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Automatische Detektion, Lokalisation und Tracking von Wiesenbrütern mittels intelligenter akustischer Sensorik für den praktischen Naturschutz

Zielsetzung: Ausgehend von einem im Vorgängerprojekt (Az. 34737/01) entwickelten Prototypen soll ein System für eine umfassende automatische akustische Erfassung von Wiesenbrütern erarbeitet und in verschiedenen Anwendungszusammenhängen (Schutzgebietsmanagement, Monitoring, gutachterliche Praxis) getestet werden. Im Zuge der Prototyp-Entwicklung konnten das Anforderungsprofil an ein automatisiertes Erfassungssystem konkretisiert und bereits erste Teile davon umgesetzt werden. Für eine zukünftige Serienproduktion sowie einen flächendeckenden Einsatz in der gutachterlichen Praxis, sind weitere Arbeitsschritte notwendig, die insbesondere die Qualität der Erfassung und die Anwenderfreundlichkeit erhöhen sollen. Durch eine Erweiterung der Erkenner- und Lokalisationsalgorithmen wird es möglich werden, alle relevanten Vertreter der Wiesenbrüter sicher nachzuweisen. Die Erkennung gleichzeitig rufender Tiere und die Ortsbestimmung von Rufen im Flug können nähere Angaben zum Brutbestand und Details zur Habitatnutzung liefern. Aufgrund des hohen Schutz- und Monitoringbedarfs für diese Artengruppe, können damit die Sensoren bereits in naher Zukunft einen wichtigen Beitrag zum Artenschutz liefern. Das Sensorsystem soll zukünftig umfassend für die Erfassung von lauterzeugenden Tierarten einsetzbar sein, die im Bereich der umweltbezogenen Planung und Forschung eine Rolle spielen. Mit Hilfe des innovativen Ansatzes zur Informationsbereitstellung für Fachbehörden, Planungsbüros, aber auch Privatpersonen, erlebt die Erfassung von Biodiversität einen digitalen Wandel. Im Projekt sollen benutzerfreundliche Benutzeroberflächen und Schnittstellen entwickelt werden, die eine unkomplizierte Integration der digitalen Erfassungsmethoden in Planungs- und Entscheidungsprozesse aus artenschutzrechtlicher Sicht ermöglichen. Aufgrund seiner Modellhaftigkeit können im Laufe des Projektes bereits die zukünftigen Verbesserungen und Erleichterungen gegenüber herkömmlichen Erfassungsmethoden im Rahmen mehrerer praxisnaher Kartierungen identifiziert werden.

ERA-NET Forest Value: Kleine Waldbesitzer - Große Bedeutung: welche Rolle spielen Kleinwaldbesitzer als Teilnehmer der Bioökonomie? (ValoFor)

Zielsetzung: Derzeit bewirtschaften Kleinwaldbesitzer ca. 60% der Europäischen Wälder. Damit liefern sie einen großen Anteil des Rohstoffes Holz für die Holz- und Papierindustrie und sichern die vielfältigen Ökosystemleistungen unserer Wälder. Europaweit stattfindende gesellschaftliche Veränderungen wie z.B. Urbanisierung, Gleichberechtigung oder digitaler Wandel verändern auch die Werte und Überzeugungen von Kleinwaldbesitzern und damit deren Einstellung und Bereitschaft zur Waldbewirtschaftung und Holzernte. Allerdings existieren zwischen den verschiedenen europäischen Ländern große Unterschiede in der Größe und Struktur von Kleinwaldbesitzern. Zudem unterscheiden sich die nationalen rechtlichen Rahmenbedingungen und die finanziellen und strukturellen Anreizsysteme für eine nachhaltige Holzproduktion. Ziel des hier vorgeschlagenen Projektes ValoFor ist es, den Beitrag von Kleinwaldbesitzern beim Übergang zu einer auf Holzrohstoffen basierten Bioökonomie zu verstehen, und dabei die Werte und Überzeugungen der Kleinwaldbesitzer zu berücksichtigen. Dazu gehören die Analyse und der Vergleich von Waldbewirtschaftungsstrategien in Bezug auf die potenzielle Holzversorgung, Ökosystemleistungen und die Widerstandsfähigkeit der Wälder gegen den Klimawandel. Unsere Analyse soll die folgenden Schwerpunkte umfassen: 1) die Identifizierung von Schwellenwerten im Verhalten von Kleinwaldbesitzern in Bezug auf wirtschaftliche und sozioökonomische Faktoren mittels Umfragen und Entscheidungsexperimenten; 2) die Modellierung der Holzversorgung und die Bereitstellung von Ökosystemleistungen im Rahmen von drei Bewirtschaftungsstrategien unter Verwendung von Wachstumssimulationen und nationalen Waldinventuren und 3) eine quantitative Abwägung zwischen Holzproduktion, verschiedenen Ökosystemleistungen und der Widerstandsfähigkeit der Wälder gegenüber dem Klimawandel. Eine ökonomische Bewertung wird die Holzerträge in wirtschaftliche Prognosen für typische Kleinwaldbesitzer unter Berücksichtigung der europäischen und nationalen Holzmärkte und -Rahmenbedingungen umsetzen. ValoFor soll neue Erkenntnisse über das gekoppelte soziale-natürliche System der bewirtschafteten Wälder ermöglichen, und die tatsächlich erzielbaren Beiträge von Kleinwaldbesitzer zu den Herausforderungen einer biobasierten Wirtschaft quantifizieren. Darüber hinaus sollen Hindernisse für die Einbeziehung von Kleinwaldbesitzer in die Holzrohstoffproduktion ermittelt werden, und Instrumente für ihre Einbeziehung in die aktive Bewirtschaftung vorgeschlagen werden. ValoFor ist eine Projektkooperation mit Partnern aus Slowenien, Österreich, Deutschland, Schweden und Finnland und deckt damit knapp 50% der europäischen Rundholzproduktion ab und integriert Waldökosysteme vom Mittelmeerraum bis zum borealen Nadelwald.

Klimaforschungsplan KLIFOPLAN, Klimaschutz durch Digitalisierung im Verkehr: Klimaschutzwirkung von Digitalisierungs- und Automatisierungsmaßnahmen im ÖPNV

Ziel des Vorhabens ist es, die Klimaschutzwirkung von ausgewählten Digitalisierungs- und Automatisierungsmaßnahmen im ÖPNV zu modellieren und quantifizieren. Dabei sollen die Auswirkungen differenziert nach Raumtypen analysiert und Szenarien hinsichtlich der angebots- und nachfrageseitigen Entwicklungen und Effekte der Digitalisierung im ÖPNV für die Zeithorizonte bis 2030 und bis 2045 entwickelt werden. Des Weiteren sollen THG-Auswirkungen unter Einbezug verschiedener Kostenkategorien abgeschätzt werden. Ableitung förderpolitischer und regulatorischer Empfehlungen unter der Fragestellung, welche Digitalisierungs- und Automatisierungsmaßnahmen im ÖPNV besonders kosteneffektiv zum Klimaschutz im Verkehrssektor beitragen.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung

Das Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Systeme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, um die digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Ziel von SE ist die Entwicklung von Nutzungs- und Integrationskonzepten für den Betrieb bezogen auf Energie, Nutzung und Instandhaltung.

Prozess- und designbasierte CO2-Bilanzierung für Unikat- und Kleinserienfertiger des Maschinen- und Anlagenbaus am Beispiel von Logistikprozessen

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Kommunikations- und Integrationskonzepte für die Hausautomation

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Actimage wird eine Anforderungsanalyse durchführen, um aus den Anwendungsfällen die Ziele des Projektes zu spezifizieren. Basierend auf den gesammelten Anforderungen werden Konzepte für die Kommunikation erstellt. U.a. werden verschiedene Ansätze zur energieeffizienten Nutzung der Hausautomation bewertet. Eine detaillierte Design- und Architekturplanung wird die verschiedenen Komponenten des Systems und deren Zusammenarbeit definieren. Softwarekomponenten werden hier entwickelt, integriert und getestet. Es umfasst auch die Programmierung der Schnittstellen und die Konfiguration der Hausautomationsgeräte. Um sicherzustellen, dass alle entwickelten Komponenten von den Partnern richtig zusammen funktionieren, werden umfangreiche Tests durchgeführt. Hierbei werden verschiedene Szenarien simuliert und die Performanz sowie die Energieeffizienz des Systems gemessen. Schließlich werden Optimierungen vorgenommen, um die Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz des Systems zu verbessern.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Schnittstellentwicklung und automatisierte Messdatenerfasssung

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Die Lumoview Building Analytics GmbH strebt in diesem Vorhaben besonders die Standardisierung von Workflows, Formaten und Schnittstellen für eine effiziente Einbindung von Innenraum-Messdaten in den Gesamtprozess an. Darüber hinaus wird Lumoview Algorithmen zur effizienten Messdatenaufbereitung entwickeln.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Zentrales Modell zur Digitalisierung Bestandsimmobilie in zentrales BIM

Das Vorhaben verfolgt als Ziel eine durchgängige Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators ein produzierendes Unternehmen sollen die Potentiale des hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Teilprojekt Zentrales Model der Archis beabsichtigt die Entwicklung und Validierung eines Use Case zur Digitalisierung einer Bestandsimmobilie in ein digitales Zentrales BIM Modell, welches effizientes und nachhaltiges Facility Management und Smart Building-Anwendungen ermöglicht. Für die Planer der Technischen Gebäudeausstattung (TGA) bedeutet dies, dass alle relevanten Informationen über das Projekt in einem einzigen Modell zusammengefasst werden, und damit ihre Prozesse deutlich effizienter gestalten. Für Architekten und Tragwerksplaner bedeutet dies, dass sie auf ein einheitliches Modell zugreifen können. Für den Besitzer bedeutet dies, dass er einen besseren Überblick über den Energiebedarf und die damit entstehenden CO2 Emissionswerte und Energiekosten hat. Durch das abgestimmte Arbeiten in der (TGA) können die Gewerke Heizung, Lüftung, Sanitär und Elektro effizienter zusammenarbeiten. Dies ermöglicht, in Echtzeit über alle relevanten Informationen zu kommunizieren, alle Beteiligten auf dem gleichen Stand sind und Optimierungspotentiale realisiert werden können. Dies erhöht die Klimaeffizienz des Gebäudes und reduziert die CO2 Emission.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: semantisches Datenmodell und immersive VR-Datendarstellung

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Der hybride Zwilling wird nicht nur als ganzheitliche Datenrepräsentation fungieren, sondern auch die Zusammenarbeit der verschiedenen Stakeholder zum Zweck der spezifischen Validierung mittels einer immersiven, interaktiven und performanten Visualisierung ermöglichen. Zu diesem Zweck werden am KIT Entwicklungen im Bereich des semantischen Datenmodells, die Integration von den Planungs-, Simulations- und Echtzeitdaten und der immersiven, anwendungsspezifischen 3D- und VR-Datenrepräsentation des Hybriden Zwillings durchgeführt.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Datenmodell - Fusion, Analyse, Visualisierung großer heterogener Datenmengen

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Projektziel des FZI ist die Verarbeitung und Fusion aller relevanten Daten und die damit einhergehende Entwicklung des ganzheitlichen Datenmodells des hybriden Zwillings. Insbesondere sollen Konzepte für die Nutzung, Aufbereitung und Analyse von großen, heterogenen Datenmengen von verschiedenen Akteuren des Gebäudelebenszyklus für die Weiterverwendung in Simulationen und 3D-Visualisierungen der Projektpartner und Rückführung der Ergebnisse entwickelt werden. Hierbei werden insbesondere technische, organisatorische und klimabedingte Restriktionen betrachtet.

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