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Mit Hilfe des IoT – hier sind die Geheimnisse für glücklichere, gesündere und sicherere Städte
Mindestens 57 % der Weltbevölkerung lebt in urbanen Gebieten. Dieser Anteil wird in den nächsten Jahrzehnten voraussichtlich noch weiter steigen. Dieser Trend der raschen Urbanisierung bringt auch Herausforderungen mit sich, wenn es darum geht, den Bedarf der größeren Bevölkerung zu decken.
Die Urbanisierung führt zu einem hohen Platzbedarf und belastet die Infrastruktur und Einrichtungen wie die Energieversorgung und die Abfallentsorgung. Eine schlechte Verwaltung der städtischen Gebiete kann zu Umweltverschmutzung, Gesundheitsrisiken und einer geringeren Lebensqualität führen.
Die Einführung von IoT-Geräten als Teil des Innovationsmanagements ist eine hervorragende Möglichkeit für Städte, die Lebensqualität ihrer Bürger zu verbessern, die Sicherheit zu erhöhen und das Wachstum einer smarten Stadt zu fördern.
Technologische Fortschritte haben zur Entwicklung innovativer Lösungen geführt, mit denen die Herausforderungen der wachsenden Bevölkerung bewältigt werden können. Insbesondere das Internet of Things (IoT) - das vernetzte Netzwerk von Geräten mit geringem Stromverbrauch, die Daten sammeln, verarbeiten und übertragen - ist eine der Hauptkomponenten moderner städtischer Infrastrukturen.
Smart Cities sind städtische Gebiete, die die Möglichkeiten des IoT nutzen, um autonome und effiziente Infrastruktur- und Versorgungssysteme zu schaffen. In smarten Städten sind drahtlose Geräte nahtlos miteinander verbunden, um ein intelligentes Netzwerk zu schaffen, das den Fluss von Ressourcen wie Strom und Wasser verteilt, um Engpässe zu minimieren. Sie sind für ein sicheres, nachhaltiges und komfortables Leben in der Stadt konzipiert, um die Herausforderungen der Urbanisierung zu bewältigen.
Die Technologie hinter Smart Cities besteht aus einigen wichtigen Komponenten, die zusammen ein intelligentes System ergeben:
Sensoren, die Informationen aus der Umgebung in Echtzeit sammeln.
Mikroprozessoren, die auf Softwarecode laufen, der die gesammelten Daten analysiert.
Drahtlose Kommunikationsmodule, die ein Gerät mit einem anderen Gerät oder Server verbinden.
Ein zentraler Server, der Daten speichert. Dabei kann es sich um einen physischen Server oder einen virtuellen (Cloud-)Server handeln.
Wie smarte Städte die Lebensqualität verbessern
Smarte Städte verbessern den Lebensstandard von Einwohnern und Gemeinden in mehrfacher Hinsicht:
In modernen Städten ist Mobilität wichtig. Smarte Städte nutzen Technologie, um den öffentlichen Nahverkehr durch einen intelligenten Verkehrsservice zu erleichtern. Intelligente Verkehrssysteme nutzen drahtlose Sensoren, die an Fahrzeugen, Straßen und Bahnhöfen angebracht sind, um Betreibern und Pendlern Informationen über Verkehrswege, Ankünfte, Abfahrten und verfügbare Plätze zu liefern.
Das System leitet den Verkehr auf intelligente Weise auf weniger überlastete Routen um und informiert die Benutzer über mögliche Verspätungen aufgrund von hohem Verkehrsaufkommen. Das Ergebnis ist ein hocheffizientes Verkehrssystem, das sicher zu benutzen ist und für schnellere Fahrten sorgt.
Verbesserte öffentliche Sicherheit
Jeder ist sich der Macht der über Smartphones gesammelten Daten bewusst. Smart Cities können die über IoT-Geräte gesammelten Daten optimal nutzen, indem sie fortschrittliche statistische Analysen durchführen. Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen in Smart Cities zur Verbesserung der öffentlichen Sicherheit. Dazu gehören unter anderem folgende:
Statistische Analyse zur Vorhersage von unerwünschten Ereignissen und zur Empfehlung von sicheren Standorten
Verbrechenskartierung zur Unterstützung von Strafverfolgungsbehörden bei Ermittlungen und für Einsätze in kritischen Gebieten.
Verbesserung von Alarmsystemen für Notdienste, wie die Feuerwehr, und Verkürzung der Reaktionszeit für Ersthelfer.
Bessere Gesundheitsplattformen
Seit der Covid 19 Pandemie sind sich die Regierungen und Kommunen der Notwendigkeit zuverlässiger öffentlicher Gesundheitssysteme sehr bewusst. Es gab einen Vorstoß für zentralisierte Online-Plattformen für das Gesundheitswesen, die jedem auf Knopfdruck Gesundheitsinformationen zur Verfügung stellen. Auch die Nutzung von Geolokalisierungsdiensten für soziale Distanzwarnungen und Kontaktverfolgung hat sich bei der Überwachung von Krankheiten wie Covid 19 als nützlich erwiesen.
Intelligente Städte ermöglichen es den Gesundheitsbehörden, die Bürger in Echtzeit zu schützen. Die von smarten Systemen bereitgestellten Daten können Aufschluss über Risikogruppen oder die Ausbreitung von Krankheiten geben. Sanitäter können außerdem schnell auf gesundheitliche Notfälle reagieren.
Schließlich können die historischen Aufzeichnungen leicht abgerufen und später untersucht werden, um daraus zu lernen und die Funktion und Effizienz der bestehenden öffentlichen Gesundheitsdienste zu verbessern.
Foto: Michael Fousert
Einer der wichtigsten Vorteile von Smart Cities ist die Effizienz der Versorgungs- und Umweltüberwachungsdienste. IoT-Geräte verbrauchen in der Regel weniger Strom als herkömmliche elektrische Geräte, da sie Batterien statt fossiler Brennstoffe verwenden. Daher haben sie einen geringeren #CO2 Fußabdruck.
Darüber hinaus können intelligente Zähler sowohl von Anwohnern als auch von Unternehmen genutzt werden, um ihren Strom- und Wasserverbrauch zu überwachen. Dies schafft Anreize für die Nutzer, den Verbrauch zu senken und Kosten zu sparen.
Ein Netzwerk aus solchen smarten Geräten wird in smarten Städten eingesetzt und ist in der Lage, automatisch den Strom- und Wasserverbrauch zu senken. Durch diese Art der Ressourceneinsparung können smarte Städte angemessen auf Nachfrageschwankungen reagieren.
Intelligente Städte nutzen auch Systeme zur Überwachung der Luftqualität und anderer Umweltaspekte, um den Erfolg ihrer Bemühungen um Nachhaltigkeit zu messen. Indem sie die Umweltbewertungen genau im Auge behalten, können die Betreiber die richtigen Maßnahmen ergreifen, um die Umwelt langfristig sicher und sauber zu halten.
Vernetzte Geräte in smarten Städten ermöglichen es Regierungen und Bürgern, einen offenen Kommunikationskanal untereinander zu unterhalten. Über integrierte digitale Plattformen können die Bürger den Behörden Feedback geben, das ihnen hilft, ihr Leben zu verbessern.
Umgekehrt können die Behörden die Bewohner der smarten Stadt schnell über neue Entwicklungen in der Stadt, Gesundheits- und Katastrophenwarnungen und vieles mehr informieren. Das Ergebnis ist eine zusammenhängende, vernetzte Stadtgemeinschaft.
Verbesserter Arbeitsmarkt
Die meisten Effizienzgewinne, die mit smarten Städten einhergehen, zielen darauf ab, die Lebenshaltungskosten zu senken, was sie zu begehrten Wohnorten macht. Der technologiezentrierte Charakter von smarten Städten eröffnet auch Beschäftigungsmöglichkeiten mit einer erhöhten Nachfrage nach qualifizierten Fachkräften, die digitale Plattformen und die von ihnen produzierten Daten verwalten können.
New York verfügt über mehrere IoT- und Smart City-Initiativen
Midtown in Motion ist ein IoT-fähiges Staumanagement-System
Kostenloses, schnelles Wi-Fi über LinkNYC
Die Open Data Plattform bietet der Öffentlichkeit Zugang zu wichtigen Informationen über die Stadt
Seit 2009 hat die Initiative Amsterdam Smart City (ASC) über 170 Projekte in acht Kategorien ins Leben gerufen: Mobilität, smartes Wohnen, smarte Gesellschaft, smarte Gebiete, Wirtschaft, Big und Open Data, Infrastruktur und Living Labs. Und das Interessante daran? Sie haben dies mit einem hohen Maß an Beteiligung des privaten Sektors erreicht. Zu den bemerkenswerten Projekten gehören die folgenden:
Nachhaltiges Einkaufen in der Utrechtsestraat
Climate Street mit energieeffizienter Beleuchtung, Abfallreduzierung und recycelbaren Straßenbahnhaltestellen
City-Zen, »kohlenstofffreie Stadt« mit zukunftssicheren Energienetzen
Paris hat eines der bemerkenswertesten Smart City-Projekte, das eine Reihe von Hochhäusern umfasst, die die Probleme lösen sollen, die durch die hohe Bevölkerungszahl und die hohe Stromlast entstehen. Das französische Designbüro Vincent Callebaut Architectures war federführend bei diesem Projekt zur Förderung der positiven Energiebilanz (BEPOS)
Die dänische Hauptstadt ist eine der smartesten Städte der Welt und hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2025 klimaneutral zu werden. Um dies zu erreichen, hat die Stadt Projekte wie das Nordhavn Energy Lab ins Leben gerufen, das ein einzigartiges smartes Stromnetz für Haushalte, Unternehmen und den elektrischen Verkehr schafft.
2014 führte London SmartPark ein, um Autofahrern die Möglichkeit zu geben, schnell freie Parkplätze zu finden. Dies hat dazu beigetragen, die Verkehrsstaus in der Stadt zu reduzieren. Die Stadt beschleunigt auch die Einführung von 5G in ihren Gebieten und hat die Glasfaserverkabelung bei neuen Stadtplanungs- und Bauprojekten zur Pflicht gemacht. Damit soll die Internetverbindung für die Einwohner beschleunigt werden. Offene Verkehrsdaten werden auch für die Nutzung durch Dritte bereitgestellt.
San Francisco hat mehrere smarte Verkehrspiloten eingeführt, die auf verschiedenen digitalen Signalverarbeitungstechnologien basieren, wie z.B. multimodale Signale und Signale mit kurzer Reichweite. Die Stadt nutzt diese Projekte, um Verkehrsstaus zu reduzieren, Fahrzeugkollisionen zu vermeiden und das Parken zu verbessern. San Francisco hat auch Systeme implementiert, die autonome Elektrofahrzeuge bei der Beförderung von Fracht und Personen unterstützen.
Smarte Städte für eine neue Zukunft
Da immer mehr Menschen in urbane Zentren ziehen, werden Regierungen versuchen, ihre Städte in smarte Städte zu verwandeln, um sie nachhaltig zu machen. Wir werden auch beobachten, dass sich die Technologie für smarte Städte in ländliche Umgebungen verlagert, um Platz für smarte Dörfer zu schaffen und die Welt zu revolutionieren.
Author Bio: 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.
