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Smart Cities: ein fundierter Überblick

In dem Hype um Smart Cities fallen Begriffe wie Big Data, Smart City und Internet of Things extensiv. Leider werden sie dabei häufig nicht korrekt genutzt. Dieser Artikel verschafft einen Überblick im Wirrwarr der Begriffe und Zusammenhänge.

Smart Cities: Viel Potenzial und viel Hoffnung, aber auch viel Halbwissen (Foto: Siemens)
Smart Cities: Viel Potenzial und viel Hoffnung, aber auch viel Halbwissen (Foto: Siemens)

Die Visionen einer effizienten, nachhaltigen, lebenswerten und sicheren Smart City sind bis dato ein unerreichtes Utopia. Grund hierfür ist, dass die verschiedenen Akteure aus Immobilienwirtschaft, Technologie sowie Politik keinen holistischen Ansatz der Kooperation gewählt haben, sondern einzeln ihre Ziele verfolgen und unrealistisch setzen. Experten, wie Mischa Dohler vom King’s College London, sind sich einig, dass die Stadtbewohner in der Gleichung berücksichtigt werden müssen und die Akteure besser kooperieren sollten.

In dem Hype um das Thema überrascht es daher wenig, dass die Begrifflichkeiten Big Data, Smart City und Internet of Things extensiv genutzt, jedoch oftmals nicht korrekt dargestellt oder überhaupt verstanden werden. Für einen fundierten Überblick zum Thema Big Data in Smart Cities ist eine rein technokratische Perspektive jedoch nicht zielführend. Denn es muss auch darum gehen, welche Daten die Anwohner zu teilen bereit sind und wie sie mit einer Smart City interagieren möchten.

Infografik

Ohne Big Data kein „Smart“
Im Falle von Big Data müssen drei Datencharakteristika zutreffend sein: eine hohe Datenmenge, -vielfalt und -geschwindigkeit. Bei Big Data geht es jedoch nicht zwangsläufig um die Größe, sondern um die Detailgenauigkeit der Daten, welche bei suffizienter Analyse bessere Inferenzen zulassen als gewöhnliche Datensets. Dies ist deshalb relevant, da eine Smart City nur durch die Generierung und Analyse von Datenströmen sowie den daraus gezogenen Schlüssen „Smart“ wird. Big Data ist somit der Agar für die Intelligenz einer Stadt der Zukunft.

Der Zusammenhang von Smart City & dem Internet of Things
Eine Smart City kann als eine Stadt definiert werden, welche durch digitale und telekommunikative Technologien augmentiert wurde, um Lebensqualität zu erhöhen, Ressourcen nachhaltiger zu nutzen und städtische Angebote sowie Infrastruktur effizienter zu gestalten. Vor dem Hintergrund der globalen demographischen Entwicklung, einem überproportionalen Wachstum der städtischen Ballungsräume und einer endlichen Ressourcengrundlage, ist das Konzept der Smart City ein möglicher Lösungsansatz für das städtische Zusammenleben in der Zukunft.

Das Internet of Things – oder auch Internet of Everything – ist ein Synonym für die Vernetzung von virtuellen sowie physikalischen Objekten. Im Grunde genommen entsteht eine Smart City durch die Implementierung von Technologien des Internet of Things in das herkömmliche Stadtbild.

Was macht eine Stadt wirklich intelligent?
Die Säulen einer Smart City sind Sensoren, eine interferenzfreie, rasche und effiziente Datenübertragung sowie eine algorithmisch basierte Datenauswertung. Vergessen werden oftmals die Einwohner der Stadt, deren Akzeptanz und Interaktion mit den vorhandenen Technologien entscheidend für den Erfolg von Smart-City-Projekten ist. Abgeleitet davon, lässt sich konstatieren, dass Datentransparenz, ein klar kommunizierter Mehrwert des Projekts sowie intuitive Nutzbarkeit der Technologien, die letzte Säule bilden.

Aus technologischer Sicht besteht eine Smart City aus einer vernetzten Vielzahl von Sensoren.  Diese tauschen untereinander Daten aus und übermittelt diese an eine Plattform, in der die Daten durch Algorithmen analysiert werden. Dabei können im ersten Schritt bekannte Phänomene durch Regressionen erklärt werden. Im zweiten Schritt können bekannte, aber bisher unerklärte, Phänomene durch Machine Learning Algorithmen untersucht werden. Sollte dies noch nicht ausreichen, können im dritten Schritt bisher unbekannte Zusammenhänge durch Deep Learning aufgedeckt werden.



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Der konstante Datenstrom wird somit in einen sinnhaften Informationsfluss verwandelt, welcher genutzt werden kann, um Prozesse innerhalb der Stadt zu optimieren, sie somit sicherer und nachhaltiger zu gestalten.

Anwendungsmöglichkeiten von Big Data in einer Smart City
Ein konkret positives Beispiel für die Anwendung von Big Data in einer vernetzten Stadt kann bei Smart Traffic Systemen gefunden werden. Durch den konstanten Strom von Informationen bildet sich ein Silo aus Verkehrsdaten, welches man normalerweise insular betrachten würde. Dem Prinzip des Internet of Things entsprechend, sollen aber erhobene Daten aus verschiedenen Datensilos kreuzkorreliert und analysiert werden. So könnten zum Beispiel Verkehrsdaten mit Wetterdaten, Sportereignissen und anderen Dingen verglichen werden, um präzise feststellen zu können wann und wo Staus auftreten könnten, um diese dann durch intelligentes Verkehrsmanagement zu verhindern. Zum einen sparen so die Verkehrsteilnehmer kostbare Lebenszeit, zum anderen wird die Umwelt geschont.

Durch weiterführende Smart Parking Systeme können Verkehrsteilnehmer in Echtzeit über nahegelegene Parkmöglichkeiten informiert werden, was zur Verkehrsentspannung und Emissionsreduzierung beiträgt. Bedenkt man, dass die durchschnittliche Verweildauer im innerstädtischen Verkehr zu 15 Prozent aus Stau und 20 Prozent aus Parkplatzsuche besteht, wird der Mehrwert eines derartigen Systems evident.

Durch intelligentes Energiemanagement von vernetzten Gebäuden können darüber hinaus über 20 Prozent  der Energiekosten gesenkt und die Umwelt geschont werden. Durch Big Data Analysen der Verbrauchsdaten, können Engpässe antizipiert und verhindert werden.

Darüber hinaus gibt es bei Themen wie städtischer Sicherheit, im Gesundheitswesen, der Müllentsorgung und anderen Bereichen, eine Vielzahl von Möglichkeiten Big Data zu nutzen. Die entscheidende Frage ist hier jedoch nicht, ob es technisch möglich ist, sondern ob die Einwohner damit einverstanden sind.

Implikationen für die Immobilienwirtschaft
Die Schätzungen über die Anzahl der weltweit verwandten Sensoren im Jahr 2020 divergieren gewaltig. Nimmt man den Mittelwert, kommt man auf circa 40 Milliarden verschiedene Sensoren, die unter anderem in Smart Homes, und später Smart Cities, verbaut werden sollen. Dies bietet großes wirtschaftliches Potenzial für zukunftsorientierte Projektentwickler, Stadtplaner, Architekten, Proptechs und Investmenthäuser. Die vorgestellten Technologien verlangen den Immobilienunternehmen aber auch eine steilere Lernkurve und bessere kompetenzübergreifende Zusammenarbeit mit Technologieunternehmen, Politik sowie den Einwohnern der Städte ab, als bisher geschehen.

Auch sollten realistischere Bilder einer Smart City gezeichnet werden. Gerade in der Stadtplanung sollte daher mehr auf inkrementelle als auf disruptive Innovation gesetzt werden, um die Einwohner einer Smart City mit der Technologie und den damit verbundenen Möglichkeiten nicht zu überfordern. Ebenso notwendig sind branchenübergreifende Übereinkünfte im Bereich der Datenverarbeitung – und Sicherheit.

„Würden Sie gerne in einer Smart City leben wollen und wie sollte eine Stadt der Zukunft konzipiert sein?“ Diese Fragen muss jeder für sich beantworten, denn der Preis dafür wird nicht in Geldeinheiten, sondern in Bytes, ergo unserer Privatsphäre, bezahlt werden.

Autor: Viktor Weber ist Gründer und Leiter des Future Real Estate Institute  mit Sitz in München.

11.05.2018