brücke grundhaft auf Vordermann gebracht. Die bestmögliche Herstellung damals ist die Basis des Digitalen Zwillings heute.“
Simulation der Tragfähigkeit
Für die Nachrechnung nutzten Andreas Jackmuth und das Team vom LBM die Möglichkeiten der „Richtlinie für die Nachrechnung von Brücken im Bestand“ (kurz: Nachrechnungsrichtlinie), die in der sogenannten „Berechnung gemäß Stufe 4“ eine Nachweisführung mit wissenschaftlichen Methoden zulässt. Zur Neubewertung der Tragfähigkeit wurden Hegger und Partner Ingenieure mit einer nichtlinearen FEM-Simulation beauftragt. So lassen sich auf Basis der neuesten wissenschaftlichen Erkenntnisse, die noch nicht im Regelwerk abgebildet sind, die stillen Tragreserven nutzbar machen.
Zukunftslabor, das allen offensteht
Auch der Digitale Zwilling ist kein alleiniges Projekt des LBM, sondern er entsteht in einem Zusammenspiel verschiedener Akteure aus den Straßenbauverwaltungen der Länder, der Wissenschaft, der Privatwirtschaft und vom Bund. „Die Nibelungenbrücke ist ein Labor für viele“, berichtet Jackmuth. Universitäten, Forschungseinrichtungen und Ingenieurbüros bringen ihre Ansätze ein – von der Sensorik über satellitengestützte Messverfahren bis hin zu neuen Diagnosemethoden. Der Digitale Zwilling wird so nicht nur aufgebaut, sondern kontinuierlich weiterentwickelt.
Widerstandsfähiger als gedacht
Im Rahmen des Pilotprojektes kamen neue Messtechniken zum Einsatz und brachten erstaunliche Ergebnisse. Bei Belastungsfahrten mit einem Gesamtgewicht von bis zu 120 Tonnen an den Kragarmspitzen waren die vorausberechneten Durchbiegungen deutlich stärker als die tatsächlich gemessenen. Sowohl die eigens für das Kurzzeitmonitoring installierte, hochgenaue elektronische Wasserwage als auch die geodätischen Vermessungen vor Ort und die begleitenden satellitengestützten Messungen zeigten: Die Brücke ist deutlich widerstandsfähiger als erwartet.
„Das spricht für das Bauwerk“, findet Jackmuth. Er ist zuversichtlich: Mit dem digitalen Zwilling kann die Lebensdauer noch um 30 Jahre verlängert werden.
Mit Echtzeitdaten Handlungsspielräume schaffen
Derzeit liegt der Schwerpunkt des Projekts auf der Erfassung und Auswertung von Daten. Die Echtzeitdaten laufen beim Projektpartner, dem Ingenieurbüro Marx, Krontal, Partner (MKP) ein. Auf Basis dieser Daten sollen zukünftig nicht nur Erhaltungsmaßnahmen vorausschauend geplant, sondern auch kurzfristige Entwicklungen effizient gesteuert werden.
Andreas Jackmuth: „Wenn die Grundlagen geschaffen sind, kann man unter anderem Meldeketten aufbauen. Wenn beispielsweise die Durchbiegung der Brücke zu groß würde, dann würden entsprechende Maßnahmen veranlasst, also Meldung an den Straßenbaulastträger aber auch zur Polizei, die im Extremfall die Verkehrssperrung durchführen müsste.“
Diesen Extremfall gilt es natürlich zu vermeiden. Das betont auch Jackmuth. Ziel ist es, die sichere Nutzbarkeit der Alten Nibelungenbrücke für mehrere Jahrzehnte zu ermöglichen – und das nicht nur aus baukulturellen Gründen.
„Wir wollen aus dem, was wir bereits jetzt mit Hilfe des Digitalen Zwillings gelernt haben und noch weiter lernen, schnell Mehrwert generieren. Indem wir die Restnutzungsdauer für die Nibelungenbrücke verlängern, können wir auch Ressourcen freimachen und uns um die Bauwerke kümmern, für die ein Ersatz alternativlos ist“, fasst Jackmuth den doppelten Nutzen des Projekts zusammen.
Vom Leuchtturmprojekt zum flächenhaften Instrument der Brückenerhaltung
Die Alte Nibelungenbrücke war zu ihrer Entstehungszeit ein Pilotbauwerk, und sie ist es jetzt wieder. Andreas Jackmuth ist sich sicher, dass die Erkenntnisse aus dem Digitalen Zwilling Nibelungenbrücke auch auf andere Bauwerke übertragen werden können, die zwar eine schlechte Tragfähigkeit aufweisen, aber noch eine gute Grundsubstanz haben.
„Es gibt einige Spannbetonbrücken, wo es sich durchaus lohnen könnte, Geld in die Hand zu nehmen für eine Stufe 4 Nachrechnung“, meint Jackmuth. So kann festgestellt werden, ob Tragreserven aktiviert werden können. Mit Hilfe eines Dauermonitorings lässt sich ein ausreichendes Sicherheitsniveau für eine verlängerte Nutzungsdauer gewährleisten. Der Digitale Zwilling stellt dabei den zentralen Zugangspunkt dar.
„Der Digitale Zwilling ist zwar kein Allheilmittel, aber ein strategisch enorm wichtiges Werkzeug, um die immensen Herausforderungen der Brückenerhaltung zu bewältigen“, stellt Jackmuth abschließend fest.
Das Beispiel Nibelungenbrücke zeigt: Der Digitale Zwilling ist kein Zukunftsversprechen – sondern bereits heute ein wirksames Instrument für die Brückenerhaltung. Entscheidend ist, ihn zu nutzen.
Die Redaktion dankt Andreas Jackmuth, Landesbetrieb Mobilität Rheinland-Pfalz, für seine Unterstützung bei der Erstellung dieses Beitrags.
Forschung und Entwicklung
Den Datenschatz heben: Das Forschungsprojekt OnTimeOlogie schafft die Grundlagen für eine datenbasierte Baustellensteuerung
Eine wesentliche Frage für die Digitalisierung von Bundesfernstraßen lautet: Wie lassen sich Bau- und Verkehrsdaten so zusammenführen, dass sie konkrete Mehrwerte für Planung, Bau und Betrieb schaffen? Im Gespräch mit Bundesfernstraßen Digital erläutert Prof. Dr. Sigrid Brell-Cokcan, RWTH Aachen, welche Rolle vernetzte Datenstrukturen auf Baustellen spielen und wie Forschungsprojekte wie OnTimeOlogie dazu beitragen, neue Entscheidungsgrundlagen für Baupraxis und Verkehrsmanagement zu entwickeln.
Baustellen auf Bundesfernstraßen sind weit mehr als reine Bauprojekte. Sie beeinflussen Verkehrsflüsse, verursachen Staus, Emissionen und Zeitverluste – mit spürbaren Auswirkungen auf Wirtschaft und Gesellschaft. Genau hier setzt das Forschungsprojekt „OnTimeOlogie – Bau-Verkehrsdaten-Ontologie für ein effizientes datenbasiertes Bauprojektmanagement“ an. Ziel ist es, Baustellen nicht isoliert zu betrachten, sondern als integralen Bestandteil des Verkehrssystems.
Dazu verknüpft das Projekt projektspezifische Baudaten mit Verkehrsdaten aus der Mobilithek, der zentralen Plattform für Mobilitätsdaten des Bundes. Auf diese Weise entstehen neue, datenbasierte Entscheidungsgrundlagen für Planung, Steuerung und Organisation von Baustellen.
„Baustellen beeinflussen nicht nur Baukosten, sondern auch Stauzeiten, Emissionen und Produktivität. Diese Effekte müssen Teil der Entscheidungsgrundlagen werden.“ Prof. Dr. Sigrid Brell-Cokcan
Im Mittelpunkt der Forschung steht die Frage, wie externe Einflussfaktoren – etwa Verkehrslast, Störungen, Wetter oder Feiertage – systematisch in die Planung und Steuerung von Baustellen einbezogen werden können. Die Grundannahme: Wird die Baustellenorganisation an die reale Verkehrssituation angepasst, lassen sich Kosten senken, Emissionen reduzieren und Staus vermeiden.
Wie groß dieses Potenzial ist, zeigt ein Rechenbeispiel aus der Praxis: Bei einer Autobahnbaustelle mit rund 90.000 Fahrzeugen pro Tag können durch die Sperrung eines Fahrstreifens Mehrkosten zwischen 20.000 und 80.000 Euro pro Tag entstehen – allein für die Bauunternehmen. Ursachen sind unter anderem Verzögerungen, erhöhter Kraftstoffverbrauch oder Logistikprobleme. Hochgerechnet auf die Vielzahl an Dauerbaustellen auf deutschen Autobahnen ergeben sich erhebliche volkswirtschaftliche Effekte. Hinzu kommen die Produktivitäts- und Umweltkosten, die durch Fahrzeitverlängerungen bei den Verkehrsteilnehmenden entstehen.
Aus Sicht der Forscherin liegt ein zentrales Problem in den heute gängigen Planungs- und Entscheidungsroutinen. Viele Annahmen beruhen auf Erfahrungswerten oder statischen Standards und reagieren nur begrenzt auf die tatsächliche Verkehrslage. Dabei stehen heute deutlich mehr digitale Daten zur Verfügung als noch vor wenigen Jahren.
„Wir können heute Verkehrs- und Mobilitätsdaten in einem Umfang auswerten, der vor wenigen Jahren noch undenkbar war. Die Frage ist nicht mehr, ob wir Daten haben – sondern wie wir sie sinnvoll miteinander verknüpfen.“
Die Herausforderung besteht darin, den schon vorhandenen, umfangreichen Datenfundus so auszuwerten, dass die Ergebnisse als Entscheidungsgrundlage dienen können. Das Problem: Die Datenquellen stehen isoliert voneinander, ihre Inhalte liegen in unterschiedlichen Formaten und Standards vor.
Genau hier setzt der Ansatz von Ontologien an. Sie ermöglichen es, heterogene Datenquellen – etwa aus Verkehrsmanagement, Wetterdiensten oder der Baulogistik – semantisch miteinander zu verbinden, also in eine gemeinsame Bedeutungslogik zu überführen. Auf dieser Grundlage lassen sich Grenzkapazitäten erkennen, Engpässe prognostizieren und Gegenmaßnahmen frühzeitig einleiten.
So kann künftig besser abgeschätzt werden, wann Baustellen beginnen sollten und wie sich Bauabläufe und Logistik so organisieren lassen, dass sowohl Zeit als auch Kosten eingespart werden.
„Durch die Verkürzung von Bauzeiten können wir nicht nur Kosten auf der Baustelle einsparen, sondern auch Staus, Emissionen und volkswirtschaftliche Verluste reduzieren.“
Die Forschungsergebnisse zeigen, dass erhebliche Effizienzpotenziale entlang der gesamten Baukette liegen. Besonders groß ist der Hebel in der Baulogistik. Studien deuten darauf hin, dass bis zu 30 Prozent der Kosten auf das Suchen, Finden und Transportieren von Materialien und Geräten entfallen. Digitale Nachverfolgung und datenbasierte Logistiksteuerung könnten hier spürbare Verbesserungen bringen.
Auch bei der Wahl der Bauweise eröffnen sich neue Perspektiven. Modulare Bauweisen, etwa im Brückenbau, können Bauzeiten deutlich verkürzen. Zwar sind sie in der Herstellung teilweise teurer, reduzieren aber Verkehrsbeeinträchtigungen erheblich.
„Wenn wir den Bauturbo anwerfen wollen, stellt sich nicht nur die Frage nach der verfügbaren Finanzierung, sondern vor allem auch danach, wie viele Baustellen das Autobahnnetz überhaupt noch vertragen kann.“
Der bestehende Instandhaltungsrückstand bei Bundesfernstraßen soll in den nächsten Jahren massiv abgebaut werden. Das bedeutet: mehr Baustellen. Auswertungen des ADAC zeigen, dass es im Jahr 2023 rund 1.200 Dauerbaustellen in Deutschland gab. Hinzu kommen Tages- und Wanderbaustellen.
Die Frage nach der Belastungsgrenze des Netzes betrifft nicht nur Verkehrsteilnehmende, sondern auch die Bauwirtschaft. Sie war aktiv in das Projekt OnTimeOlogie eingebunden und stellte Bauprojektdaten zur Verfügung. Die Verkehrsdaten stammten aus dem „Datenschatz“ der Mobilithek. In diese speisen öffentlichen Stellen, wie Verkehrsbehörden, Infrastrukturbetreibern und Kommunen, sowie private Mobilitätsanbieter über standardisierte Schnittstellen digitale Informationen ein, die für die Entwicklung von Informationsdiensten, Apps etc. genutzt werden können. Welche Möglichkeiten sich aus der Verknüpfung der Mobilitheks-Daten und weiterer Daten ergeben, ist aus Sicht der Forschung bislang erst in Ansätzen absehbar.
„Ein BIM-Modell ist eine sehr gute Ausgangsbasis. Aber erst durch die Verknüpfung mit Echtzeitdaten entsteht ein echter Digitaler Zwilling.“
Ein weiterer Baustein der vernetzten Baustelle sind KI-gestützte Assistenzsysteme. An der RWTH Aachen wird erforscht, wie Large Language Models eingesetzt werden können, um Informationen aus BIM-Modellen, Bauzeiten- oder Kostenplänen direkt auf der Baustelle abrufbar zu machen – etwa per Spracheingabe über mobile Endgeräte.
Die manuelle Übertragung externer Daten in ein BIM-Modell wäre dabei weder praktikabel noch zielführend. Stattdessen integrieren digitale, datenbasierte Technologien Live-Daten aus Sensorik und Mobilität und schaffen so die Grundlage für einen Digitalen Zwilling, der nicht nur einzelne Bauwerke optimiert, sondern die Baustelle als Ganzes – und als Teil eines vernetzten Verkehrssystems – besser steuerbar macht.
„Auf kultureller Ebene stellt sich immer die Frage: Wie können wir sicherstellen, dass datengetriebene Entscheidungslogiken akzeptiert werden?“
Neben technischen und prozessualen Fragen sieht Brell-Cokcan den größten Handlungsbedarf im kulturellen Wandel. Digitale und KI-gestützte Systeme müssen als Unterstützung verstanden werden, nicht als Kontrollinstrument. Akzeptanz entsteht dort, wo ein klarer Nutzen erkennbar ist.
Denkbar sind Anreiz- und Belohnungssysteme für effiziente Bauprozesse – statt ausschließlich Sanktionen bei Abweichungen. Langfristig sei zudem ein Umdenken bei Vergabekriterien erforderlich: weg vom reinen Billigstbieterprinzip, hin zu einem Bestbieteransatz, der auch Bauzeit, Verkehrsfluss und volkswirtschaftliche Effekte berücksichtigt.
Das Ziel sind Baustellen, die datenbasiert, vernetzt und im Kontext des gesamten Verkehrssystems geplant und gesteuert werden, so dass Vorhaben effizienter sowie verkehrs- und umweltschonender realisiert werden können.
Wir danken Frau Prof. Dr. Ing. Sigrid Brell-Cokcan für das Gespräch.
Im Gespräch
„Wir müssen den Digitalen Zwilling schnell in die Fläche bringen.“
Claudia Oberheim, Leiterin des Referats StB 27 im Bundesministerium für Verkehr, treibt gemeinsam mit ihren Kolleginnen und Kollegen zentrale Digitalisierungsthemen im Bereich Bundesfernstraßen voran. Der Digitale Zwilling Bundesfernstraßen liegt der Diplom-Bauingenieurin besonders am Herzen: Für sie ist er ein Schlüssel, um die Leistungsfähigkeit der Infrastruktur langfristig zu sichern. Im Interview mit Bundesfernstraßen Digital – Das Magazin erläutert sie ihre Sichtweise auf den Digitalen Zwilling und gibt einen Ausblick auf die nächsten Schritte hin zum Masterplan Digitaler Zwilling Bundesfernstraßen.
Das Magazin (M): Frau Oberheim, warum beschäftigt sich das Bundesministerium für Verkehr aktuell so intensiv mit dem Digitalen Zwilling für die Bundesfernstraßen?
Claudia Oberheim (CO): Unser Ziel ist es, die Leistungsfähigkeit der Bundesfernstraßen langfristig zu sichern. Dafür brauchen wir bessere Entscheidungsgrundlagen, die auf aktuellen und zuverlässigen Daten basieren. Der Digitale Zwilling ermöglicht es uns, Informationen über die Infrastruktur systematisch zusammenzuführen und nutzbar zu machen. Gerade mit Blick auf eine alternde Infrastruktur und wachsende Herausforderungen in Betrieb und Erhaltung ist das ein wesentlicher Schritt.
M: Was genau verstehen Sie im Kontext der Bundesfernstraßen unter einem Digitalen Zwilling?
CO: Der Digitale Zwilling ist eine modellgestützte, digitale Abbildung unserer Infrastruktur, die Daten aus verschiedenen Quellen zusammenführt und über den gesamten Lebenszyklus nutzbar macht. Wichtig ist: Wir wollen nicht bei einzelnen Leuchtturmprojekten stehen bleiben, sondern eine Struktur schaffen, die in der Breite von vielen anwendbar ist.
M: Was ist aus Ihrer Sicht die zentrale Herausforderung für den Digitalen Zwilling Bundesfernstraßen?
CO: Die größte Herausforderung und zugleich der größte Nutzen liegen darin, den Digitalen Zwilling für den Bestand schnell nutzbar zu machen. Konkret heißt das: Wir dürfen Digitale Zwillinge nicht nur für Neubauprojekte entwickeln, sondern müssen das gesamte bestehende Netz in den Blick nehmen. BIM liefert uns heute vor allem Daten aus Planung und Bau. Der größte Hebel für die Leistungsfähigkeit der Bundesfernstraßen liegt aber im Bestand. Deshalb verfolgen wir den Ansatz eines „Basiszwillings“: eine grundlegende, modellgestützte Struktur für Strecken und Bauwerke, in der zentrale Informationen verfügbar sind. Dafür wollen wir vorhandene Datenbestände besser verknüpfen und bestehende Systeme integrieren: Wir heben die Datenschätze, die bereits vorhanden sind.
M: Heißt das, es wird künftig für jeden Streckenabschnitt und jedes Bauwerk einen gleich detaillierten Digitalen Zwilling geben?
CO: Nein, ganz bewusst nicht. Der Ansatz ist anwendungsorientiert. Der Basiszwilling schafft eine gemeinsame Grundlage. Darüber hinaus entwickeln wir dort weitergehende Digitale Zwillinge, wo sie konkret gebraucht werden, etwa bei komplexen Bauwerken oder für spezielle Anwendungsfälle.
Das sehen wir heute schon in Pilotprojekten, zum Beispiel bei Brücken, wo Sensorik und Monitoring eingesetzt werden, um Zustandsveränderungen frühzeitig zu erkennen.
M: Welche Rolle spielen dabei bestehende Pilotprojekte und digitale Testfelder?
CO: Eine sehr große. Wir bauen gezielt auf den Erfahrungen auf, die in den vergangenen Jahren sowohl im BIM-Bereich als auch in Pilotprojekten und digitalen Testfeldern gesammelt wurden. Diese Projekte zeigen uns, was technisch möglich ist und wo der konkrete Nutzen liegt, insbesondere im Betrieb und in der Erhaltung. Darauf aufbauend entwickeln wir jetzt gemeinsam einen Masterplan für den Digitalen Zwilling Bundesfernstraßen.
M: Der Masterplan Digitaler Zwilling ist aktuell in Arbeit. Was ist das Ziel dieses Prozesses?
CO: Der Masterplan soll eine gemeinsam getragene Strategie definieren – fachlich fundiert und abgestimmt zwischen Bund, Ländern und allen relevanten Akteuren. Daher entwickelt das BMV den Masterplan in Zusammenarbeit mit einer Vielzahl von Institutionen und Ländervertretungen in einer Projektgruppe unter der Leitung der Bundesanstalt für Straßen- und Verkehrswesen (BASt). Diese erarbeitet die Inhalte, eine Lenkungsgruppe koordiniert die Erstellung und den Abstimmungsprozess. Die Fachcommunity wird im Rahmen eines Review-Prozesses eingebunden. Ziel ist es, bis Ende 2026 eine breit abgestimmte Grundlage für die weitere Umsetzung zu schaffen.
M: Auf dem Dialogforum haben Sie die Vision des BMV für den Digitalen Zwilling sowie das Vorgehen bei der Erstellung des Masterplans vorgestellt. Welches Fazit ziehen Sie aus den Fragen und Hinweisen, die in der nachfolgenden Diskussion gestellt wurden?
CO: Mich hat überrascht, wie detailliert die Rückmeldungen waren. Viele Fragen bezogen sich bereits auf konkrete Softwarelösungen, Anwendungsfälle oder Prozessdetails. Daraus schließe ich, dass die Branche sich bereits intensiv auf den Digitalen Zwilling vorbereitet. Das ist gut so, denn je schneller wir in die Umsetzung gehen, desto eher können wir die Potenziale für die Infrastruktur nutzen. Allerdings war teilweise auch etwas Unsicherheit herauszuhören, welche weiteren Veränderungen der Digitale Zwilling mit sich bringen wird. Das ist nur verständlich, denn die Digitalisierung ist vor allem auch ein Transformationsprozess, der Menschen und ihre Zusammenarbeit betrifft.
M: Ein solcher Transformationsprozess funktioniert nur gemeinsam. Welche Rolle spielt der Austausch innerhalb der Fachcommunity?
CO: Eine ganz entscheidende. Der Digitale Zwilling kann nur funktionieren, wenn wir ihn gemeinsam entwickeln – über alle Ebenen und Institutionen hinweg. Deshalb setzen wir bewusst auf Austauschformate und Beteiligung. Die Plattform Bundesfernstraßen Digital spielt dabei eine wichtige Rolle: Sie bündelt Informationen, macht Projekte sichtbar und schafft Räume für Dialog und Wissenstransfer. Gerade bei einem so komplexen Thema ist es entscheidend, Erfahrungen zu teilen und voneinander zu lernen.
M: Abschließend gefragt: Wo stehen wir heute – und wie geht es in den nächsten Jahren weiter?
CO: Wir stehen heute zwar am Anfang des Digitalen Zwillings Bundesfernstraßen – aber wir fangen nicht bei Null an. Bei der Implementierung der BIM-Methode haben wir vieles gelernt, was sich auch für den Digitalen Zwilling anwenden lässt. Die Mehrwerte aus den Pilotprojekten sollen kurzfristig realisiert werden. Mittelfristig geht es vor allem um konkrete Verbesserungen im Betrieb und in der Erhaltung – also effizientere Prozesse, bessere Priorisierung von Maßnahmen und fundiertere Entscheidungen. Langfristig denken wir den Digitalen Zwilling als Standardinstrument, das verschiedene digitale Anwendungen integriert und den Zugriff auf infrastrukturelle Daten über das gesamte Netz ermöglicht.
Die Aufgabe ist klar: Schritt für Schritt schaffen wir die Voraussetzungen, um den Digitalen Zwilling schnell und wirksam im Betrieb und in der Erhaltung von Bundesfernstraßen einzusetzen.
M: Frau Oberheim, wir danken Ihnen für dieses Gespräch.