Städte werden digitalisierte Wirtschaftsunternehmen

Öffentlicher SektorProjekte

Die Smart City gilt als das Modell der Stadt, in der wir in Zukunft leben. Aber im wirklichen Leben macht das Konzept bisher nur wenig Fortschritte. Jetzt könnten neue Devices, neue Geschäftsmodelle und dazu gehörige Big-Data-Anwendungen eine Wende bringen.

Innerhalb der kommenden zwanzig Jahre könnte die Zahl der Einwohner in Städten bis auf fünf Milliarden Menschen steigen. Damit verbunden ist eine riesige Anstrengung, diese Menschen und ihr tägliches Leben zu managen. Deshalb stellen sich heute viele Städte für den Wettbewerb der Zukunft auf. Dabei geht es darum, welcher Stadt es mit ihren digitalen Konzepten gelingen wird die Reichen, die Gebildeten, die Motivierten anzuziehen und so im Kampf der Metropolen in Führung zu gehen.

Smart City (Bild: Shutterstock)

Die Smart-City-Revolution beginnt auf der Straße. Denn Straßenlaternen könnten die Devices sein, die der klugen Stadt zum Durchbruch verhelfen. Tatsächlich hat die smarte Straßenlaterne mit einer analogen Straßenlampe so viel gemeinsam, wie ein Wählscheibentelefon aus den 70iger Jahren mit einem Samsung Galaxy S8.

Klar ist – die smarte Straßenlaterne leuchtet. Allerdings mit LED-Lampen, die viel weniger Strom benötigen als ihre Vorgänger. Die digitale Straßenlaterne hat einen Stromanschluss für das Laden von Elektroautos integriert. Sie verfügt über Kamera, Mikrofone, Sensoren, Sonnenkollektoren, öffentliche WLAN-Router.

Oben auf der Straßenlaterne kann eine Miniaturhelikopterplattform montiert sein, auf der die Drohnen von Polizei oder Feuerwehr starten und landen.
Die neue Straßenlaterne liefert Datenströme und Videos an die Rechenzentren der Smarten Stadt. Big-Data-Systeme werten sie aus und stellen die Daten für eine Fülle von Anwendungen bereit: Von der Verkehrsüberwachung, über Kontrolle der Luftqualität bis zu Rettungseinsätzen oder dem sogenannten “Mood Mapping”.

Smarte Straßenlaterne wie sie sich SAP vorstellt (Bild:SAP)
Smarte Straßenlaterne, wie sie sich SAP vorstellt (Bild:SAP)

“In den kommenden zehn Jahren werden weltweit zwischen 70 und 80 Millionen Smarte Straßenlampen installiert”, hat Eric Woods, Research Director bei Navigant Research, berechnet. “Das ist eine große Chance für Kommunen und auch für kleine Städte ein Netz von Sensoren und Kameras zu bauen, die eine Grundlage für zukünftige Smart Cities und Regionen sein werden.”

Der Wechsel zur smarten Straßenbeleuchtung wird von der EU-Verordnung 245/2009 unterstützt. Die alten, traditionellen Straßenlaternen sind zum Teil seit mehr als 70 Jahren in Betrieb. Seit 2013 müssen sie gegen LED-Lampen ausgetauscht werden. In Europa liegt der Bedarf bei rund 10 Millionen Straßenlaternen, die in den nächsten Jahren ersetzt und ausgetauscht werden.

Einer im Sommer vom eco-Verband und ArthurD. Little vorgelegten Studie zufolge, liegen deutsche Städte mit ihren Smart-City-Bemühungen deutlich zurück. (Grafik: eco / Arthur D. Little)
Einer im Sommer vom eco-Verband und ArthurD. Little vorgelegten Studie zufolge, liegen deutsche Städte mit ihren Smart-City-Bemühungen deutlich zurück. (Grafik: eco / Arthur D. Little)

Und natürlich fördert die EU in verschiedenen Programmen und Leuchtturmprojekten die Digitalisierung von Städten, Straßen und Regionen. Das Ziel ist es laut Svetoslav Mihaylov, Policy Officer für Smart Cities and Sustainability bei der Europäischen Kommission, die Städte im internationalen Wettbewerb zu stärken. Als wichtige Projekte der Europäischen Union nennt er Florenz und Granada.

Der weltweite Wettbewerb der smarten Städte ist hart. Denn viele Unternehmen verstehen die Digitalisierung als einen Standortvorteil, den sie explizit suchen und nutzen. Eine gute Platzierung in einer der von EU, Universitäten oder Consulting-Firmen veröffentlichten Listen zieht Investoren und Industrien in die erwähnten Städte. Mit ihnen kommen neue Einwohner, neues Know-how und frisches Geld.

Der Boston Consulting Group (BCG) zufolge setzen sich Smart Cities aus fünf smart gemachten Segmenten zusammen (Grafik: Huawei)
Der Boston Consulting Group (BCG) zufolge setzen sich Smart Cities aus fünf smart gemachten Segmenten zusammen (Grafik: Huawei)

Doch bei der Durchsicht der Listen wird schnell klar, dass ausgerechnet Deutschlands Städte bei der Digitalisierung hinterherhinken. “In Deutschland gibt es keine Stadt, die international Vorbildcharakter für die urbane Digitalisierung der Zukunft hat. Deutschland schafft es nicht einmal in die Top 20 des EU Smart City Rankings der TU Wien und TU Delft”, erklärt der ITK-Branchenverband Bitkom, derdeshalb dieses Jahr mit einem Wettbewerb zur digitalen Stadt diesbezüglich Impulsegeben wollte.

Großbritanniens ehrgeiziges Smart-City-Projekt Manchester

Dagegen vermittelt Großbritannien ein völlig anderes, positives Bild. Hier ist die Digitalisierung der Städte ein wichtiges Ziel der Regierung. Für das Konzept “CityVerve” baut die Stadt Manchester gemeinsam mit BT einen sogenannten “Innovation Corridor” auf. Innerhalb der nächsten zwei Jahre solle das neue Netzwerk Gebäude mit mehr als 60.000 Arbeitsplätzen verbinden – sowie die Räume der Universität, die von etwa 72.000 Studenten genutzt werden, sagt Chris Bruce, Direktor bei BT Global Services und Co-Chairman des Connected City Advisory Boards.”Wir statten Straßen, Autos, Busse, Menschen und Parks mit Sensorik aus. Die Anwendungen im Rechenzentrum verfolgen, analysieren und steuern das Leben und den Verkehr auf dem Korridor rund um die Uhr.”

Webinar

Digitalisierung fängt mit Software Defined Networking an

In diesem Webinar am 18. Oktober werden Ihnen die unterschiedlichen Wege, ein Software Defined Network aufzubauen, aus strategischer Sicht erklärt sowie die Vorteile der einzelnen Wege aufgezeigt. Außerdem erfahren Sie, welche Aspekte es bei der Auswahl von Technologien und Partnern zu beachten gilt und wie sich auf Grundlage eines SDN eine Vielzahl von Initiativen zur Digitalisierung schnell umsetzen lässt.

Die britische Regierung träumt von CityVerve als Exportschlager. “Das Projekt in Manchester wird Großbritannien bei der Umsetzung von Internet-of-Things-Technologien weltweit eine führende Rolle bringen. Andere Städte rund um die Welt werden von uns inspiriert werden“” sagte Ed Vaizy im Jahr 2015, als damaliger Minister of State for Culture, Communication and Creative Industries.

Prognose zum Marktvolumen für Angebote und Lösungen im Bereich Smart City in Deutschland (Grafik: eco / Arthur D. Little)

Die Disziplinen im internationalen Wettbewerb der Städte sind Lebensqualität, Nachhaltigkeit, Sicherheit, Gesundheit, Mobilität, der Wechsel zur Elektromobilität, Bildung. Smarte Städte wollen vor allem für hochgebildete Arbeitnehmer und Akademiker attraktiv sein. Mit ihnen wollen sie Knowhow und neue Technologie in die Städte ziehen. Das Interesse der Städte ist es, ihren eigenen Wert zu maximieren: Steigende Grundstückspreise und steigende Einkommen versprechen sprudelnde Steuereinahmen. Das sind die Geschäftsmodelle, die viele Bürgermeister gemeinsam mit ihren IT-Verantwortlichen verfolgen.

Die “Stadt der Weisheit”

Die Stadt wird ein digitalisiertes Wirtschaftsunternehmen. Und das Geschäftsmodell insbesondere der Smarten Stadt basiert auf der prognostizierten Industrie-4.0-Revolution: Automatisierung, Digitalisierung, Ende der fossilen Brennstoffe.

Ein Blick nach Saudi-Arabien zeigt, wie Alaa Nassif, CEO der Royal Commission in Yanbu, die ihm anvertraute Stadt komplett für die neue Ära umbaut. Bislang war Yanbu als einer der wichtigsten Ölhäfen in Saudi-Arabien bekannt. “Doch wir planen schon seit Jahren für die Zeit nach der Ölindustrie. Für die Zeit in der die heutigen Arbeitsplätze in Raffinerien und Hafenanlagen von Supertankern nicht mehr zur Verfügung stehen”, sagt Nassif.


Nassif nennt Yanbu die “Stadt der Weisheit”. Denn sie manage mit einem elektronischen Gehirn seine Einwohner und seine Industrien. Nach Darstellung Nassifs verhilft die “digitalisierte Stadt ihren Einwohnern zu Wohlstand und Glück”. Auf diesem Weg arbeitet er eng mit Huawei zusammen.

Die für alle Einwohner sichtbaren Veränderungen dieser neuen Zeit sind auch hier die smarten LED-Straßenlaternen, die tausende Ladestationen für Elektroautos anbieten – und die gesamte Stadt mit den eingebauten Kameras überwachen. “Kameras und Licht bringen einen messbaren Rückgang der Kriminalität. Die Laternen machen die Stadt mit einem Schlag viel sicherer”, ist Nassif überzeugt.

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IoT: Eine neue Standard-Welt entsteht

Im Bereich IoT gibt es zahlreiche Initiativen und Konsortien, bislang laufen diese Bestrebungen jedoch überwiegend parallel nebeneinander her. Doch damit dies alles überhaupt funktionieren kann, braucht man neben neuen Produkten auch neue Standards – insbesondere für die Kommunikation der Geräte untereinander und für die Sicherheit. silicon.de gibt einen Überblick.

Doch Straßenlaternen sind nur ein sehr kleiner Teil des gesamten Smart-City-Kuchens. Rodger Lea, CEO, Sense Tecnic, schreibt in einem Whitepaper für das IEEE über ein Marktvolumen von bis zu 700 Milliarden Dollar. Um diesen Betrag konkurrieren vor allem die bekannten Industriegiganten wie IBM, Siemens, SAP, BT, Cisco, Microsoft oder Huawei.

Vier KPIs für eine Smart City

“Die Herangehensweise an die Digitalisierung der Städte ist in China anders als im Westen“”, sagt Joe So, CTO, Marketing und Solution Department, Huawei Enterprise Group. Huawei spreche von der “intelligenten Stadt”, deren Aufgabe es sei, die Einwohner glücklich zu machen. Aus seiner Sicht sind die Key-Performance-Indikatoren Sicherheit, Sauberkeit, das digitale Management von Einwohnern und Industrie. Die im Westen im Vordergrund stehenden Ziele wie Elektromobilität, Verkehrsmanagement, Nachhaltigkeit, Gebäudemanagement oder Gesundheit kämen von selber, wenn nur die vier tragenden Säulen funktionierten.

Die in einer von Bitkom und dem Deutschen Städte-und Gemeindebund in Auftrag gegebenen Umfrage ermittelten Stressfaktoren in der Stadt, die allesamt Ansatzpunkte für "smarte"Lösungen im Rahmen von Smart-City-Konzepten sein könnten (Grafik: Bitkom)
Die in einer von Bitkom und dem Deutschen Städte-und Gemeindebund in Auftrag gegebenen Umfrage ermittelten Stressfaktoren in der Stadt, die allesamt Ansatzpunkte für “smarte”Lösungen im Rahmen von Smart-City-Konzepten sein könnten (Grafik: Bitkom)

Huawei vergleiche die Stadt mit einem menschlichen Körper. Eine intelligente Stadt habe ein Gehirn, sie ist mit Nervensträngen durchzogen, sie hat Sensorik, Augen, Ohren und arbeite mit digitalen Werkzeugen. Im IOC – “Intelligent Operation Center” – laufen alle Daten zusammen. Hier werden sie mit Big-Data-Anwendungen ausgewertet und in den Gesamtzusammenhang gestellt.

Die auf diese Weise “intelligent” gemachte Stadt wird von chinesischen Experten mit menschlichen Attributen beschrieben. Sie ist “klug”, “glücklich”, “vorrausschauend”, “weise” oder eben “intelligent”.

“Public Satisfaction Index” als Maßstab

Doch wie viel sind alle diese Bemühungen wert, wenn die Verantwortlichen keine Rückmeldung von ihren Einwohnen bekommen. Auf der Suche nach einem Feedback aus der Stadt, mit dem der Erfolg in der Disziplin “Glücklich” gemessen werden kann, hat sich Chan Dongping, President of Big Data Research Institute of Smart City Shenzhen auf die Psychologie der Stadt konzentriert. Und auch hier steht der Mensch Modell für die Digitalisierung.

Das “Mood Mapping” einer Stadt wird mit Hilfe der omnipräsenten Kameras möglich. Die Kameras nehmen die Gesichter der Einwohner auf, übertragen Videos und Bilder an die Rechenzentren, hier werten die Big-Data-Systeme die Bilder aus. Die Analysen versuchen die Frage zu klären, ob die Einwohner glückliche Gesichter haben.

Die Ergebnisse werden im nächsten Schritt auf eine Stadtkarte projiziert. Jetzt zeigt das “Mood Mapping” den Verantwortlichen in welchen Straßen ihre intelligente Stadt gut funktioniert und ihre Aufgaben erfüllt – und in welchen Straßen es Bedarf für Nachbesserungen gibt.Huawei liefert die Mood-Mapping-App: Auf dem Monitor des IOCs erscheint das Ergebnis des Mood Mappings als “Public Satisfaction Index”.


Ein Huawei-Mitarbeiter erklärt in diesem, auf dem Smart City Expo World Congress im November 2017 in Barcelona aufgenommenen 360-Grad-Video die Funktionen des Information Operation Center von Huawei.