Smart Cities: Konzepte und Ideen für den vernetzten urbanen Raum

Digitale Vorreiter

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Datum 21.10.2021
Lesezeit 7 Min.

Smart Cities: Konzepte und Ideen für den vernetzten urbanen Raum

Weltweit wachsen die Megacities immer weiter: In der Metropolregion Tokio leben bereits mehr als 38 Millionen Menschen, im Großraum New York fast 20 Millionen, in Paris mehr als 12,5 Millionen. 2030 – so schätzen die Vereinten Nationen – werden rund 60 Prozent der Weltbevölkerung in Metropolen leben. 

Auch deutsche Städte bleiben von dieser Entwicklung nicht verschont: In der Metropolregion Berlin wohnen und arbeiten rund 6 Millionen Menschen, im Ballungsraum Hamburg mehr als 5 Millionen. Selbst kleinere Städte wachsen stetig. Und mit ihnen deren Herausforderungen: Versorgung mit Lebensmitteln und Trinkwasser, Müllentsorgung, Überlastung der Infrastruktur, Luftverschmutzung. Ein Schlüssel zur Lösung vieler dieser Herausforderungen kann die Smart City sein.

 

Was ist eine Smart City?

Von einer Smart City sprechen Expert:innen, wenn sie die Vernetzung von verschiedenen Geräten und Diensten meinen. Dabei erfassen Sensoren an den Geräten in Echtzeit anfallende relevante Daten. Aus diesen Daten gewonnene Erkenntnisse steuern wiederum andere Geräte, beispielsweise Ampelanlagen, Schleusen oder Entladebrücken in Häfen. Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) macht unsere Städte intelligent. Dank Schmalband-Kommunikation (Narrowband-IoT) können dabei auch entlegene und schwer zugängliche Bereiche vernetzt werden. Eine Smart City ist also gewissermaßen der „große Bruder” des Smart Home.

Egal, ob intelligente Aufzüge, vernetzte Parkscheinautomaten oder smarte Mülltonnen: Das Internet der Dinge kann gerade im öffentlichen Raum gewinnbringend eingesetzt werden. In der Folge erhöht ein Umstieg auf Public-IoT-Lösungen die Effizienz von Personaleinsatz und Wartungsaufwand. Wir stellen hier einige Anregungen und konkrete Smart-City-Beispiele vor.

 

Merkmale einer Smart City

Eine intelligente Stadt ist: Nachhaltig, ressourcenschonend und bietet eine höhere Lebensqualität durch besondere Sicherheitsmaßnahmen. Vor allem intelligente Lösungen für die öffentliche Sicherheit spielen für eine Smart City eine zentrale Rolle. Denn eine effizientere Reduzierung der Kriminalitätsrate erhöht in jeder Stadt den Wohlfühlfaktor für ihre Bewohner:innen.

Neben intelligenten Parklösungen, die die Autofahrer:innen über freie Parkplätze informieren, gehören auch smarte Beleuchtungssysteme zu einer intelligenten Stadt: Über Sensoren werden Daten zu Lichtverhältnissen und -intensitäten erfasst. Und in der Cloud verglichen und ausgewertet. So wird die öffentliche Beleuchtung perfekt auf äußere Faktoren wie z.B. Jahreszeiten abgestimmt werden – die Reduzierung von Energieverbrauch und -kosten ist die positive Folge.

Aber es gibt noch mehr Felder, in denen sich die Smart City abhebt. Die Überwachung der Luftverschmutzung, daraus entwickelte Optimierungsmaßnahmen und intelligente Abfallsammlungen sind nur einige Bespiele weiterer Maßnahmen, die den Nachhaltigkeitsfaktor in den Städten erhöhen.

 

Smart City

Smart City

Smart Cities sind effiziente und nachhaltig gestaltete Städte. Durch moderne Technologien wie das 5G-Mobilfunknetz und smarte Sensoren im Internet of Things wird die Infrastruktur optimiert. So wird die Lebensqualität der Bewohner verbessert.

  • Effiziente Ressourcen-Nutzung
  • Erhöhte Lebensqualität
  • Positive Effekte auf das Wirtschaftswachstum

 

Smart Cities in Deutschland

Hamburg schon jetzt die smarteste City Deutschlands

Während andere Städte noch planen, ist Hamburg schon einen Schritt weiter. Die Hansestadt beschäftigt sich schon länger mit Smart-City-Projekten und setzt sie auch um. Das reicht immerhin, um gleich in zwei Smart-City-Studien ganz vorn zu liegen. So führt Hamburg sowohl den Smart-City-Index des Digitalverbands Bitkom als auch das Smart City-Ranking der Unternehmensberatung Haselhorst Associates an.

Hamburg bietet beispielsweise Smartphone-Nutzer:innen mit der HVV-App Switch eine Möglichkeit, die schnellste Route aus allen zur Verfügung stehenden Verkehrsmitteln inklusive Sharing-Angeboten zu wählen und auch gleich die passenden Tickets zu buchen.

Ein weiteres Beispiel ist die Tiefenvermessung von Hafen und Elbe mit autonomen Messfahrzeugen, sowie das Livestream-Angebot der Bürgerschaftsdebatten. Hervorgehoben wird aber auch die digitale Vernetzung der Hamburger Akteur:innen im Gesundheitswesen. Darüber hinaus erproben Unternehmen wie Volkswagen oder die Hamburger Hafen und Logistik AG (HHLA) autonom agierende Mini-Busse, automatisierte Parkhäuser und den Transport von Schiffscontainern per Drohne und Hyperloop.

Smart City Köln fördert gezielt kleinere IoT-Projekte

Auch Köln setzt bereits erfolgreich Smart-City-Projekte um. Im Smart City-Ranking der Unternehmensberatung Haselhorst Associates landet die Rhein-Metropole auf dem zweiten Platz. Im Fokus der Kölner steht dabei neben verschiedenen Großprojekten die Förderung von kleinen Ideen und Start-ups wie beispielsweise der Erprobung einer Gieß-App, mit deren Hilfe das Gießen von Bäumen während Dürreperioden koordiniert werden kann.

Der im Kölner Norden ansässige Autobauer Ford hat mit zehn Plug-in-Hybrid-Fahrzeugen ein Geofencing-System ausprobiert, bei dem die Fahrzeuge automatisch von Verbrennungs- auf Elektromotor umgeschaltet haben, sobald sie in eine Umweltzone gefahren sind.

In Köln-Nippes wiederum testet die Stadt, ob ein intelligentes Parkleitsystem den Parksuchverkehr und damit auch die Schadstoffemissionen signifikant reduzieren kann. Das System erfasst rund 800 Stellplätze am Straßenrand.

Smart City Duisburg stellt Unternehmen Sensordaten zur Verfügung

Einen interessanten Ansatz für B2B-Kund:innen bietet die Stadt Duisburg. Die IoT-Plattform Rhinecloud IoT erfasst, speichert und verarbeitet Daten von in der Stadt verteilten IoT-Sensoren und stellt sie strukturiert zur Verfügung. Auf Basis dieser Daten können Unternehmen innovative Services entwickeln und anbieten. Dabei können interessierte Unternehmen je nach Businessmodell die Sensordaten „mieten“ und/oder eigene Sensoren einbinden.

Auch in anderen Feldern fördert Duisburg innovative Smart-City-Ideen wie eine autonome Kehrmaschine, die nach Betriebsschluss selbstständig den Betriebshof des Recyclingzentrums Nord in Duisburg-Röttgersbach reinigt.

Berlin startet Smart-City-Strategie

Bereits seit 2015 arbeitet Berlin an einer Smart-City-Strategie. Dabei hat die Stadt sechs Handlungsfelder ausgemacht, die sie ab Januar 2022 umsetzen will:

  • Smarte Verwaltung und Stadtgesellschaft: Beschleunigte und vereinfachte Verwaltungsabläufe, sowie neuartige Dienstleistungen sollen für mehr Bürgerfreundlichkeit sorgen.
  • Smartes Wohnen: Bei der Entwicklung neuer Stadtquartiere sollen die Möglichkeiten ausgenutzt werden, die Smart Home, Gebäudeeffizienz und Gebäudesicherheit bieten.
  • Smarte Wirtschaft: Durch gezielte Förderpolitik sollen unterschiedliche Branchen und Unternehmen smart verknüpft werden, beispielsweise bei der Nutzung der Elektromobilität.
  • Smarte Mobilität: Mobilitätssicherung soll sozial gerecht, ökologisch sinnvoll und zukunftsorientiert entwickelt werden. Berlin möchte die Stadt der kurzen Wege werden, Sharing-Modelle ausbauen und verschiedene Mobilitätskonzepte intelligent verknüpfen.
  • Smarte Infrastrukturen: Die Stadt Berlin sieht in „intelligent ausgestalteten Versorgungsinfrastrukturen […] das Rückgrat der Smart City Berlin“. Nur so kann sie das Ziel der CO2-Neutralität 2050 erreichen. Investiert werden soll in übergreifende intelligente Lösungen, die die städtebaulichen Strukturen mit den Netzinfrastrukturen verknüpfen. Dazu gehören auch Smart Grids der Energieversorger.
  • Öffentliche Sicherheit: Der Berliner Senat sieht die Sicherheit als eine seiner Kernaufgaben. Schwerpunkte liegen dabei auf Datenintegrität, Datenauthentizität sowie der Verfügbarkeit von Daten auch in Krisenzeiten, beispielsweise bei Naturkatastrophen.


Wie können wir möglichst viele Menschen für das Thema Kochen begeistern? Diese Frage stellten sich Mengting Gao und Alex Bauer von „Kitchen Story“. 2013 gründeten sie das Onlineportal, das Kochbegeisterten zahlreiche Tipps zahlreiche Tipps für die Zubereitung leckerer Gerichte liefert. Eine stetig wachsenden Community tauscht hier Rezeptideen aus.

Wie haben es die „Kitchen Story“-Macher:innen geschafft, dass die App bisher über 20 Millionen Mal heruntergeladen wurde? Wie sieht die smarte Küche von Morgen aus und was passiert, wenn Apple-Boss Tim Cook plötzlich vor der Bürotür steht? Antworten auf diese und andere Frage erhalten Sie in dieser Podcastfolge mit Christoph Burseg:


 

Was sind die Vorteile einer Smart City? 

Dank geringer Stückkosten lohnt der Einsatz von IoT-Technologie auch bei vergleichsweise „einfachen” Geräten. Hierzu zählen beispielsweise Thermostate oder Türschließanlagen, deren Vernetzung bislang wegen hoher Installationskosten als unwirtschaftlich galt. Diese müssen nur noch ans Mobilfunknetz angebunden werden und übertragen dann ganz von allein ihre Zustands- und Messdaten an eine zentrale Stelle.

Die moderne Narrowband-IoT-Technologie über das bestehende LTE-Mobilfunknetz von Vodafone geht sogar noch einen Schritt weiter: Sie vernetzt Standorte auch dort, wo dies bislang nicht oder nur mit großem Aufwand möglich war.

Standorte ohne eigene Stromversorgung können so problemlos in die Vernetzung eingebunden werden. Möglich machen dies die besonderen Eigenschaften von Narrowband: Denn die wichtigsten Vorteile gegenüber herkömmlichen IoT-Lösungen liegen in der optimalen Mobilfunknetz-Ausnutzung, langen Akkulaufzeiten bei Batteriebetrieb und sicherer Datenübertragung.

Weitere Vorteile der Smart City sind:

  • eine geringere Pendelzeit durch bessere Lösungen bei Mobilität und Verkehrsführung
  • eine Entlastung des Gesundheitssystems durch mehr Telemedizin
  • erhöhtes Sicherheitsgefühl durch datengestützt Vorhersage von Kriminalitätsschwerpunkten
  • eine effizientere Entsorgungswirtschaft
  • mehr statistisches Datenmaterial, das zur Lösung von Infrastrukturproblemen beitragen kann.

 

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Narrowband-IoT und LTE-M: Konnektivität im IoT-Umfeld

Narrowband-IoT und LTE-M: Konnektivität im IoT-Umfeld

Ganz gleich, wo Sie sich aufhalten: Mit Narrowband-IoT und LTE-M gelingt Maschinenkommunikation auch unter schwierigen Bedingungen. Und das bei besonders geringem Stromverbrauch und somit langen Akkulaufzeiten.

  • Narrowband-IoT sorgt für beste M2M-Netzabdeckung
  • Über LTE-M lassen sich auch Sprachdaten übertragen
  • Auch in Kellern oder entlegenen Gebieten einsetzbar

 

Auf welche Bereiche wirken sich Smart Cities positiv aus?

Das Internet der Dinge (IoT) findet immer mehr Einsatzfelder, auch im öffentlichen Leben. Vor allem diese Bereiche profitieren von intelligenter Vernetzung:

  • Smart Metering Verbrauchsdaten und Messwerte lassen sich über beliebige Entfernungen erfassen. Gerade Energieversorger profitieren von sinkenden Ablesekosten und ständiger Überwachung der Entnahmestellen sowohl im Strom- als auch im Gasbereich.
  • Public IoT – Die Einsatzmöglichkeiten für das Internet der Dinge reichen vom intelligenten Parkleitsystem über smarte Lichtanlagen bis hin zu intelligenten Abfallsystemen und U-Bahnen.
  • Smart BuildingsIntelligente Gebäudevernetzung kann Hausnotruf, Zugangskontrollen und Alarmsysteme einschließen, aber auch Beleuchtung und Klimatisierung. So können Gebäude besser überwacht und gesteuert werden.
  • Smart Properties – Entlegene Liegenschaften wie Kraftwerke oder Talsperren profitieren ebenfalls von intelligenter Überwachung und Messdatenerfassung aus der Ferne.

 

Was sind Herausforderungen von Smart Cities?

Intelligente Parklösungen und Beleuchtung, eine erhöhte öffentliche Sicherheit und ein umweltfreundlicheres Abfall- und Verkehrsmanagement sind entscheidende Vorteile einer modernen und intelligenten Stadt. Für die effektive Umsetzung smarter Internet of Things-Technologien (IoT) sind innovative Systeme notwendig, die eine Reihe von Voraussetzungen erfüllen müssen.

Hochgeschwindigkeits-Netz: In einer intelligenten Stadt sind tausende Geräte und Sensoren gleichzeitig miteinander vernetzt und müssen zuverlässig und in Echtzeit kommunizieren. Leistungsfähiges Internet mit Höchstgeschwindigkeit und geringer Latenz ist Grundvoraussetzung für eine unbegrenzte Konnektivität. 5G macht genau das möglich – das Netz der neuesten Generation bietet eine Geschwindigkeit von bis zu 10 Gigabit pro Sekunde und muss für eine Smart City voll ausgebaut sein.

Leistungsfähige IT-Infrastruktur: Damit die Anlagen und Sensoren einer Smart City reibungslos kommunizieren und Prozesse selbstorganisiert funktionieren, müssen IoT-Lösungen bereitstehen, die riesige Datenmengen verarbeiten können. Vor allem leistungsstarke und fortschrittliche IT-Technologien sind für das Sammeln, Speichern und Verarbeiten von Big Data in den Städten eine zentrale Voraussetzung.

Investitionsbudgets und Infrastruktur-Optionen: Eine Smart City braucht modernste Infrastrukturen, bestens ausgebaute Mobilfunknetze und leistungsfähige Datenzentren, um dank innovativer Internet-of-Things-Technologien zu einer intelligenten Stadt zu werden. Das erfordert größere Investitionen, was vor allem für kleinere Städte zu einer echten Herausforderung werden kann. Doch auch wenn Großstädte aufgrund hoher Budgets und komplexerer Infrastrukturen im Vorteil sind, können mittelgroße und kleine Städte smarte Technik einsetzen. Sie können mit kleinen Maßnahmen beginnen, die im Rahmen laufender Budgets liegen. Dazu gehören beispielsweise vernetzte Parksysteme oder Straßenbeleuchtung.

 

Smart City Beispiele und Anwendungsfälle im Überblick 

IoT in der Energiewirtschaft: Das Beispiel techem

Das Dienstleistungsunternehmen techem GmbH aus Eschborn in Südhessen ist als Dienstleister an der Schnittstelle zwischen Energieversorgern und Immobilienwirtschaft tätig. Das Unternehmen hat die Vorteile von Smart Metering für sich entdeckt und wickelt die Überwachung von Zählerständen über das Internet der Dinge ab. So kann techem dank Narrowband-Anbindung auch in schwer erreichbaren Umgebungen wie Kellern oder hinter dicken Stahltüren jederzeit zuverlässige Ablesungen sicherstellen.

Ablese- und Wartungskosten an den Entnahmestellen machen in der Energieversorgung einen großen Teil der laufenden Kosten aus, sodass eine Automatisierung für die beteiligten Unternehmen attraktiv ist. Und damit nicht genug: Das Gesetz zur Digitalisierung der Energiewende schreibt für neu zu installierende Zählersysteme vor, dass die Geräte Smart-Metering-fähig sein müssen.

Grundsätzlich können Sie mit IoT-Technologie jegliche Arten von Zählern problemlos an das Internet anbinden und sparen so die turnusmäßige Ablesung durch eine:n Beauftragte:n Ihres Unternehmens. Auch ungewöhnliche Verbrauchsdaten und mögliche Defekte lassen sich so schneller erkennen. So können Sie reagieren, bevor unnötige Kosten entstehen.

Moderne Telematik und Smart Waste: Die Stadtverwaltung Schmalkalden

Die Schmalkalden Stadtreinigung GmbH hat schon vor längerer Zeit die Fahrzeuge der Stadtverwaltung intelligent via IoT-Technologie vernetzt. An der Umsetzung war neben Vodafone auch der Logistik- und Telematikspezialist DAKO beteiligt. Die Betriebsdaten der insgesamt 62 Fahrzeuge der dortigen Stadtverwaltung werden seitdem nicht mehr von Hand ausgelesen, um etwa Ruhe- oder Lenkzeiten zu überwachen. Die Fahrzeugflotte wurde via GPS-Ortung und eingebauter SIM-Karten intelligent an eine zentrale Plattform angebunden. Das bietet gleich mehrere Vorteile:

  • Das aufwändige manuelle Auslesen der Betriebsdaten und damit verbundene Standzeiten entfallen.
  • Nicht nur Lenk- und Ruhezeiten, sondern auch Kraftstofffüllstand, Kilometerstand und Wartungsintervalle werden erfasst und an zentraler Stelle angezeigt.
  • Der jeweilige Standort der Fahrzeuge und die gefahrenen Routen sind stets bekannt. So lassen sich mögliche Beschwerden über nicht durchgeführte Anfahrten gegebenenfalls entkräften oder im Sinne der Kunden bearbeiten.
  • Auch im Falle möglicher Verkehrsvergehen kann ein solches System als Nachweis dienen, ob ein bestimmtes Fahrzeug zum fraglichen Zeitpunkt überhaupt vor Ort war.

In Schmalkalden steht als Nächstes das Thema „Smart Waste” an: Mülltonnen sollen künftig „melden”, wenn sie so gut wie voll sind – damit werden dann unnötige Abholfahrten sowie überquellende Tonnen vermieden.

Ähnlich wie bei der sogenannten Just-in-time-Logistik, bei der Güter genau zum richtigen Zeitpunkt und in genau der benötigten Menge eintreffen, wird auch hier nur dann abgeholt, wenn es wirklich nötig ist. So werden unnötige Wege vermieden: Das spart Sprit-, Personal- und letztlich Wartungskosten bei den beteiligten Fahrzeugen.

Smarte Personenbeförderung: IoT bei Aufzügen, U-Bahnen und Fahrsystemen

Aufzüge, Fahrtreppen und ganze U-Bahn-Strecken können mithilfe von IoT-Technologie überwacht werden. So bekommt die Überwachungszentrale jederzeit mit, welchen Betriebszustand die jeweiligen Komponenten aufweisen und kann rechtzeitig eingreifen – im Idealfall, bevor es zu einem Ausfall oder Stillstand kommt.


In Zusammenarbeit mit der ThyssenKrupp Elevator AG hat Vodafone vor einiger Zeit Aufzüge mit smarter IoT-Technologie ausgerüstet. Mehr als 100.000 Vodafone SIM-Karten helfen dabei, die wichtigsten Maschinendaten der Aufzugsanlagen zu erfassen und an zentraler Stelle in der Cloud zu speichern. Auf diese Weise werden Wartungskosten minimiert und Ausfälle gehören dank Predictive-Maintenance-Verfahren weitgehend der Vergangenheit an.

Doch auch in anderen Bereichen wie Fahrtreppen, U-Bahnen und Seilbahnen kann diese Technologie helfen, die wichtigsten Betriebsparameter zentral zu erfassen und anstehenden Wartungsaufwand oder Betriebsstörungen rechtzeitig zu melden.

Ein weiteres wichtiges Einsatzfeld ist die intelligente Verkehrssteuerung: Smarte Ampeln erkennen automatisch, wie viel Verkehr in welche Richtung fließt, und verständigen sich sogar untereinander. Gleiches gilt für Parkleitsysteme, die Autofahrer dank IoT-Parkraumüberwachung dorthin lotsen, wo noch genügend Stellplätze zur Verfügung stehen.

 

Narrowband-IoT: Zuverlässige Vernetzung auch in abgelegenen Bereichen

Mit dem flächendeckenden Rollout der NB-IoT-Funktechnologie entstehen Vernetzungsmöglichkeiten, die es zuvor nicht gab. Wie der Name bereits nahelegt, kann die Schmalbandvernetzung auch dort eingesetzt werden, wo wenig Bandbreite zur Verfügung steht. NB-IoT-Module bestechen durch niedrigen Energieverbrauch und hohe Zuverlässigkeit. Mit dieser LTE-basierten Funktechnik können Geräte über weite Strecken und auch unter schwierigen Bedingungen vernetzt werden.

Rund 90 Prozent des bestehenden Vodafone LTE-Netzes sind für Narrowband geeignet. Derzeit können etwa 50.000 Geräte pro Funkzelle mit NB-IoT versorgt werden. Wenn Sie mehr über die Vorteile und möglichen Gründe für den Einsatz von NB-IoT erfahren wollen, sollten Sie sich einmal unseren separaten Ratgeber zu diesem Thema ansehen.

 

Gebäude und Liegenschaften intelligent überwachen: Jederzeit alles im Blick

Die regelmäßige Kontrolle von dezentralen Liegenschaften bindet häufig wertvolle Ressourcen – auch wenn vor Ort dann gar kein Handlungsbedarf besteht. Binden Sie einfach wichtige Parameter solch einer dezentralen Infrastruktur an ein zentrales System an und schicken Sie nur dann Mitarbeiter:innen zum Einsatzort, wenn dies wirklich erforderlich ist. Vernetzen Sie alle wichtigen Zustandsmeldungen intelligent via Cloud und lassen Sie sich benachrichtigen, noch bevor etwas passiert.

Beispiele für eine solche Überwachung sind:

  • Gewässertemperatur und -füllstand: Steigt die Temperatur eines Badesees oder der Pegel an einer Talsperre über einen bestimmten Wert, kann dies Auswirkungen auf das dortige Ökosystem haben, Gesundheits- oder sonstige Gefahren bergen. Die Messwerte müssen nicht mehr von Hand in bestimmten Intervallen zusammengetragen werden, sondern werden deutlich häufiger und dafür ohne manuellen Aufwand erfasst. Das System schlägt dann bei Erreichen bestimmter Schwellenwerte rechtzeitig Alarm.
  • Überwachung von Kraft- und Umspannwerken: Auch hier kann IoT-Technologie helfen, die wichtigsten Betriebsparameter ohne Einsatz vor Ort zu erfassen und rechtzeitig Alarm zu schlagen. Neben der visuellen Kontrolle durch Überwachungskameras lassen sich so an neuralgischen Punkten Sensordaten auslesen, die Aufschluss über anstehenden Wartungsbedarf oder bevorstehende Probleme geben. Teures Gerät lässt sich so möglicherweise austauschen oder kontrolliert herunterfahren, ohne dass es zu Beschädigungen oder gar Stromausfällen kommen muss.

Gebäudecheck: Mithilfe von IoT lassen sich nicht nur intelligente Einbruchmeldesysteme realisieren – auch ausgefallene Lampen, Zutrittskontrollsysteme oder Heizungen und Klimaanlagen können auf diese Art zentral verwaltet werden. Mit der Unterstützung durch IoT-Anbindung kann der einwandfreie Zustand von öffentlichen Einrichtungen gewährleistet werden.

Smartes Facility Management: Wenn das Gebäude mitdenkt

Smart Buildings erhöhen nicht nur die Sicherheit und den Komfort der Bewohner:innen, sondern schaffen für Versorgungsunternehmen, Immobilienbesitzer:innen und Städte optimale Bedingungen für ein effizientes Wirtschaften. Vom Heizsystem, der Lüftungs- und Klimatechnik über Sicherheits- und Alarmanlagen bis zur Beleuchtung kann die gesamte Haustechnik vernetzt, automatisiert und über mobile Endgeräte gesteuert werden.

Parallel funkt das Smart Building kontinuierlich Daten in ein cloudbasiertes System, so dass Betreiber:innen der Gebäudetechnik alle relevanten Informationen jederzeit abrufen können. Nicht nur in Produktions- oder Lagerhallen oder am digitalen IT-Arbeitsplatz der Smart City wird die intelligente Gebäudetechnik Einzug halten, sondern auch in öffentlichen Einrichtungen wie Krankenhäusern, Schulen und Verwaltungsgebäuden.

Smart Metering: Zählerauslesung und Geräteüberwachung aus der Ferne

Großes Potenzial birgt das Fernmanagement durch IoT-Technologie auch für Versorgungs- und Energieunternehmen. Intelligente Strom-, Gas- und Wasserzähler (Smart Meter) können ihre Werte direkt an die Zentralen der städtischen Versorger senden. Wie das funktioniert, zeigen Vodafone und der Energiedienstleister Techem mit einer stationären Funklösung.

Via Machine-to-Machine-Kommunikation (M2M) ermöglichen Wikon und Vodafone auch Wasserversorgern die drahtlose Fernüberwachung von Rohrnetzen und Leitungen. Selbst unter schwierigen Bedingungen – beispielsweise in Kellern von Smart Buildings, in unterirdischen Kanälen und hinter Betonwänden – können Nutzer:innen und Anbieter die vernetzten Zähler über das Maschinennetz auslesen.

Smart Grid: Mit dem Internet of Things werden Stromnetze intelligent

In der Smart City sorgen nicht nur vernetzte Sensoren, IoT-Geräte und intelligente Gebäude für mehr Energieeffizienz, sondern auch die Stromnetze. Mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Dach oder einem Blockheizkraftwerk im Keller produzieren immer mehr Privathaushalte und Unternehmen eigenen Strom aus erneuerbaren Energien. Bei dieser dezentralen Erzeugung werden sie zu aktiven Teilnehmern im Smart Grid, dem intelligenten Stromnetz.

Dieses koordiniert den Stromfluss zwischen den Energieerzeugern und Verbraucher:innen. Sensoren an den Kleinanlagen erkennen zum Beispiel, wenn die maximale Aufnahmekapazität der lokalen Speichersysteme erreicht ist und leiten überschüssige Energie in das öffentliche Netz. Diesen eingespeisten Strom verteilt das Smart Grid wiederum automatisch dorthin, wo er gerade benötigt wird.

Video: YouTube / Vodafone Malta

Smarte Straßenlaternen für Smart Cities

In Zusammenarbeit mit dem Berliner Start-up ICE-Gateway hat Vodafone eine stromsparende, multifunktionale IoT-Lösung für Städte entwickelt. Intelligente Straßenleuchten passen ihre Lichtintensität automatisch der Umgebungshelligkeit an und reduzieren den Energieverbrauch um bis zu 80 Prozent.

Zugleich können die Smart Lights proaktiv zur Vermeidung von Staus beitragen: Integrierte Sensoren analysieren den Verkehrsfluss und funken über das Maschinennetz von Vodafone kontinuierlich lokale Standortinformationen. Auf Grundlage dieser Daten können Städte Straßenführungen und Umleitungen zielgerichteter planen und den Verkehr so lenken, dass nicht zu viele Autos zur gleichen Zeit an derselben Kreuzung stehen.

Smart Parking: Via Smartphone-App schnell und autonom einparken

Effektive Parkplatzsuche mittels IoT ist in Smart Cities bereits Thema mehrerer Pilotprojekte. In Kooperation mit dem Nürnberger Start-up Smart City System (SCS) hat Vodafone in Dresden rund um die Gläserne Manufaktur von Volkswagen alle Parkplätze mit einem Smart Parking-System ausgestattet. Witterungsbeständige Sensoren erkennen, ob ein Stellplatz belegt oder frei ist, und funken den Status in das cloudbasierte System. Autofahrer können die Informationen dann auf dem Smartphone abrufen und sich per App zum nächstgelegenen freien Parkplatz lotsen lassen.

Aber wie wäre es, wenn Sie einfach am Eingang eines Parkhauses aussteigen, Ihr Fahrzeug per App auf Parkplatzsuche schicken und es nach den Erledigungen per Smartphone zurückrufen? Auch das könnte in der Smart City der Zukunft Alltag sein. Bei den Innovation Days 2017 zeigte Vodafone, wie das Auto ohne Fahrer selbstständig freie Stellplätze finden und völlig automatisch einparken kann.

 

Smart Washing: Wie Axel Springer SE die Zukunft der Autowaschanlagen mitgestalten will

Ein ähnliches Prinzip könnte bei Waschanlagen zum Einsatz kommen. Das Dilemma: Wenn die Schlange vor der Waschstraße zu lang ist, fahren Autofahrer:innen einfach weiter und entscheiden sich, entweder später, oder gar nicht zu waschen. Dieses Thema hat Nicolas Meibohm, Head of Connected Car bei Axel Springer SE, aufgegriffen und will das Thema Autowäsche digitalisieren. Mit einer entsprechenden App können Autofahrer:innen nicht nur die nächstgelegene Waschanlage finden, sondern direkt einen eigenen Timeslot buchen und via Handy bezahlen. So werden Wartezeiten, der Kauf einer Waschkarte im Shop und Zettelwirtschaft konsequent vermieden. Wie er darauf gekommen ist und noch mehr, verrät er im Digitale Vorreiter-Podcast #59 mit Christoph Burseg:

Autonome Fahrzeuge und smarte Assistenzsysteme

Mit Blick auf die angespannte Verkehrssituation in vielen städtischen Zentren bergen Connected Cars und automatisierte Fahrzeuge großes Potenzial für die Smart City. Wenn vernetzte Autos mit ihren Fahrer:innen und untereinander kommunizieren, können sie sich intelligent durch den Straßenverkehr koordinieren und zum Beispiel bei erhöhtem Verkehrsaufkommen einen Teil der Fahrzeuge frühzeitig umleiten. So werden Staus vermieden und die Kapazitäten der Straßen besser genutzt.

Parallel können automatisierte Fahrsysteme die Sicherheit auf den Straßen erhöhen – zum Beispiel durch Abstandsmesser, Warnsysteme bei Überholmanövern oder vernetzte Reifen, die LKW-Fahrer:innen auf dem Smartphone über gefährliche Verschleißspuren an den Rädern informieren.

Mobility as a Service: Individuelle Beförderung in der Smart City

Mit automatisierten Transportmitteln und neuartigen Sharing-Services kann auch der Öffentliche Personennahverkehr (ÖPNV) in der Smart City modernen Mobilitätsbedürfnissen gerecht werden. Die autonomen Roboter-Minibusse von EasyMile geben bereits in Toulouse, Denver, Melbourne, Singapur und Berlin einen Einblick in die Zukunft der fahrerlosen Personenbeförderung.

Ein weiterer Trend in der Smart City heißt Mobility as a Service (MaaS): Während Stadtbewohner:innen für die multimodale Fortbewegung mit dem Mietfahrrad, E-Bike, Auto, Bus und Bahn bislang mehrere Apps nutzen müssen, kombiniert das MaaS-Prinzip verschiedene Verkehrsmittel für individuelle Routen in einem Dienst. Dafür werden wiederum Navigations- und Assistenzsysteme, Sharing-Apps und Fahrpläne der ÖPNV aufeinander abgestimmt und intelligent vernetzt.

 

Hat Ihre Stadt auch schon IoT-Projekte umgesetzt und damit den Weg zu einer Smart City betreten? Oder arbeitet Ihr Unternehmen an IoT-Technologien, mit deren Hilfe Städte smart werden? Wir freuen uns auf Ihren Kommentar.


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