Smart City

"Smart City" ist ein Sammelbegriff für städtische Entwicklungskonzepte, um Städte effizienter, technologisch fortschrittlicher, grüner und sozialer zu gestalten.
Bei Smart City geht es darum, im öffentlichen Raum vorhandene Informationen, die aber nicht zentral verfügbar sind, für die Allgemeinheit nutzbar zu machen. Im Fokus stehen Verkehrsmanagement, die städtischen Versorgungsnetze und E-Government-Lösungen für Behördengänge.

Praxisnahe Ideen existieren in den Bereichen Energie, Straßenbeleuchtung und Parkplätze, industrielle Lösungen, Tracking, Abfallwirtschaft und Gebäudeverwaltung.
Wegweisend sind in Deutschland die Städte Rüsselsheim, Raunheim und Kelsterbach. Sie beteiligen sich an Smart-City-Projekten, bei denen es um Infrastrukturmaßnahmen und IoT-Anwendungen geht.
Beispielsweise, intelligente Parkraumbewirtschaftung, bedarfsweise Straßenbeleuchtung und öffentliches WLAN.

Herausforderungen an Smart-City-Lösungen

• Zusammenfassung kleinteiliger Projekte
• Sicherstellen einer kritischen Infrastruktur
• Reduzierung des Energieverbrauchs
• Lebensqualität der Einwohner verbessern
• Neugestaltung des innerstädtischen Verkehrsleitsystems

Anwendungsbereiche

• Energie
• Transport, Verkehr und Mobilität
• Gebäudetechniken und Wohnen
• Verwaltungsdienstleistungen
• Ver- und Entsorgung

Beispielhafte Anwendungen

• Straßenbeleuchtung: Die Straßenlaternen leuchten nur dann mit voller Helligkeit, wenn Menschen oder Fahrzeuge in der Nähe sind.
• Vernetzte Ampelanlagen: Intelligente Ampeln regeln den Verkehr in Echtzeit, minimieren so Staus und tragen dazu bei, den Verkehrsfluss aufrechtzuerhalten.
• Optimierung der Parkplatzsuche: Parkplätze melden ihren aktuellen Status. Über eine Smartphone-App können Autofahrer auf diese Informationen zugreifen, schnell und einfach einen freien Parkplatz in ihrer Nähe finden und auch gleich die Parkgebühr bezahlen.
• Intelligente Mülleimer (Smart Bins): Mülleimer melden automatisch, wenn sie voll sind. Und die Müllabfuhr kann ihre Touren so planen, dass nur volle Container angefahren werden.
• Optimierung von Verbrauch und Wirkungsgrad: Verbrauchsdaten zu Strom, Wasser und Wärme von städtisch genutzten Gebäude erfassen, Wirkungsgrad der Anlagen mit unnötigen Verluste erkennen und Optimierungsmöglichkeiten aufzuzeigen und damit den Energieverbrauch senken.

Anwendung: Vernetzte und intelligente Straßenlaternen

Da in Städten alle 50 bis 80 Meter eine Straßenlaterne steht oder hängt, existiert hierfür eine dicht verzweigte Infrastruktur. Die Idee ist, alle Straßenlaternen zu einer integrierten und multifunktionalen Straßenlaterne umzurüsten.

Die neuen Straßenlaternen sollen nicht nur aus der Lampe bestehen, sondern sind mit einer intelligenten Lichtsteuerung ausgestattet, bei der die Lampe nur dann mit voller Helligkeit strahlt, wenn Menschen oder Fahrzeuge in der Nähe sind. Hierbei soll der Energieverbrauch bei beleuchteten, aber kaum genutzten Wegen eingespart werden.

Durch die Vernetzung der Straßenlaternen soll ein selbstheilendes, vermaschtes Netzwerk entstehen, in dem jeder Knoten mit einem oder mehreren anderen Knoten verbunden ist. Fällt ein Knoten aus, leitet das Netz die Daten automatisch über andere Knoten um. Innerhalb des Netzwerks sind einzelne Knoten als Gateway vorgesehen. Diese empfangen Informationen von den Knoten und leiten sie in eine andere Infrastruktur weiter.

Denkbar wäre auch die Erweiterung um ein öffentliches WLAN, von dem sowohl Bewohner und Besucher profitieren. Parallel dazu könnten die Laternen mit Sensoren zur Feinstaub- oder Lärmbelastung ausgestattet werden. Desweiteren Parkraumerfassung für die gezielte Parkplatzsuche.
Eine weitere Idee ist, Laternenmasten zu E-Auto-Ladesäulen umzurüsten. In der Regel müsste dafür aber das Leitungsnetz erneuert werden, weil die vorhandenen Leitungen in der Regel diese Energie nicht übertragen können.

Anwendung: Intelligente Ampel

Die intelligente Ampel sieht vor, Grünphasen selbständig, bedarfsgerecht und energieschonend zu schalten. Die dafür notwendige KI ist aber noch nicht bereit.

Was macht ein Smart-City-Konzept erfolgreich?

Bis ins Jahr 2026 wurden in Deutschland Modellprojekte und Anwendungen für Smart City gefördert. In der Regel blieben auch nach der Förderung folgende Projekttypen bestehen:

• Parkraum-Telemetrie
• Smart Waste
• Liegenschafts-Energie

Alle drei Projekttypen vereinen einen klaren Betreiber, messbare KPIs und eine Geschäftslogik.

Dagegen scheitern Smart-City-Projekte an ungeklärten Betriebsfragen wie Finanzierung, Wartung und Datenverwaltung.

1. Wer betreibt das Projekt später?
2. Wer zahlt die laufenden Kosten?
3. Wer nutzt die Daten?

Bei den genannten Projekten und Anwendungen sehen der Betrieb und Antworten auf die 3 zentralen Fragen so aus:

Parkraum-Telemetrie: Der Parkraum hat einen Eigentümer (z. B. Kommune oder Betreibergesellschaft) und eine funktionierende Bewirtschaftungslogik mit Vermietung und Parkgebühren.

Smart Waste: Die Müllabfuhr hat klare Routen, klare Kostenstrukturen und es besteht ein Anreiz für eine effizientere Disposition.

Liegenschafts-Energie: Kommunale Gebäude haben Energieverbräuche, die direkten Einfluss auf den Haushalt haben. Optimierungen, die zu Einsparungen führen, sind sofort wirksam.

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