Smart CityEine Frage der Technologie

Low-Power-Netzwerke sind eine energiesparende Funktechnologie für Smart Cities.
(Bildquelle: WrightStudio/stock.adobe.com)
Ein Team der Technischen Universität München (TUM) rund um Professor Joachim Henkel hat im Frühjahr 2022 eine Online-Umfrage unter 115 Expertinnen und Experten aus 107 deutschen Städten durchgeführt. Die Teilnehmenden der Studie „Smart Cities in Deutschland 2022 – Technologien, Anwendungsfälle und Partizipation“ gaben dabei unter anderem Auskunft über die Einbindung der Bürgerschaft im Rahmen von Smart-City-Projekten, bereits umgesetzte Vorhaben und die Motivation für ihr Engagement.
Im Rahmen der Befragung interessierte sich das Team insbesondere für die von den befragten Kommunen eingesetzten Low-Power-Wide-Area(LPWA-)Funktechnologien, handelt es sich hierbei doch um eine besonders energiesparende Sensorik, die oft über mehrere Jahre hinweg mit einer Batterie betrieben werden kann. Die kleinen Datenpakete, die über die LPWA-Netzwerke gesendet werden können, sind völlig ausreichend für viele Anwendungen, die nicht auf Echtzeitdaten angewiesen sind. Städte setzen solche LPWA-Netzwerke etwa zur Umweltüberwachung oder im Gebäude-Management ein. Unter den an der Befragung teilnehmenden Kommunen finden sich überwiegend Städte in der Größenordnung von 20.000 bis 100.000 Einwohnern (66 Prozent), ansonsten Großstädte und zwei Kleinstädte. Die meisten der befragten Kommunen haben ihr Smart-City-Engagement dabei erst nach 2016 begonnen und nur etwa die Hälfte von ihnen erhielt dafür finanzielle Förderung.
LoRaWAN hoch im Kurs
Laut der Umfrage kommen in der Smart City verschiedene Kommunikationstechnologien zum Einsatz: Neben klassischem WLAN (72 Prozent) erfreuen sich Mobilfunknetze wie LTE oder 5G (49 Prozent) sowie auch die erwähnten LPWAs (50 Prozent) recht hoher Beliebtheit bei Kommunen jeder Größenordnung. Während WLAN und Mobilfunk im öffentlichen Diskurs schon länger angekommen sind, finden LPWA-Technologien dort bislang kaum Aufmerksamkeit. Die Studie konzentrierte sich daher darauf, besser zu verstehen, wie umfangreich und in welchen technischen Set-ups LPWA-Technologien heute schon in deutschen Smart Cities eingesetzt werden.
Bei der Auswahl einer passenden LPWA-Technologie stehen für die meisten Städte Hygienekriterien wie IT-Sicherheit und die Verfügbarkeit passender Sensorik im Markt im Vordergrund. Unter den drei wichtigsten Auswahlkriterien findet sich darüber hinaus die Unabhängigkeit von Dritten. Das verweist auf eine bisher in der Technologieauswahl wenig diskutierte Eigenschaft: die digitale Souveränität einer Stadt. Die Bewertung der drei prominentesten LPWA-Technologien LoRaWAN, Sigfox und Narrowband-IoT hinsichtlich des Aspekts „Unabhängigkeit von Dritten“ malt ein eindeutiges Bild: Zwei Drittel der Befragten sehen LoRaWAN hier als besonders passend. Bei allen anderen Kriterien zur Auswahl einer passenden LPWA-Technologie zeigt sich eine große Unsicherheit bei der Bewertung: Rund die Hälfte der Befragten vermag keine der drei Technologien als besonders passend zu benennen. Und wenn doch eine bevorzugte Technologie genannt wird, so handelt es sich hier fast immer um LoRaWAN.
Bürgerbeteiligung ist ausbaufähig
Zu erwarten wäre, dass LoRaWAN dementsprechend auch besonders häufig in der Praxis eingesetzt wird, und das ist in der Tat der Fall: Die Mehrheit, nämlich 72 Prozent, der befragten Städte realisiert die Unabhängigkeit von Dritten mittels eines LoRaWANs, das sie selbst oder die eigenen Stadtwerke betreiben. Nur eine Minderheit (15 Prozent) greift auf einen externen Netzwerkanbieter zurück. Auffallend ist, dass 63 Prozent der Städte parallel ein frei zugängliches Netzwerk, vergleichbar mit kostenfreiem WLAN im öffentlichen Raum, bereitstellen. Nicht selten realisieren Städte dies durch zwei oder mehrere sich überlagernde LoRaWANs. Interviews im Rahmen einer Vorstudie legen nahe, dass Städte für sicherheitskritische Anwendungen im Betrieb, wie zum Beispiel die Lecküberwachung im Fernwärmenetz, ein geschlossenes LoRaWAN nutzen und ein zweites, offenes Netzwerk als Service für die Bürgerschaft und für weniger sicherheitskritische Daten bereitstellen.
Von ihrem Smart-City-Engagement erwarten sich die Städte laut der Umfrage vor allem Reputationsgewinne, eine höhere Lebensqualität für die Bürgerinnen und Bürger sowie die Verbesserung städtischer Abläufe. Obwohl 89 Prozent der Städte also die Bürgerschaft als Zielgruppe von Smart City sieht, informieren bisher nur 41 Prozent diese regelmäßig über ihre Smart-City-Aktivitäten und nur 34 Prozent binden die Bürger aktiv ein, etwa über Hackathons, Ideenwettbewerbe oder Kollaborationen mit lokalen Bildungseinrichtungen. Einige Städte arbeiten zudem mit lokalen IT-affinen Gruppen wie dem The Things Network (19 Prozent), dem Chaos Computer Club (neun Prozent) oder Code for Germany (neun Prozent) zusammen. Dabei treffen die Kommunen hier nicht nur auf IT-affine Bürgerinnen und Bürger mit häufig sehr großem Know-how, sondern es können aus einer solchen Zusammenarbeit auch lokal sinnvolle Anwendungen wie Hochwasserfrühwarnsysteme durch Wasserstandsmonitoring hervorgehen.
Kooperationen erleichtern die Umsetzung
Des Weiteren gaben in der Umfrage zahlreiche Städte an, dass ihnen eine offene Infrastruktur und der Bürgerschaft offen zugängliche Sensordaten sehr wichtig sind. Damit drängen sich sofort Anschlussfragen auf, die es zeitnah auszuloten gilt: Welche Daten können wie aufbereitet zur Verfügung gestellt werden? Welchen Zielgruppen werden sie bereitgestellt? Und wie kann die Stadt die erforderliche Datenqualität erreichen? Natürlich müssen die IT-Sicherheit der Stadtverwaltung und der Datenschutz dabei stets gewährleistet sein. Gerade angesichts dieser Mammutaufgabe sind Kooperationen und ein gemeinsames Konzept für Open Data in deutschen Smart Cities notwendig.
Die Tendenz geht also zur offenen Smart City – bei Daten wie bei der Infrastruktur. Und auch die Bürgerschaft soll stärker eingebunden werden. Die Richtung ist klar, anders sieht es beim konkreten Umsetzungsplan aus: Er ist noch vage und wird maßgeblich vom Austausch, dem Wissenstransfer und der Weiterentwicklung in den Städte abhängen. Ein Blick über die Landesgrenzen hinweg zeigt, dass die meisten deutschen Städte deutlich später als die internationalen Vorbilder in Richtung Smart City gestartet sind. Dabei gibt es gute Gründe dafür, sich auf den Weg zu machen: International beschleunigen viele Städte mithilfe von Smart-City-Aktivitäten die Verkehrswende, verbessern die Luftqualität und werden zudem als höchst innovativ und sehr bürgerfreundlich wahrgenommen. Den eingeschlagenen Weg weiterzugehen ist für deutsche Städte eine große Chance, und LPWA-Netzwerke erlauben es ihnen, verschiedene Anwendungsfälle kostengünstig umzusetzen.
Dieser Beitrag ist in der Ausgabe März 2023 von Kommune21 im Schwerpunkt Smart City erschienen. Hier können Sie ein Exemplar bestellen oder die Zeitschrift abonnieren.
BSI: Sicherheit für urbane Datenplattformen
[20.05.2025] Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) hat eine Richtlinie rund um die Sicherheit urbaner Datenplattformen veröffentlicht. Kommunen werden unterstützt, Sicherheitsaspekte frühzeitig mitzudenken und Risiken systematisch zu adressieren – für eine sichere, smarte Stadtentwicklung. mehr...
urbanOS: Betriebssystem für smarte Städte
[20.05.2025] Das Betriebssystem urbanOS des Kölner Start-ups dataMatters soll Städte beim digitalen Infrastrukturmanagement unterstützen – mit föderierter KI, hohem Datenschutz und flexibler Anbindung. Erste Pilotprojekte laufen in über 20 Kommunen. mehr...
Modellprojekte Smart Cities: 22. Regionalkonferenz in Halle (Saale)
[19.05.2025] Smart sein: Brücken bauen – Netzwerke nutzen: Unter diesem Motto steht die 22. Regionalkonferenz der Modellprojekte Smart Cities. Sie findet am 3. Juni in Halle (Saale) statt. mehr...
Potsdam: Drei Jahre Digitalisierungsrat
[19.05.2025] Nach drei Jahren kam der Potsdamer Digitalisierungsrat ein letztes Mal zusammen. Politik und Verwaltung zogen eine positive Bilanz. Ein Beschlussvorschlag zur Fortsetzung des Gremiums soll im Juli ins Stadtparlament eingebracht werden. mehr...
Future District Toolbox: Baukasten für das Quartier von morgen
[16.05.2025] Ein neues Whitepaper für Stadtplanung, Immobilienentwicklung und Kommunen bietet die am Fraunhofer IAO angesiedelte Future District Alliance an. Die Future District Toolbox Teil I umfasst 40 praxisnahe, anpassbare Blaupausen für eine zukunftsorientierte Quartiersentwicklung beispielsweise mit KI-Tools. mehr...
Augsburg: Echtzeitdaten zu Bus und Bahn
[12.05.2025] Augsburg hat sein Smart-City-Dashboard um zwei neue Datenbausteine erweitert: Neben Live-Daten zum ÖPNV sind nun auch aktuelle Zahlen zum Radverkehr abrufbar. Die Urbane Plattform bildet das Fundament für eine smarte, integrierte Verkehrssteuerung. mehr...
Smart City und E-Government: Ganzheitlich denken
[08.05.2025] Eine NEGZ-Studie hat die Synergieeffekte zwischen Smart City und E-Government in den Blick genommen. Studienautor Christian Schachtner, Professor an der Hochschule RheinMain, erläutert die Ergebnisse. mehr...
Baden-Württemberg: Parkraumkontrolle mit Scan-Fahrzeug
[08.05.2025] Als erstes Bundesland ermöglicht Baden-Württemberg den Einsatz von Scan-Fahrzeugen zur digitalen Parkraumkontrolle. Um die Einführung in den Kommunen zu erleichtern, wird ein Pilotversuch auf den Parkplätzen der Universität Hohenheim durchgeführt. mehr...
Kreis Wunsiedel: FichtelApp besonders nutzerfreundlich
[08.05.2025] Im Smart‑City‑App‑Vergleich des Bundesinstituts für Bau‑, Stadt‑ und Raumforschung (BBSR) hat die FichtelApp des Landkreises Wunsiedel hinsichtlich der Benutzerfreundlichkeit den ersten Platz belegt. mehr...
Data Governance Wegweiser: Praxisnahe Anleitung für Kommunen
[06.05.2025] Mit dem Data Governance Wegweiser steht den Kommunen nun ein Werkzeugkasten für den strategischen Umgang mit Daten zur Verfügung. Er thematisiert die rechtlichen Unsicherheiten sowie unklaren Zuständigkeiten, Strukturen und Prozesse, die oft verhindern, dass Digitalisierungsprojekte aus der Planungsphase herauskommen. mehr...
Kreis Wunsiedel: Fichtelgebirge als digitale Modellregion
[06.05.2025] Von einem Ideenwettbewerb, bei dem Start-ups digitale Lösungen für die Stadtentwicklung pilotieren, sollen die Kommunen im Landkreis Wunsiedel im Fichtelgebirge profitieren. Gesucht wurden unter anderem Lösungen für die smarte Müllerfassung, die intelligente Buchung kommunaler Sporthallen oder eine Augmented-Reality-Anwendung für Wanderwege. mehr...
Arnsberg: Sensoren sammeln Umweltdaten
[05.05.2025] Lokale Umweltdaten, mit denen sich klimatische Entwicklungen nachvollziehen lassen, sind eine wertvolle Grundlage für die Stadtentwicklung. In Arnsberg werden solche Informationen künftig in einem Klimadashboard gebündelt. Bei der Erhebung der Daten mittels Sensoren nimmt die Stadt die Hilfe der Bürgerinnen und Bürger in Anspruch. mehr...
Mannheim: Grünflächen smart reinigen
[02.05.2025] Ob ein autonomer Roboter die Reinigung öffentlicher Grünflächen übernehmen kann, will die Stadt Mannheim herausfinden. Sechs Monate lang testet sie nun ein solches Gerät, das kleinteiligen Müll wie Zigarettenstummel oder Kronkorken erkennen kann. Bevor es den Unrat einsammelt, meldet es diesen georeferenziert. mehr...
Hanau: Roadshow im Sinne der Bürgerbeteiligung
[02.05.2025] Mit einer Roadshow zur Smart City wendet sich die Stadt Hanau an ihre Bürgerinnen und Bürger. Zum einen will sie in diesem Rahmen die in Hanau bereits vorhandenen smarten Lösungen sichtbar machen. Zum anderen will sie die Meinungen, Anregungen und Impulse der Bürgerschaft dazu aufnehmen. mehr...
Arnsberg: 3D-Stadtmodell mit neuen Funktionen
[30.04.2025] Die Stadt Arnsberg hat ihren Digitalen Zwilling erweitert: Neu integriert sind eine 3D-Solarpotenzialanalyse und die Visualisierung beantragter Windkraftanlagen. Ziel ist es, nachhaltige Energieprojekte gezielt zu fördern und zu unterstützen. mehr...