Vom Smart Parking zur Smart City

Eine „Smart City“ beschreibt ein Entwicklungskonzept für Städte, um diese effizienter und technologisch fortschrittlicher zu gestalten. Damit eine Stadt nun „smart“ wird, nutzt sie IoT-Dienste (Internet of Things), um den Einsatz von Sensoren und Aktoren, die sich an Kameras, Fahrzeugdetektoren, Ampeln, aber auch Ladeflächen, Heizkostenzähler oder medizinischen Geräten befinden, möglichst intelligent untereinander vernetzen, steuern und überwachen zu können. Das Konzept hat das Ziel, Kosten, Zeit und Energie zu sparen, um die Lebensqualität der Bürger zu steigern, zum Klimaschutz beizutragen und letztlich auch, um einen Vorteil im globalen Wettbewerb der Städte zu schaffen. Auch Themen wie die Globalisierung, demografische Veränderungen und der Klimawandel treiben die Entwicklung von Smart Cities voran.

Smart-City-Lösungen werden für verschiedene Stadtfunktionen entwickelt, wie z.B. in Verkehr, Transport & Logistik, in der Bildung, im Gesundheitssektor oder im Bereich der öffentlichen Sicherheit. Eine Smart City darf jedoch nicht als eine (technische) Plattform verstanden werden, die einzelne Dienste (wie Smart Parking) als Insel-Lösungen enthält. Sie definiert sich über die Vernetzung und Konnektivität der einzelnen Komponenten bzw. Lösungen zu einem ganzheitlichen Konstrukt. Die Kunst liegt eben genau darin, die einzelnen „smarten“ Lösungen auf einer zentralen Plattform zusammenzuführen, miteinander zu vernetzen und zentral betreiben zu können.

Die Interessengruppen in der Smart City

Drei verschiedene Interessengruppen spielen in der Smart City die wichtigste Rolle:

Zum einen die „Nutzer“, also etwa Bürger, Bewohner und Touristen einer Stadt, die sich eine verbesserte Lebensqualität wünschen. Unternehmen können ebenfalls von Smart City-Lösungen profitieren. Beispielsweise vernetzt „Smart Habour“ die gesamte Logistik in einem Hafen, optimiert Warenwege und führt zu schnellerem Transport und kürzeren Lagerzeiten. Aber auch von intelligenter Strom-, Wärme- und Wasserverteilung wie auch der virtuell-realen Kollaboration mobiler und fester Arbeitsplätze profitieren Unternehmen.

Zweiter Player sind die Provider, sprich Anbieter und Dienstleister. Sie stellen die Technologien, Anwendungen, Infrastrukturen und Netzwerke zur Verfügung. Darüber hinaus platzieren sie ihre Produkte im Smart-City-Projekt, um damit Einnahmen und Umsätze, aber auch dauerhafte Kundenbeziehungen realisieren zu können.

Drittens ist die jeweilige Stadtverwaltung entscheidend: Sie will beispielsweise die Energieeffizienz steigern sowie Ressourcen und das vorhandene Budget effizienter nutzen. Definitiv muss sie bei der Entwicklung einer Smart City die Bürger miteinbeziehen, um Akzeptanz sowie Zuschnitt der Services zu klären.

Smart Parking als zentraler Anwendungsfall der Smart City

Wer hat noch nicht verzweifelt und lange einen passenden Parkplatz in einer Stadt gesucht? Smart Parking soll nun diesen Stress vermeiden, indem es freie Parkplätze in Echtzeit anzeigt und die Möglichkeit bietet, den gewünschten Parkplatz im Voraus zu reservieren und ggf. auch zu bezahlen. Das Navigationssystem lotst den Fahrer automatisch dorthin. Der Anwender spart Zeit, Geld und Benzin und auch die Stadt profitiert von geringerer Verkehrs- und Abgasbelastung. Soweit der Use Case in seinen Grundzügen.

Um eine möglichst standardisierte und nachhaltige Lösung zu realisieren, gilt es, das „Big Picture“, also die komplette Infrastruktur von Smart City-Anwendungen vorher klar zu definieren. Damit das Konzept einer zentralen und einheitlich vernetzen Plattform funktioniert, muss die Smart-Parking-Lösung auf einer modular aufgebauten Smart-City-Plattform als Service dem Anwender bereitgestellt werden. Idealerweise wird also eine Service-Delivery-Plattform genutzt, die standardisiert neue Services/Applikationen aufnimmt, bereits Bestehende verwaltet und betreibt. Diese Services/Applikationen stehen dann dem Nutzer auf seinen Endgeräten (Smartphone und Tablet) zur Verfügung. Ebenfalls befinden sich auf dieser zentralen Plattform die für die Applikationen benötigten Basisdienste (z.B. Identitätsmanagement und Rechnungstellung) und sind für jeden Dienst nutzbar.

Um eine zentrale Plattform zu ermöglichen, muss jedoch auch die Datenhaltung zentralisiert werden, so dass jeder Dienst bei entsprechender Autorisation auf dieselben Daten zugreifen kann. So befindet sich auch die Datenanalyse zentral auf der Plattform und ist für jede Applikation gleich. Sollte eine Applikation eine individuelle Datenanfrage haben, kann diese an ein von der zentralen Plattform bereitgestelltes Analysetool gesendet werden. Das Tool liefert dann die geforderten Daten an die Applikation zurück.

Es muss also ein zentrales und einheitliches Plattform-Interface für alle Applikationen, Services und Module geschaffen werden, auf das die Anwender zugreifen können. Dieses Interface kann zudem auch den Zugriff auf mehrere, für den Anwender transparent verbundene, Plattformen bereitstellen. Zukünftig werden allerdings noch weitere Applikationen, Module und Services hinzukommen, weswegen die Plattform skalierbar sein muss, um den wachsenden Ansprüchen an Rechenleistung, Kapazität und steigenden Zugriffszahlen gerecht werden zu können. Daher muss eine solche Plattform zukunftsorientiert geplant werden, um später lange Ladezeiten oder gar einen Zusammenbruch der Plattform aufgrund hoher Zugriffszahlen und Datenmengen zu vermeiden. Es müssen sich also folgende Fragen gestellt werden:

• Ist die Plattform, die entwickelt wurde, skalierbar genug?
• Hält sie also den hohen und gleichzeitigen Zugriffen stand oder wirkt sich der hohe Zugriff auf die Performance der Plattform aus?
• Wie groß ist die Datenmenge, die auf die Plattform kommt?
• Welche Latenzzeit ist für den Datenerhalt und –transport akzeptabel, reichen die bestehenden Technologien dafür aus oder müssen neue Technologien implementiert werden?
• Werden Datensicherheit und Privatsphäre ausreichend beachtet?

Unter diesen Aspekten wurde ein idealisiertes Bild einer Smart City-Plattform (siehe Abbildung 1) und deren Architektur erstellt, auf deren Grundlage zukünftig weitere Smart City-Lösungen realisiert und integriert werden können.

Ein besonderes Augenmerk gilt der Datensicherheit: In Zeiten verschiedener Abhör- und Datensicherheitsskandalen steht vor allem bei den Endnutzern das Thema Datensicherheit an erster Stelle und sollte vor allem bei einer zentralen Datenhaltung nicht unbeobachtet bleiben. In der zentralen Datenhaltung liegt unter anderem die größte Stärke, aber auch die größte Schwäche einer Smart City im Falle eines Missbrauches. Sollte keine entsprechende Datensicherheit gewährleistet sein, wird der Endnutzer einer Smart City eher skeptisch gegenübertreten oder diese sogar ablehnen.

Hohes Potenzial ist sicher

Smart Cities bilden die digitale Zukunft. Das heißt, dass sich zukünftig weitere Smart City-Projekte in den Städten integrieren werden. So soll der Markt laut einer Analystenstudie im Jahr 2025 ca. 3,3 Billionen Dollar[1] wert sein und sowohl den Telekommunikations-, Dienstleistungs- und Produktanbieter als auch den Städten und Kommunen hohe Umsatzchancen bieten.

Es wird deutlich, dass der Grundgedanke einer vernetzten Stadt und die Realisierungen einzelner Use Cases in einer solchen Plattform in der digitalen Zukunft eine große Rolle spielen wird. Mit der Realisierung einer Smart City bzw. einzelner Use Cases begibt man sich Schritt für Schritt weiter in eine digitale Zukunft und verwirklicht immer weiter die Idee einer komplett vernetzten und intelligenten Stadt.

[1] Frost & Sullivan (2013): Unternehmensinterne Unterlage: Strategic Opportunity Analysis of the Global Smart City Market, unveröffentlicht