Smarte Cities: Besser Leben und Wirtschaften?

Smarte Städte sind attraktiv, das ist einsichtig.

Gleichzeitig verbreiten sich innovative IoT-Anwendungen und sorgen für praktische Vorteile und mehr Effizienz. Ein Bereich, der aus IoT-Innovationen hervorgegangen ist, sind sogenannte „Smart Cities (intelligente Städte)“.

 

Frei übersetzt heisst das, moderne Kommunikationstechnologien zu nutzen, um Abläufe zu verbessern, neue Dienstleistungen zu entwickeln und letzten Endes Städte effizienter, kosteneffektiver und sicherer zu machen. Es wird erwartet, dass bis zum Jahr 2050 66 Prozent der Weltbevölkerung in Stadtlagen leben. Dies macht deutlicher als je zuvor, wie dringend wir innovative Konzepte und mehr Effizienz brauchen, um die Überbevölkerung zu bewältigen und Ressourcen gerecht zu verteilen.

Smart Cities und Smart Technology bieten viele praktische aber auch wirtschaftliche Vorteile. Hier konzentrieren wir uns auf vier Hauptbereiche, die in den letzten Jahren besondere Fortschritte gemacht haben.

Sicherheit

Die Sicherheit der Bürger ist für jede Stadt vorrangig. Eine mit Smart Cities verbundene Erwartung ist unter anderem Bürger durch bessere Überwachung besser zu schützen. Über Closed Circuit Television (CCTV) Kameras zum Beispiel. CCTV selbst ist nicht gerade neu. Aber neue Technologien wie die Gesichtserkennung haben ihren Wert deutlich gesteigert.

So verspricht man sich verdächtige oder gefährliche Personen zu identifizieren, bevor sie ein Verbrechen begehen oder Personen schnell zu erkennen, nachdem eine Straftat bereits begangen wurde. Aktuelle CCTV-Kameras können aber noch mehr. Sie überwachen Bewegungen, geben Feuer- und Rauchalarm aus, messen die Luftqualität, ver- und entriegeln Türen je nach wahrgenommener Situation und vieles mehr.

Über die ganze Stadt verteilte Hotlines und Panic Buttons gehören ebenfalls in die Sicherheitsszenarien smarter Städte. Panic Buttons sind an einem festen Standort installiert. Dadurch können Polizei und andere Einsatzkräfte den Bereich genau lokalisieren und entsprechendreagieren. Smart Technologies wieVerkehrsleitsystemehelfen zusätzlich schneller am Ort des Geschehens zu sein. Diese verkürzte Reaktionszeit verhindert unter Umständen Schlimmeres.

Sogenannte Smart Security ist Realität wie hier:

  • Nairobi, Kenia: hat ein neues Kommunikationsnetz eingeführt, das 1.800 CCTV-Kameras mit 195 Polizeistationen und 7.600 Polizisten verbindet.
  • Nanjing, China: hat vor den Asian Youth Games 2013 ein großflächiges Überwachungsformat eingeführt, ähnlich dem in Kenia. Inzwischen wurde das System auf die gesamte Stadt ausgeweitet.
  • Schanghai, China: hat ein ähnliches Überwachungssystem wie Nairobi und Nanjing eingeführt. Die Kriminalitätsrate ist seitdem um fast 30 Prozent gesunken, und die Reaktionszeit der Polizei schrumpfte auf durchschnittlich 3 Minuten pro Vorfall.
  • Washington, DC: hat begonnen, von Shotspotter produzierte „Schusssensoren“ einzusetzen, die die Polizei sofort aufmerksam machen, wenn Schüsse fallen. Man muss die Polizei nicht erst aktiv rufen.
  • Saudi-Arabien: hat ein landesweites Notfall-SMS-Warnsystem eingeführt, das Handy-GPS verwendet, um Personen zu warnen, wenn sie sich in einer gefährlichen Gegend oder in der Nähe von Notfallszenarien befinden.

Mehr Effizienz in der Abfall- und Wasserwirtschaft

Ein beliebter Begriff, wenn es um Smart Cities geht, ist „Smart Water“. Unter Smart Water versteht man“eine Wasser- und Abwasserinfrastruktur, die dafür sorgt, dass [Wasser] und die für seinen Transport benötigte Energie effektiv und effizient gehandhabt werden.“

Die Wasser- und Abfallwirtschaft kämpft mit einer ganzen Reihe von Problemen:Wasser geht durch unerkannte Lecks und Verstopfungen verloren, es wird mehr Wasser verbraucht als nötig, es kann nicht rechtzeitig festgestellt werden, wenn die Wasserqualitätunzureichend ist, derTransport von Wasser und Abfallverbraucht zu viel Energie und so weiter.

Eine Lösung, zu derauch ein intelligentes Wassersystem gehört, sind Smart Water Grids (intelligente Wassernetze) (SWGs). Siegewährleisten die Sicherheit der zur Verfügung gestellten Wassermenge und überwachenden Verbrauch. Fachleute überwachen mithilfe von SWGs die in der Abfall- und Wasserwirtschaft transportierte Wassermenge und stellen sicher, dass für die spätere Nutzung die richtige Wassermenge zugeteilt wird.

Zusätzlichlässt sich dieWasserqualität testen, so dass die Konsumenten das Wasser bedenkenlos nutzen können.Smart Water Meter (intelligente Wasserzähler) erkennen im Gegensatz zu mechanischen Zählern einen zu geringen Wasserdurchfluss in Rohren und einen möglichen Rückfluss. Beides gefährdet unter Umständen den Betrieb des Systems.

Schliesslich bewerten intelligente Pumpen und Ventile die Umgebungsbedingungen. Dazu erhalten sie Signale über Sensoren und passen so die Aktivitätsrate entsprechend an. Pumpen mit variabler Drehzahl beschleunigen oder verlangsamen dann anhand der von den Sensoren gewonnenen Daten. Ganz ähnlich passen intelligente Ventile den Durchfluss in Wasserleitungen an oder sie sperren ihn, je nachdem, was gerade nötig ist. Diese Maßnahmen sorgen dafür, dass deutlich weniger Wasser und Energie verschwendet werden und die Prozesse laufen effizienter ab.

Reale Anwendungen intelligenter Wassertechnologien:

  • Baltimore, Maryland: hat über 408.000 intelligente Wasserzähler installiert und automatisiert, um hohen Verbrauch, Lecks und Diebstahl zu erkennen. Gleichzeitig haben Kunden die Möglichkeit, ihre eigenen Verbrauchsdaten einzusehen.
  • Niederlande: haben Deichsensoren und Pumpstationen installiert und kombinieren diese Daten mit modellierten Wetterereignissen, um die Auswirkungen von Überschwemmungen und Dürren in der Region vorherzusagen und zu bekämpfen.
  • Castellon, Spanien: ist dabei, 30.000 intelligente Wasserzähler zu installieren, die miteinander kommunizieren und den Durchfluss nach Bedarf anpassen, um effizient zu bleiben und gleichzeitig viel weniger Energie zu verbrauchen als mit herkömmlichen Zählern.

Mehr Bewusstsein für Verkehrs-/Infrastrukturprobleme

Ein großer Vorteil in vielen Smart Cities ist die Möglichkeit, bestimmte Verkehrslagen und häufige auftretende Engpässe durch Sensoren in Autos zu überwachen. Die gesammelten Daten betreffen zum Beispiel Bereiche in denen der Fahrer häufig schnell bremsen muss. Dies signalisiert ein hohes Verkehrsaufkommen sowie gefährliche Gebiete oder Kreuzungen, die zum Wohl der Allgemeinheit entschärft werden sollten.

Unfallgefährdete Kreuzungen werdenüberdurchschnittlich stark überwacht und so umgestaltet, dass es den Verkehrsfluss erleichtert. Ein Beispiel. Fahrer sehen – aus einer bestimmten Richtung kommend – nicht ausreichend frühzeitig um eine Kurve. Müssen sie dann in Sekundenbruchteilen eine Entscheidung treffen, ist sie vielleicht falsch und es kommt zu einer Kollision.

Daneben kann Smart Technology etwa die Alterung von Geräten wie Lichtzeichenanlagen und Fußgängerampeln überwachen, oder den Einfluss des Verkehrs auf die Umweltbedingungen ermitteln. Ein Beispiel dafür kommt aus Las Vegas (Nevada). Die Stadt hat eine Reihe von Sensoren an Kreuzungen installiert. Die Sensoren messen den Kohlendioxidgehalt in der Luft und bewertendie offenkundige Verkehrslage. Danach entscheiden sie, ob es günstig ist, die Ampelphasen kürzer zu schalten, sodass Autos nicht unnötig im Leerlauf sind und Abgase erzeugen.

Verkehrsmittel

Ein wichtiger Aspekt jeder Stadt ist die Fähigkeit, Güter, Dienste und Menschen effizient zu transportieren. Ineffiziente Verkehrsmittel, egal ob durch übermäßigen Leerlauf aufgrund von hohem Verkehrsaufkommen oder zu viel Individualverkehr erhöhen die Schadstoffemissionen. Daher suchen viele Städte nach intelligenten Technologien, um Fahrten zu optimieren und alternative Möglichkeiten für Privatpersonen zu schaffen.

Ein Weg sind Handy-Apps, die Zeitschätzungen für Züge, Busse und andere öffentliche Verkehrsmittel erlauben. Die App sollte Zeitschätzungen für jede genommene Route enthalten und für alternative Routen in der Stadt verfügbar sein, um auch die aktuellen Verkehrslagen widerzuspiegeln. Diese vergleichsweise einfache Methode gibt nachvollziehbare Kriterien an die Hand, ob man besser ein individuelles oder ein öffentliches Verkehrsmittel wählt.

Ein weiterer wichtiger Trend sind Elektrofahrzeuge oder EVs. Elektrofahrzeuge eliminieren Emissionen, die normalerweise von benzinbetriebenen Fahrzeugen ausgehen. Viele US-amerikanischen Bundesstaaten richten“Power Strips“ ein oder grosse Gebiete mit Ladestationen für Elektrofahrzeuge in freien Arealen, um die Nutzung von Elektrofahrzeugen zu fördern. Eine weitere Alternative ist die Möglichkeit in grösseren Städten, Fahrräder zu mieten (oft über Handy-Apps), statt unbedingt Fahrzeuge zu nutzen, die Emissionen erzeugen. Beide Alternativen senken die Luftverschmutzung und kommen langfristig allen zugute.

Die Zukunft der Smart Cities

Smart Cities haben ganz offensichtlich unzählige Vorteile und sind eine Investition in die Zukunft. Sie sind effizienter, nachhaltiger und sie verbessern die Lebensbedingungen ihrer Einwohner. Wir leben in einer Welt, die sich Tag für Tag stärker vernetzt. Dahinter gibt es kein zurück. Wir sollten vielmehr sicherstellen, dass globale Vorteile auch lokal ankommen. Von Smartphones über Smart Water bis hin zu Smart Cities wird die Welt intelligenter und ihre Bewohner müssen mithalten.

 

Gastartikel: Das IoT-Team von GlobalSign arbeitet aktuell mit Unternehmen auf dem Smart-City-Markt zusammen und bietet PKI-basierte Lösungen, mit deren Hilfe Firmen ihre vernetzte Infrastruktur besser schützen können.

Ausgewähltes Bild via Pixabay

 

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