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Das Internet der Dinge für eine ökologische Stadt

Warum das IoT und Smart City-Technologien ein nachhaltiges Wachstum ermöglichen und gleichzeitig Daten für die Entwicklung von Lösungen liefern

Angesichts des anhaltenden Wachstums der Weltbevölkerung und der Zuwanderung in städtische Gebiete auf der ganzen Welt führt Überbevölkerung zu einer Überlastung der Infrastruktur und Dienstleistungen. Mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung lebt bereits in Städten. Diese Zahl wird mit zunehmendem Bevölkerungswachstum weiter steigen. Städte werden unter anderem damit zu kämpfen haben, die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren, Abfall zu beseitigen, Energie und Wasser bereitzustellen und die Kriminalität in den Griff zu bekommen. Das Internet of Things (IoT) bietet hier Lösungen, mit denen die wachsende Bevölkerung in sich entwickelnde und nachhaltige Städte – smarte Städte – integriert werden kann.

Was sind smarte Städte?

Eine smarte Stadt ist ein Rahmenwerk von Informations- und Kommunikationstechnologien, das eine nachhaltige Entwicklung entwickeln, einsetzen und fördern und die zunehmenden Hindernisse der Urbanisierung angehen kann.

Das Hauptmerkmal einer smarten Stadt ist ein intelligentes Netzwerk von Objekten und Maschinen, die durch drahtlose Technologie und die Cloud verbunden sind. IoT-Geräte sammeln, verarbeiten und analysieren Daten in Echtzeit, damit Regierungen und Bürger bessere Entscheidungen treffen können.

Insgesamt können Städte die Energieverteilung verbessern, den Verkehr optimieren, die Luftqualität verbessern und das Abfallmanagement rationalisieren, um so Kosten zu senken und die Nachhaltigkeit zu verbessern.

Die Nutzung des IoT in smarten Städten

Große, überfüllte Städte verbrauchen eine Menge Ressourcen, darunter Wasser, sanitäre Einrichtungen, Transportmittel und mehr. Eine wachsende Bevölkerung benötigt praktischere sanitäre Einrichtungen, effiziente und umweltfreundliche Verkehrsmittel, gute Luftqualität und Zugang zu Wasser und anderen Ressourcen – alles Dinge, die angesichts wachsender Einwohnerzahlen praktisch unmöglich erscheinen können.

Das IoT und smarte Städte können die Herausforderungen einer wachsenden Bevölkerung bewältigen, ohne dabei die Lebensqualität der Einwohner zu beeinträchtigen. Vernetzte Geräte sammeln Daten und geben Einblicke in Muster, Verhaltensweisen, Nutzung und mehr, was beispielsweise Stadtplanern hilft, Entscheidungen zu treffen, um die Ressourcen der Stadt zu optimieren.

Einige Beispiele für Anwendungsfälle:

Stromnetze: Netze können bei der Einsparung von Ressourcen helfen, indem sie die Belastung des Netzes während der Spitzenzeiten verringern und Energie während der Schwachlastzeiten speichern.

Verbrauchszähler: Smarte Verbrauchszähler werden an Gebäuden und dem smarten Stromnetz angebracht, um den Energieversorgern zu ermöglichen, den Energieverbrauch zu steuern.

Luftqualität: Mehr Menschen bedeuten mehr Luftverschmutzung. Smarte Luftqualitätsmonitore können die Luft auf Partikel untersuchen und die Menschen vor potenziell gefährlichen Schadstoffen warnen.

Verkehr: Vernetzte Fahrzeuge können mit städtischen Geräten kommunizieren, um Parkplätze zu finden, Echtzeit-Updates zu erhalten und vieles mehr.

Abfallmanagement: Abfallmanagement ist kostspielig und ineffizient, doch können smarte Lösungen für das Abfallmanagement überwachen, wie voll Mülltonnen sind und die Abholroute optimieren.

Videoüberwachung: Eine smarte Videoüberwachung kann Kameras mit automatischer Nummernschilderkennung und automatischer Kennzeichenerkennung einsetzen, um Diebstähle zu überwachen, den Verkehr zu optimieren und Verbrechen zu verhindern.

Führende Beispiele für smarte Städte mit nachhaltigen Entwicklungspraktiken

Einige Städte setzen schon heute smarte Technologien ein. Das kann man besonders in Asien und Europa beobachten.

New York City

Als ersten Schritt in Richtung smarte Technologien hat New York City ein Pilotprogramm gestartet, bei dem Hunderte von smarten Sensoren und ein WAN in den Geschäftsvierteln installiert wurden, um Daten zum Abfallmanagement zu sammeln. Die Daten sollen dem Abfallmanagement dabei helfen, die Müllabfuhr zu optimieren, indem es die Mitarbeiter nur in Gebiete schickt, in denen die Tonnen voll sind. Die Polizeibehörde nutzt auch HunchLab, eine Software, die Verbrechensdaten und Umweltdaten sammelt, um Verbrechen vorherzusagen.

Singapur

Singapur ist mit über 21.000 Menschen pro Quadratmeile eine der am dichtesten besiedelten Städte der Welt. Außerdem altert die Bevölkerung zunehmend. Die Regierung strebt daher nach digitalen Fortschritten, um die Produktivität zu steigern (trotz der bereits fortgeschrittenen Gesellschaft). Der Plan ist die „Smart Nation,” eine Vision, die darauf abzielt, in der gesamten Stadt Informationen wie z. B. zum Verkehrsaufkommen oder den Fußgängerströmen zu sammeln. Smarte Technologien können in Wohnungen implementiert werden und dabei die Umwelt, die Wohnbedürfnisse, die umliegenden Gebäude, die Windströmung, Sonnen- und Schattenmuster und vieles mehr berücksichtigen.

Amsterdam

Amsterdam ist eines der berühmtesten Beispiele für eine Stadt, die auf intelligente Technologie setzt. Die Kommune verfügt über eine offene Datenbank mit Datensätzen aus jedem Stadtbezirk, auf die Nutzer im IoT Living Lab zugreifen können. Außerdem wird in Amsterdam ein smartes Stromnetz in einer Wohnsiedlung gebaut, um Strom nach Bedarf zu verteilen und zu speichern.

Es gibt noch weitere Beispiele, darunter ein Stromnetz mit Kohlendioxid-Bilanz, eine smarte Beleuchtung und eine App, die es Fußgängern und Radfahrern ermöglicht, die Straßenbeleuchtung zu erhellen, wenn sie an ihnen vorbeikommen.

Dubai

Dubai arbeitet daran, alle staatlichen Dienstleistungen zu digitalisieren. Dazu gehören Kommunikation, Verkehr, wirtschaftliche Dienstleistungen, Infrastruktur, Strom, wirtschaftliche Dienstleistungen und Stadtplanung. Die meisten Regierungsdienste sind jetzt digitalisiert und können über die DubaiNow-App abgerufen werden, wodurch Papiertransaktionen überflüssig werden. Es gibt auch ein System für Busfahrer, das KI einsetzt, um Verkehrsunfälle aufgrund von Ablenkung oder Müdigkeit zu reduzieren.

London

In London gibt es ein Programm namens Connected London, das 5G-Konnektivität für die gesamte Stadt bereitstellt. Dazu muss die Stadt ein Glasfasernetz installieren, das strategisch platziert werden muss. Die Stadt erwägt den Einsatz von Drohnen, um die idealen Standorte für Mobilfunkantennen zu finden, die hoffentlich einen offenen Zugang zu W-LAN in öffentlichen Gebäuden und auf den Straßen ermöglichen.

Hong Kong

Anfang 2019 drängt Hongkong auf smarte Stadt-Dienste wie Laternenpfähle mit Sensoren und 5G-Vernetzung. Jetzt wird die Hongkong-Shuhai-Macao-Brücke, die China mit Hongkong und Macao verbindet, für 5G ausgerüstet, und Hunderte von Laternenpfählen werden für den Test der 5G-Einführung in einigen Stadtvierteln vorbereitet.

Es gibt auch eine App, die Daten von Regierungsbehörden anzeigt, auf die Nutzer zugreifen können, um Bilder, Karten, die durchschnittliche Verkehrsgeschwindigkeit, die Temperatur, historische Niederschläge, Parkplätze in der Nähe und mehr zu sehen. Mit zunehmender Akzeptanz werden mehr Geräte mehr Daten für die Bürger bereitstellen, um mehr nützliche Erkenntnisse zu gewinnen.

Kopenhagen

Kopenhagen hat sich aus Gründen des Umweltschutzes für eine smarte Entwicklung entschieden. Es erhielt eine Auszeichnung für ein System, das Luftqualität, Abfallmanagement, Verkehr, Energieverbrauch und andere Daten überwacht und in Echtzeit vergleicht, um Prozesse gleichzeitig zu optimieren. Es berücksichtigt zum Beispiel Parkplätze, Ampeln, Zähler und Ladestationen, um Fahrzeuge zu steuern und den Energieverbrauch unter Berücksichtigung von Verkehr, Wetter und Kraftstoffpreisen zu optimieren.

Fazit: Smarte Städte bewältigen wachsende Herausforderungen besser

Da die Weltbevölkerung unkontrollierbar wächst, bieten smarte Städte eine praktikable Lösung, um den Verkehr zu optimieren, Kriminalität und Umweltverschmutzung zu minimieren, die Energiekosten zu senken und natürliche Ressourcen zu erhalten.

Autor: Guido Voigt

Guido Voigt ist Director of Engineering bei Lantronix, einem globalen Anbieter von schlüsselfertigen Lösungen und technischen Dienstleistungen für das Internet der Dinge (IoT). Guidos und Lantronix‘ Ziel ist es, ihre Kunden in die Lage zu versetzen, intelligente, zuverlässige und sichere IoT- und OOBM-Lösungen anzubieten und gleichzeitig die Markteinführung zu beschleunigen.

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