Zukunftsthema Digitalisierung

Die fortschreitende Digitalisierung verändert unsere Gesellschaft in rasantem Tempo. Sei es die Arbeitswelt, wo digitale Prozesse und Geschäftsmodelle in zunehmendem Maße traditionelle Muster ersetzen, oder auch das private Umfeld, in dem die Nutzung digitaler Informationsquellen mittlerweile fester Bestandteil des Alltags geworden ist.

Digitalisierung
© Shutterstock Digitalisierung

Digitalisierung erfolgt im Gleichschritt mit der Durchdringung, Vernetzung und Veränderung fast aller Lebens- und Wirtschaftsbereiche durch die sich massiv weiterentwickelnden Informations- und Kommunikationstechnologien. Dabei werden fortlaufend einst vertraute Strukturen verändert und Grenzen verschoben. Die umfassende Nutzung von Daten, die Vernetzung der Prozesse, der Einsatz neuer Technologien wie künstlicher Intelligenz oder Blockchain und eine sich verändernde Kommunikation aller Beteiligten schaffen neue Grundlagen für alle Bereich von Wirtschaft und Gesellschaft.

Im Gesamtfeld der Digitalisierung, stößt man unabhängig von den genannten Veränderungen wiederkehrend auf strukturelle Gegebenheiten, die im Grund das Feld der Digitalisierung wie Dimensionen vollständig aufspannen. Dimensionen der Digitalisierung in diesem Sinne sind Teilhaber, Prozesse, Daten und Technologien. Diese Dimensionen sind als Themenschwerpunkte bei allen strategischen Diskussionen zur Digitalen Transformation angemessen zu berücksichtigen.

Dimensionen der Digitalisierung
© StMB Dimensionen der Digitalisierung

Digitalisierung ist auch im Bereich Wohnen, Bau und Verkehr heute mehr denn je Triebfeder für technische, gesellschaftliche und politische Entwicklungen. Von einer durchgängig digitalen Verwaltung profitieren Bürger und Unternehmen. Sie erleichtert und beschleunigt die Abläufe innerhalb und zwischen den Behörden sowie mit Dritten. Bei der Vielfalt der aktuellen Entwicklungen muss auch von Seiten der Verwaltung ein zukunftssichernder Entscheidungs- und Handlungsrahmen entsprechend den aktuellsten technischen Möglichkeiten bereitgestellt werden. Vor diesem Hintergrund ist im Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr ein eigener Bereich „Digitalisierung“ eingerichtet, der aktuell schwerpunktmäßig folgende Aufgaben abdeckt:

  • Entwicklung und Umsetzung der Digitalisierungsstrategie
  • Initiierung, Begleitung und Steuerung von Digitalisierungsprozessen
  • Digital unterstützte Öffentlichkeitseinbindung
  • Building Information Management
  • Nutzung einer durchgängigen Geodateninfrastruktur
  • Koordinierung der Fachverfahren im Hinblick auf Fragen der Digitalisierung

Building Information Management (BIM)

Einen wesentlichen Beitrag zur Digitalisierung im Baubereich liefern die Ansätze zum Building Information Management (BIM) und die in diesem Zusammenhang formulierten Datenstrukturierungen des Building Information Modelings. Zum einen werden Planungsinhalte immer komplexer, zum anderen sind Kenntnisse über eine errichtete Anlage weit über deren Herstellungszeitraum hinaus notwendig. Dies macht im Hochbau- ebenso wie im Infrastrukturbereich die systematische Bereitstellung und Nutzung der zu diesen Anlagen gehörenden Informationen als Beitrag des umfassenden Managementprozesses erforderlich. Mit Anwendung von BIM können die Prozesse im Projekt standardisiert und effizienter, das Risikomanagement vereinfacht werden.

BIM
© Shutterstock BIM

Die Empfehlung zur Nutzung digitaler Planungsmethoden im 10-Punkte-Aktionsplan der Reformkommission Bau von Großprojekten im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur vom Juni 2015, wie auch gleichlautende Forderungen der Wirtschaftsverbände und berufsständischen Kammern auf Länder- Bundes- und europäischer Ebene bestärken die Notwendigkeit der Einführung der Planungsmethode BIM.

Mit Erlass vom 16.01.2017 hat das damalige Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit die Einführung der BIM-Methode für zivile Hochbaumaßnahmen des Bundes im Inland ab fünf Mio. Euro geregelt. Von diesem Erlass sind die für den Bund tätigen Staatlichen Bauämter des Freistaats unmittelbar betroffen.

Das Bundesministerium des Innern, für Bau und Heimat und das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur haben am 28. Juni 2019 die „planen-bauen 4.0 GmbH“ mit dem Aufbau eines gemeinsamen nationalen BIM-Kompetenzzentrum beauftragt. In einer ersten Phase (Dauer: 4 Jahre) sollen die notwendige Infrastruktur geschaffen, Schulungskonzepte und Normungsstrategien entwickelt sowie ein „BIM-Portal“ aufgebaut werden. Die Länder bringen ihre Erfahrungen und Kenntnisse in die hier angestoßenen Entwicklungen ein.

Im Bereich Hochbau der Bayerischen Staatsbauverwaltung sind aktuell zwei Pilotprojekte mit der Planungsmethode BIM in Bearbeitung. Die Zentralstelle Digitale Planung im Hochbau hat darüber hinaus ein stufenweises Einführungskonzept für den Bereich Hochbau erarbeitet.

Im Bereich Straßenbau wird der Aufbau einer Zentralstelle für BIM im Straßenbau vorbereitet und mit externer Unterstützung ein Einführungskonzept BIM erarbeitet, um diesen neuen Arbeitsprozess schrittweise in den Staatlichen Bauämtern implementieren zu können. Zugleich werden vier Pilotprojekte an verschiedenen Staatlichen Bauämtern initiiert, um erste Erfahrungen aus diesen Pilotprojekten in die Erstellung des Einführungskonzeptes einfließen zu lassen. Das Einführungskonzept für den Straßenbau soll in einer ersten Fassung bis Anfang 2020 vorliegen.

Andreas Demharter, Thomas Schmid, Staatsministerin Ilse Aigner, MdL, Dr.-Ing. Werner Weigl, Christine Degenhart und Jakob Przybylo (v. l.)
© StMB Andreas Demharter, Thomas Schmid, Staatsministerin Ilse Aigner, MdL, Dr.-Ing. Werner Weigl, Christine Degenhart und Jakob Przybylo (v. l.)

Zur Stärkung der BIM-Strukturen in Bayern hat die Bayerische Staatsbauverwaltung darüber hinaus auf Initiative der Bayerischen Bauindustrie zusammen mit der Bayerischen Architektenkammer, der Bayerischen Ingenieurekammer-Bau, dem Bayerischen Baugewerbe und der Regionalgruppe Bayern von BuildingSmart das „BIM Cluster Bayern“ eingerichtet. Das Cluster soll die übergreifende Positionierung von BIM in Bayern unterstützen und gleichzeitig Sprachrohr, Koordinierungs- und Abstimmungsebene sein. Ziel ist es, eine professionelle Struktur für die Digitalisierung des Baubereichs in Bayern zu initiieren. Die Gründung des „BIM Clusters Bayern“ erfolgte am 26.09.2018 im Bayerischen Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr.

Onlinezugangsgesetz (OZG)

Das Gesetz zur Verbesserung des Onlinezugangs zu Verwaltungsleistungen (Onlinezugangsgesetz - OZG) des Bundes verpflichtet Bund und Länder, bis spätestens Ende 2022 ihre Verwaltungsleistungen auch elektronisch über Verwaltungsportale anzubieten. Hintergrund ist die Digitalisierungsstrategie der Bundesregierung. Ziel ist die Digitalisierung bestehender Verwaltungsleistungen und -prozesse. Damit wird die Inanspruchnahme von Verwaltungsleistungen für Bürgerinnen und Bürger sowie für Unternehmen einfacher und effizienter sowie räumlich und zeitlich unabhängig gestaltet. Daneben soll die öffentliche Verwaltung entlastet werden. Die technische Umsetzung über Verwaltungsportale sollte möglichst einheitlich erfolgen.

Im Rahmen der Umsetzung des Onlinezugangsgesetzes (OZG) hat der IT-Planungsrat im April 2018 einen Umsetzungskatalog erstellt. Aus 575 Leistungen bzw. ca. 5.000 Einzelleistungen des Umsetzungskatalogs wurden Priorisierungskategorien gebildet. Das StMB ist von folgenden fünf Leistungen mit hoher Priorität betroffen:

  • Bauvorbescheid und BaugenehmigungWohngeld
  • Kraftfahrzeugzulassung, -um- und -abmeldung
  • Kraftfahrzeugkennzeichen (Wunschkennzeichen)
  • Sondernutzung von Straßen und Verkehrsraumeinschränkung

Die Staatsregierung verfolgt über die Vorgaben des Bundes hinaus das Ziel, die genannten Leistungen bis 2020 online anzubieten.

Startseite des BayernPortal
© www.freistaat.bayern Startseite des BayernPortal

Der Zugang zu den OZG-Leistungen in Bayern erfolgt über das Bayern-Portal, das vom Bayerischen Staatsministerium der Finanzen und für Heimat (StMFH) betrieben wird. Der technische Betrieb erfolgt durch das IT-Dienstleistungszentrum des Freistaats (IT-DLZ). Über den realisierten Portalverbund ist ein Zugang über jede beliebige Stelle des Portalverbundes möglich.

Geodaten

Bevölkerungsentwicklung, demographischer Wandel, Urbanisierung, sozio-demographische Verschiebungen, Verkehrsentwicklung, Globalisierung, Klimawandel sowie weitere regionale und überregionale Faktoren verändern die gesellschaftlichen, wirtschaftlichen und politischen Anforderungen an die bauliche und verkehrliche Infrastruktur unseres Landes. Die Entwicklung zukunftsgerichteter Konzepte ist eng mit der Nutzung und Auswertung raumbezogener Daten (Geodaten) verbunden. Nur auf deren Grundlage können komplexe Zusammenhänge bestehender Strukturen herausgearbeitet und erkennbare Handlungspotentiale abgeleitet werden. Die inhaltsübergreifende Verknüpfung und Analyse von Geodaten, die über eine rein kartographische Darstellung von Einzelinformationen hinausgeht, ist dabei von zentraler Bedeutung.

Im Bereich des Staatsministeriums für Wohnen, Bau und Verkehr finden entsprechende Geodatenanalysen bereits in einer Reihe von Themenfeldern statt:

  • Strukturplanung, Standortfestlegungen und Standortentwicklung
  • Bauleitplanung
  • Stadtentwicklung, Smart City
  • Bedarfsplanung
  • Infrastrukturplanung, -bereitstellung und -erhaltung
  • Objektplanung und -realisierung
  • Building Information Management (BIM)
  • Flächenmanagement, Ressourcenschutz, Naturschutz und Landschafts-planung
  • Informationen zu Gebäuden, Infrastruktur und Verkehr
  • Mobilitätswahrnehmung & vernetzte Mobilität
  • Verkehrssteuerung
  • Verkehrssicherheit
  • Asset-Management
  • Statistik und Analyse

Die umfassende Versorgung mit georeferenzierten Daten und die Bereitstellung zeitgemäßer IT-Werkzeuge zur Verknüpfung aller verfügbaren Informationen sind für eine übergreifende Planung von Infrastruktur und Verkehr entscheidend. Hinzu kommt, dass das Datenangebot durch neue Möglichkeiten der Datenerfassung und -bereitstellung (z. B. durch die Entwicklungen des „Internet of Things“, Sensordaten) massiv zunimmt.

GIS/Karte
© StMB GIS/Karte

Die Staatsbauverwaltung setzt daher in immer größerem Umfang moderne und leistungsfähige Werkzeuge zur Erfassung, Verarbeitung und Analyse von georeferenzierten Fachdaten ein. Nicht zuletzt durch die enge und umfangreiche Zusammenarbeit mit global agierenden Anbietern von Geoinformationssystemen (GIS) und die aufgabenbezogene Erarbeitung von Lösungen durch lokal agierende Anwendungsentwickler stehen heute Werkzeuge zur Verfügung, die ein breites Spektrum der Geodatennutzung ermöglichen. Genannt seien hier exemplarisch die Bereiche:

  • Datenselektion (z. B. Ermittlung von Unfallhäufungsstellen)
  • Datenverschneidung (z. B. Unfallstruktur bei verschiedenen Fahrbahntrassierungen)
  • Datenaggregation (z. B. Zusammenführung von demographischen und sozialstrukturellen Veränderungen)
  • Musteranalyse (z. B. Wohnstruktur und Bevölkerungsstruktur)
  • Prognosen der gesellschaftlichen und verkehrlichen Entwicklung (z. B. Veränderung von Pendlerströmen)
  • Nachbarschaftsbewertungen (z. B. Vergleich des verkehrlichen Verhaltens in Städten und im ländlichen Raum)
  • Erreichbarkeitsuntersuchungen (z. B. Erreichbarkeit von Apotheken)

Für eine ganzheitliche Betrachtung aktueller Fragestellungen ist die Verfügbarkeit einer umfangreichen und zuverlässigen Datengrundlage unabdingbar. Vor diesem Hintergrund stellt das Bayerische Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr verschiedene Geofachdaten offen zur weiteren Nutzung zur Verfügung (Open Data).

Mit dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz können über die genannten Bereiche hinaus neue und deutlich effektivere Wege der Datenanalyse als bisher erschlossen werden.

Künstliche Intelligenz

In der Regierungserklärung „Hightech Agenda Bayern“ vom 10. Oktober 2019 hat Herr Ministerpräsident Dr. Markus Söder die Zielstellung formuliert, bei den Bestrebungen und Initiativen des Freistaates zur Digitalisierung in den kommenden Jahren einen signifikanten Schwerpunkt auf das Thema Künstliche Intelligenz (KI) zu setzen. Die Bayerische Staatsregierung hat klar erkannt, dass innerhalb der Digitalisierung, der technologisch und gesellschaftlich disruptiven Herausforderung des 21. Jahrhunderts, die Künstliche Intelligenz eine entscheidende Schlüsseltechnologie darstellt, für die in Bayern bereits jetzt ausgeprägte Expertise in der Forschung, technologische Exzellenz und ein enormes wirtschaftliches Potenzial bestehen. Es ist von daher beabsichtigt, eine bayernweit aktive Agentur für Künstliche Intelligenz (Titel „Bayerische KI-Agentur“) einzurichten.

Im Allgemeinen bezeichnet Künstliche Intelligenz den Ansatz, bestimmte Entscheidungsstrukturen des Menschen nachzubilden, indem z. B. ein Computer so gebaut und programmiert wird, dass er relativ eigenständig Probleme bearbeiten kann.
Im ersten Halbjahr 2019 wurde von Seiten des Referats Digitalisierung im Bayerischen Staatsministerium für Wohnen, Bau und Verkehr ein Prototyp zur Anwendung Künstlicher Intelligenz erarbeitet, der die Zustandsentwicklung von baulichen Anlagen der Straßeninfrastruktur (konkret der Fahrbahnoberfläche) und deren für die kommenden Jahre anzusetzenden Erhaltungsstrategien modellhaft untersuchte. Ziel war die Bereitstellung von Handlungsempfehlungen für ein umfassendes, auf Künstliche Intelligenz zurückgreifendes Asset-Management (Aussagen zur Zustandsentwicklung und Qualität der Prognosen).

Präsentation im Rahmen der Plenary Session der Esri User Conference 2019 in San Diego
© StMB Präsentation im Rahmen der Plenary Session der Esri User Conference 2019 in San Diego

Die entwickelten Ansätze haben in der Fachwelt der Geodatennutzung breite Anerkennung gefunden. So wurden die Anwendungen in Bayern in der zentralen Plenary Session der international größten Geodatenkonferenz vom 8. bis 12. Juli 2019 in San Diego vom Gründer und Eigentümer des aktuell weltweit größten Anbieters von Geodatenwerkzeugen vor den fast 20.000 Zuhörern mit den Worten „hervorragende Arbeit“ („amazing work“) expressis verbis hervorgehoben.

Über den Prototypen wurde am 3. September 2019 auch im Ministerrat berichtet. Entsprechend der Behandlung im Ministerrat werden die Ansätze weiter vorangetrieben und auch auf andere Aufgabenbereiche übertragen werden. Dazu ist vorgesehen, ein Labor zum Thema „KI und Geodaten“ mit Beteiligung von Experten der Staatsbauverwaltung sowie Universitäten, Start-ups und Firmen aus dem Bereich Data-Science einzurichten.

Blockchain

Blockchain ist eine Schlüsseltechnologie der Digitalisierung. Sie ist eine Art dezentrale Datenbank bzw. ein verteiltes Register, das von den Nutzern dieses Registers betrieben wird. Jede beliebige Transaktion wird transparent und eindeutig zuordenbar durchgeführt – ganz ohne Zutun von autorisierenden Institutionen. Eine Blockchain ist in hohem Maße fälschungssicher und ermöglicht Transaktionen von Daten, Werten und Rechten zwischen einer Vielzahl von Akteuren, die sich grundsätzlich weder kennen noch gegenseitig vertrauen müssen. Die dezentrale Struktur führt zudem zu einer sehr hohen Ausfallsicherheit.

Blockchain
© Shutterstock Blockchain

Das StMD erarbeitet in enger Abstimmung mit weiteren betroffenen Ressorts eine Blockchain-Strategie für Bayern. Dies schließt auch den regelmäßigen Austausch mit Blockchain-Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft ein. Als ein wichtiger Baustein der Bayerischen Blockchain-Strategie wird der Umgang mit dieser Zukunftstechnologie auch im öffentlichen Bereich bzw. in der öffentlichen Verwaltung erprobt.

Das StMB ist an der Erarbeitung einer Bayerischen Blockchain-Strategie durch das StMD aktiv beteiligt. Als Anwendungsmöglichkeit der Blockchain-Technologie wird die Transaktionsspeicherung im Bereich Building Information Management (BIM) bzw. allgemein für die Realisierung eines Digitalen Zwillings (Digital Twin) diskutiert.

Aktuell