Datennutzung in Smart Citys: Erwarteter Anstieg um 140 %

Heutzutage leben 55 % der Weltbevölkerung in städtischen Gebieten – ein Anteil, der bis 2050 auf 68 % ansteigen dürfte. Allein in den Vereinigten Staaten liegt dieser Wert bereits bei 83 % und soll nach Angaben der Vereinten Nationen im selben Jahr sogar noch 89 % erreichen. Diese Zahlen und ihre potenziellen Folgen sind ein besorgniserregendes Szenario – weshalb es wichtig ist, auf Innovationen zu setzen. Nur so können urbane Umgebungen Lebensqualität bieten sowie gesünder und nachhaltiger sein. Um das umzusetzen, müssen Städte intelligenter werden.

Städte brauchen mehr als nur Zementblöcke, Asphalt, Masten und Kabel. Sie brauchen ein wesentliches Element, um intelligent zu werden: Daten. Laut einem Bericht des Beratungsunternehmens Kaleido Intelligence, das den Konnektivitätsmarkt untersucht, wird die Datennutzung in intelligenten Städten zwischen 2023 und 2027 voraussichtlich um mehr als 140 % zunehmen. Parallel dazu ist zu erwarten, dass immer mehr Mobilfunkverbindungen auch in IoT-Projekten genutzt werden: Zwischen 2022 und 2027 wird die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 17,9 % zunehmen und ein Plateau von mehr als 122 Millionen erreichen. Dabei lautet die Prognose, dass das Wachstum in den nächsten zwei Jahren besonders hoch sein wird.

Intelligente Beleuchtungsanwendungen werden die größte Anzahl von Anschlüssen in Anspruch nehmen. Vorhersagen nach sollen mehr als 161 Millionen Leuchten über Mobilfunk verbunden sein. Laut Kaleido Intelligence werden für die Bedienung der Beleuchtung Gateways zuständig sein. Dabei leitet eine einzige Mobilfunkverbindung Daten an und von vielen Leuchten weiter, die an den Endpunkten auf nicht-mobiler Technologie basieren. Dies unterstreicht die Notwendigkeit interoperabler Datenprotokolle zur Vereinfachung der Datenübertragung zwischen verschiedenen Technologien.

Die Anzahl der Endpunkte in den Netzen lässt vermuten, dass ein relativ hoher Datenverkehr über diese Verbindungen läuft – selbst, wenn ein LPWAN zum Einsatz kommt. Dies erfordert ein effektives Edge Computing zur Begrenzung des Datenflusses. In einigen Fällen, so schätzt die Studie, wird dies den Datentransfer um mehr als 80 % reduzieren.

Für die höchsten Konnektivitätseinnahmen wird künftig intelligentes Verkehrsmanagement verantwortlich sein, vor allem aufgrund der Nutzung von Video. Erwartungen zufolge soll der Umsatz pro Airtime in diesem Sektor bis zum Jahr 2027 900 Millionen US-Dollar übersteigen – im Vergleich zu 292 Millionen US-Dollar von 2022.

„Intelligentes Verkehrsmanagement ist aus mehreren Gründen eines der Hauptelemente von Smart Citys: Entscheidungen über die Verkehrslenkung lassen sich auf der Grundlage von Daten über die Luftqualität und die Verfügbarkeit von Parkplätzen treffen. Wichtig ist jedoch darauf zu achten, dass der Datenschutz eingehalten wird. Dazu zählen auch andere einschlägige Gesetze, die von intelligenten Netzwerken verlangen, Daten nur auf einer Need-to-know-Basis weiterzuleiten“, erklärt James Moar, Autor der Kaleido-Intelligence-Studie.

Laut der Studie sind Europa und Ostasien die größten Märkte für Smart-City-Technologien: In diesen Gebieten stehen sie aufgrund von Nachhaltigkeitsinitiativen in der kommunalen Planung und im Betrieb auf der Tagesordnung der Regierungen.

Notwendig, aber nicht ausreichend

Für die Zukunft der Gesellschaft ist das Konzept der Smart Citys eine Notwendigkeit – aber das allein reicht nicht aus. Intelligente Beleuchtung und sogar eine smarte Müllabfuhr, Verkehrssteuerung und autonome Autos sind einige Beispiele für Technologien, die das Szenario der Zukunfts-Städte sicherlich ausmachen werden. Diese Ansätze stellen aber nicht die endgültige Lösung dar – es ist erforderlich, weiterzudenken.

Laut einem Artikel des Weltwirtschaftsforums über die urbane Transformation müssen die Städte in einer sich ständig verändernden Welt dynamisch und anpassungsfähig sein. Wandlungsfähige Städte zielen darauf ab, ein Gleichgewicht zwischen Leben und Lebensunterhalt, Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit sowie allen politischen, wirtschaftlichen, sozialen, technologischen, rechtlichen und ökologischen Bedingungen herzustellen. In der Praxis gilt es, diese Faktoren ständig zu analysieren und anzupassen.

Die Entwicklung einer adaptiven Stadt erfolgt in drei wesentlichen Schritten:

1. Die Festlegung einer Vision dessen, was eine anpassungsfähige Stadt ist – das Ergebnis kann von Fall zu Fall unterschiedlich sein. Einige Merkmale sind grundlegend und sollten in allen Städten vorhanden sein, wie z. B. die grundlegende Fähigkeit zur Anpassung.

Ein Beispiel für Anpassungsfähigkeit ist das dynamische Bordsteinmanagement: Städte verwalten heute Bordsteinkanten, indem sie sie ausschildern und auf bestimmte Nutzungen beschränken. Beispiele dafür sind das Parken von Autos und Fahrrädern, Lieferungen oder sogar das Aufladen von Elektrofahrzeugen in großen Stadtzentren. Es gibt bereits Lösungen, die eine dynamische Verwaltung auf der Grundlage von Bordsteindaten ermöglichen – mit variablen Preisen in Abhängigkeit von der Zeit oder anderen Faktoren.

2. Die Anpassungsfähigkeit des Designs unter Berücksichtigung sowohl digitaler als auch physischer Elemente der Stadtarchitektur. Die Anpassungsfähigkeit im Bereich der Software lässt sich u. a. durch Ansätze wie Cloud Computing, künstliche Intelligenz, digitale Zwillinge und softwaredefinierte Netze erreichen. Die physische Fähigkeit zur Anpassung erfolgt durch Ansätze wie modulares Design und Bau, multifunktionales Design, Robotik, Drohnen und Technik zur schnellen Integration und Interoperabilität oder dynamischer Bereitstellung.

3. Der Bau oder die Renovierung der städtischen Infrastruktur mit inhärenter Agilität. Es ist zu erwarten, dass die oben erwähnten digitalen und physischen Faktoren zu einer inhärenten Agilität beitragen. Dazu gehört ebenso die Gewährleistung einer Anpassungsfähigkeit des Projekts – und das über die gesamte Betriebsdauer. Was die Integration betrifft, ist ein Punkt wichtig: ein Plattformmodell zu verwenden, bei dem mehrere technologische Elemente miteinander verbunden und genutzt werden können – ähnlich wie bei mobilen App-Shops. Dies wird die Innovationsfähigkeit der adaptiven Stadt und mehr Dienstleistungen für die Bürger gewährleisten.

Der zitierte Artikel des Weltwirtschaftsforums schließt mit einer Idee: Mit diesen technologischen Bausteinen, aus denen sich die anpassungsfähige Stadt zusammensetzt, wäre die (Smart) City sogar als Softwareunternehmen vorstellbar. Das geht mit einer wesentlichen Herausforderung einher: die Orchestrierung und Governance des Plattformmodells aufrechtzuerhalten.