‘In algemene zin zie je óf hele verfijnde tools voor specifieke doeleinden, of fotorealistische stadsmodellen. Maar strategische ruimtelijke opgaven waarbij verschillende beleidsvelden met elkaar geconfronteerd worden, dat gebeurt naar mijn weten nog niet’, zegt Michiel Oomen, innovatiemanager voor de gemeente Eindhoven, over het aanbod van digital twins in Nederland. Hij is nauw betrokken bij het ontwikkelen van de Eindhovense digital twin.

In Eindhoven komen er naar verwachting tot 2040 zo’n 40.000 woningen bij. Die schaalsprong in goede banen leiden, is complex. Daarom ontwikkelt de gemeente Eindhoven momenteel een platform als beslissingsondersteunend instrument bij de ruimtelijke ordening.

Met de aanpak onderscheidt de stad zich van de twins van veel andere steden, waar waarin vooral het beheren en visualiseren van de openbare ruimte centraal staat.

De basis voor de Eindhovense digital twin is ontwikkeld in het ArcGIS Urban programma van Esri. In een vijfjarig consortium met PosadMaxwan, APPM, TAUW, Goudappel, MUG Ingenieursbureau en Generation.Energy wordt een nieuw opgesteld Ontwikkelperspectief voor Eindhoven (OPE) aan de digital twin gekoppeld.

In het Ontwikkelperspectief staat hoe strategische opgaven en vastgelegde beleidsdoelen in het Eindhoven van 2040 moeten landen. In de digital twin moet duidelijk worden hoe zij gelijktijdig kunnen worden ingevuld of wanneer zij met elkaar in conflict raken. Eerder werd al een Ontwikkelperspectief voor het centrum ontwikkeld.

Vandaag, morgen, overmorgen

Deze manier van werken kan gemeenten helpen bij langetermijnopgaven, zeggen betrokkenen. Volgens Oomen zijn gemeenten vaak heel druk met de opgaven van vandaag, naast het ontwikkelen van visies op overmorgen. 

Innovaties zoals de digital twin voor ruimtelijke ordening, die deze visies kunnen toetsen, worden vaak met moeite in gemeentelijke processen doorgevoerd. De echte uitdaging bij innovatief verstedelijken ligt volgens hem dan ook meer in het sociale en organisatorische domein.

‘Gemeentelijke organisaties, groot en klein, lopen zich de benen onder het lijf vandaan. Een digital twin biedt hen een laagdrempelige tussenstap om te simuleren hoe beleid voor overmorgen in de praktijk kan worden uitgevoerd. Think big, act small.’

Dat hoeft niet per se in een fotorealistisch model, zegt Edwin Stoffelsma, projectleider bij MUG Ingenieursbureau dat gaat over het databeheer binnen de digital twin. ‘In de Eindhovense digital twin ligt een grotere rol voor de koppeling met beleidsdoelen. De visuele tweeling is vooral een bijproduct. Dat wil niet zeggen dat het 3D-model geen belangrijke functie vervult, maar ambtenaren zoeken vooral een instrument dat de juiste informatie voorschotelt.’

Bij de lancering in de zomer van 2023, biedt de digital twin vooral handelingsperspectief en inzicht in de relaties tussen gemeentelijke beleidsdoelstellingen. Later kan de digital twin worden uitgebreid met scenarioplanning binnen het platform, waarbij op gebouw- of straatniveau elementen kan worden aangepast om de effecten op de rest van de stad inzichtelijk te maken. Maar daar wordt tijdens de pilot-fase nog niet aan gedacht, aldus Oomen.

Dashboards

Via een digitaal innovatieprogramma werkt de gemeente Eindhoven al jaren aan het ontwikkelen van innovatieve instrumenten ter ondersteuning van haar ruimtelijke opgaven. In 2020 werd door ambtenaren al uitgesproken dat de verstedelijkingsopgave om een digitaal instrumentarium vraagt. Een ‘proof of value’ van een digital twin voor het stadscentrum werd toen positief ontvangen.

In die eerste verschijningsvorm van de Eindhovense digital twin bestond het platform uit een combinatie tussen de bekende 3D-weergave van de stad en drie speciaal ontwikkelde thematische dashboards met sturingsinformatie. Die drie thema’s zijn verstedelijking, mobiliteit en energie en klimaat. Op basis van de sturingsinformatie wordt de haalbaarheid van verschillende beleidsdoelen in kaart gebracht. De dashboards laten volgens Oomen zien wat er met de digital twin gedaan kan worden, de uiteindelijk inrichting van de digital twin voor de hele stad kan daar nog van afwijken.

Zo kon de gemeente Eindhoven op de dashboards zien hoe de stad per bijgebouwde woning kan voldoen aan acht vierkante meter extra groen in de stad, een gesteld beleidsdoel in haar bestuursakkoord.

Zelfs met verticaal vergroenen kan die ambitie volgens Oomen niet op elke ontwikkellocatie worden ingevuld, vanwege de schaarse ruimte. Het is dus een uitdaging voor ontwikkelaars om vergroening op eigen grond toe te voegen.

‘In de 'proof of value van de digital twin is het mogelijk in een gewenste radius gedetecteerd worden waar ontwikkellocaties in de buurt liggen van groenstructuren’, legt hij uit. De gemeente en ontwikkelaars kunnen op basis van deze informatie met elkaar in gesprek over verschillende oplossingsrichtingen voor de groenopgave.

In het dashboard voor woningbouw kan worden opgevraagd waar er in Eindhoven wordt gebouwd, hoeveel woningen nog in de planfase zitten en van welk bouwtype. Zo ontstaat overzicht op de bouwopgave van Eindhoven, die volgens haar bestuursakkoord voor 85 procent moet bestaan uit sociale huur, middenhuur en goedkope koopwoningen.

In het mobiliteitsdashboard kan getoetst worden wat de impact is van aanpassingen aan de Eindhovense mobiliteitsinfrastructuur, zoals het aanleggen van bredere fietspaden of het ontmoedigen van autoverkeer.

In opgestelde scenario’s in de digital twin wordt via indicatoren zoals de bereikbaarheid van voorzieningen en het aantal ‘obstakels’, waaronder oversteekplaatsen, voor fietsers, zichtbaar hoe de mobiliteit van verkeersdeelnemers wordt beïnvloed.

Een eerste indruk van de dashboards binnen de digital twin. Beeld: gemeente Eindhoven

Urban Development Initiative

Voor de ontwikkeling van de digital twin ontving de gemeente Eindhoven bijval door partners in het Urban Development Initiative, een ecosysteem met daarin de gemeenten Eindhoven en Helmond, de Technische Universiteit Eindhoven, Brainport Development en Frauenhoven, de Duitse TNO. In dit consortium proberen de partijen sociaal-ruimtelijke vraagstukken op te lossen met de succesvolle manier van samenwerken in de Brainport-regio.

'Hierin wordt met name onderzocht hoe we nu tot dit type  beslissingsondersteunende instrumenten voor de integrale gezonde verstedelijkingsopgave komen en welke afspraken en spelregels daarbij horen’, licht Oomen, ook programmamanager van het UDI Digital City Program, toe.

Het UDI is een van de vijf Europese Digitale Innovatiehubs (EDIHs) namens Nederland. Via de VNG en het IPO moeten overheden van elkaar leren. Als de Eindhovense digital twin in de zomer gelanceerd is, hoopt Oomen nog te leren van andere EDI’s in Nederland.

De gemeente Rotterdam ontwikkelt nu bijvoorbeeld een digital twin die bottom-up moet dienen als een platform voor ondernemers en burgers. In Utrecht zit de Data- en Kennishub Gezond Stedelijk Leven. Daar wordt veel theoretisch onderzoek gedaan naar de modellen in een digital twin en de kansen die digital twins bieden voor burgerwetenschap.