Smart Cities: Konzertierte Lösungen

Mit dem Lebensraum verdichten sich die Probleme in den Megacities der Welt. Genau deshalb sind das die besten Orte zur konzertierten Entwicklung intelligenter Lösungen für die Stadt der Zukunft. Zum Beispiel im neuen Smart City Digital Hub im Hong Kong Science Park, wo unter anderem die Mobilität im Fokus steht.

 

von Peter Rosenberger 

Seit rund zehn Jahren leben weltweit mehr als die Hälfte aller Menschen in Städten. Und ein Ende der Landflucht ist nicht in Sicht. Ganz im Gegenteil: Experten gehen davon aus, dass sich 90 Prozent des künftigen Bevölkerungswachstums in Ballungsräumen konzentrieren wird. Gerade Megacities stellt das naturgemäß vor Megaherausforderungen - im Hinblick auf die Energieversorgung genauso wie auf die Luftqualität oder die Mobilität. Gleichzeitig bieten sich aber zum Glück auch Megachancen. Vor allem die rasant fortschreitende Digitalisierung ermöglicht immer neue Ansätze zur Lösung urbaner Probleme. Noch nie war die Welt so vernetzt wie heute. Milliarden von intelligenten Geräten und Maschinen erzeugen riesige Datenmengen, die reale und virtuelle Welt miteinander verschmelzen lassen. Dies gilt insbesondere auch für die neue Welt der Mobilität (#MobilityUniverse), in der die Infrastrukturen von Straße und Schiene immer mehr zu einem großen Ganzen zusammenwachsen.

Beste Voraussetzungen für die Entwicklung und Erprobung innovativer Systeme fand Siemens für seine Ingenieure der Zukunft (#EngineersOfNext) zum Beispiel in Hongkong. Mit rund 6.500 Einwohnern pro Quadratkilometer gehört die an der Südküste Chinas gelegene 7,4-Millionen-Einwohner-Metropole zu den Top 5 der am dichtesten besiedelten Städte weltweit. Das heißt: Noch komplexere Anforderungen als hier herrschen nirgendwo auf der Welt. Und es heißt außerdem: Lösungen, die hier funktionieren, funktionieren dann logischerweise auch in allen anderen Städten - frei nach Frank Sinatras Hymne auf New York: "If you can make it there, you can make it anywhere".

Das Fundament einer Smart City ist die Konnektivität

Als sich im vergangenen Jahr die Möglichkeit ergab, zusammen mit der Hong Kong Science and Technology Parks Corporation (HKSTP) einen Smart City Digital Hub aufzubauen, mussten die Verantwortlichen bei Siemens deshalb nicht lange überlegen. Im Dezember 2017 wurde der Hub bereits eröffnet: konzipiert als Open Lab, also als offenes städtisches Labor, in dem Infrastrukturanbieter und Start-up-Unternehmen ein digitales Portfolio an Smart-City-Anwendungen realisieren können. Die Forschungs- und Entwicklungsaufgaben betreffen die Bereiche Datenanalyse, Internet der Dinge, Konnektivität, Cyber Security, Embedded Computing, intelligente Gebäude, intelligente Energie und intelligente Mobilität. 

"Das Fundament einer Smart City ist die Konnektivität: Infrastruktur, Management, Verkehr, Bürger - alles ist miteinander vernetzt, und das ganze System wird mit intelligenten Applikationen überwacht und gesteuert", sagt Daniel Weitze, der als Digital Solution Manager zum einen für den Know-how-Transfer zwischen dem Siemens-Headquarter in München und der Niederlassung vor Ort zuständig ist. Dabei geht es vor allem um Digitalisierungsthemen wie Software as a Service oder MindSphere, die cloudbasierte Plattform für das Internet der Dinge, die Datenanalyse, vielfältige Konnektivität, Werkzeuge für Entwickler, Applikationen und Services bietet. Zum anderen sieht sich Weitze als Consultant neuer Prägung: "Man geht heute nicht mehr einfach mit seinem Produkt-Portfolio zum Kunden. Ein guter Berater versucht, mit ihm gemeinsam herauszufinden, wo es Defizite im laufenden System gibt und was wir dagegen tun können: mit unserer Technologie, mit unserer Erfahrung und auch mit Hilfe der Analyse von Daten, die ohnehin existieren."

Die wichtigsten Ziele sämtlicher Smart-City-Maßnahmen sind die Steigerung der Effizienz aller Betriebs- und Managementabläufe in einer Stadt, die Stärkung ihrer Wettbewerbsfähigkeit - und vor allem: die Verbesserung der Lebensqualität für ihre Bürger. "Das ist der mit Abstand wichtigste Gradmesser für den Erfolg einer innovativen Lösung", resümiert der Siemens-Mann. "Wenn wir es damit schaffen, die Lebensqualität der Menschen in der Stadt zu erhöhen, haben wir alles richtig gemacht, wenn nicht, arbeiten wir am Thema vorbei."  

Smart Cities erfordern ein Aufbrechen der Silos

Daniel Weitze ist so neu in Hongkong wie das Smart City Digital Hub. Er kam kurz vor der Eröffnung im Dezember 2017 aus München, wo er zuvor als Global Service Manager im Siemens ITS-Headquarter fungierte. Dass ihn die Stadt, in die er seinen Lebensmittelpunkt verlegte, tief beeindruckt, hört man im Gespräch mit ihm schnell heraus. Zum Beispiel, wenn er von der ersten Fahrt mit dem Taxi vom Flughafen in die City erzählt: "Als ich unterwegs aus dem Fenster geschaut habe, sah es erstmal so aus, als würden die Häuser nach oben hin überhaupt nicht aufhören. Das kann man auf Bildern gar nicht richtig einfangen." Oder wenn er die faszinierenden Gegensätzlichkeiten der Metropole beschreibt: "Die Innenstadt wirkt ziemlich westlich, man kommt sich hier teilweise vor wie in New York. Manche Stadtteile sind aber auch typisch asiatisch, mit unzähligen kleinen Läden an den Straßen. Und etwas weiter vom Zentrum entfernt gibt es jede Menge Berge und Strände. Hier hat man manchmal den Eindruck, man wäre auf einer einsamen Insel gelandet."

Am meisten gereizt an seiner neuen Aufgabe hat Daniel Weitze aber nicht die Stadt selbst, sondern das Thema Smart City. Denn um dieser Anforderung wirklich gerecht zu werden, sind vollintegrierte Ansätze und damit interdisziplinäre Vorgehensweisen nötig. Es genügt also nicht, wenn sich die Spezialisten bei der Erarbeitung wirksamer Konzepte ausschließlich auf ihren jeweiligen Bereich konzentrieren. Optimale Ergebnisse erfordern ein permanentes Miteinander - "das Aufbrechen der Silos", wie Daniel Weitze die Zusammenarbeit der unterschiedlichen Bereiche des Siemens-Konzerns im Smart City Digital Lab in Hongkong bezeichnet. "Als breit aufgestelltes Unternehmen sind wir natürlich prädestiniert für solche ganzheitlichen Modelle. Bisher war ich ein klassischer Mobility-Experte, aber hier bekomme ich intensive Einblicke auch in Bereiche wie Energy Management oder Building Technology. Das finde ich ungeheuer spannend."

Kooperative Szenarien versprechen signifikanten Mehrwert

Wie das Zusammenwirken beispielsweise von Mobility und Building Technology aussehen könnte, zeigt das folgende, im Moment noch fiktive Szenario einer Automatisierung von Prozessen im Fall eines Gebäudebrands. Wenn die Brandmeldeanlage im Haus Alarm auslöst, wird sofort eine Drohne zum Einsatzort geschickt. Noch während die Drohne unterwegs ist, berechnet das Verkehrsmanagementsystem schon die beste Einsatzroute für die Rettungsfahrzeuge, damit die Löschmannschaften sofort durchstarten können. Unterwegs sorgt das System dann durch entsprechende Schaltungen der Lichtsignalanlagen für freie Fahrt an den Kreuzungen.

Neben Sicherheit ist auch die Luftqualität ein starker Treiber für integrierte Lösungen in Hongkong. Das City-Performance-Tool "Air" beispielsweise vereinigt mehr als 80 verschiedene Siemens-Technologien. Das Spektrum der Möglichkeiten reicht von der Messung und Analyse aktueller Daten zum Wetter, zum Energieverbrauch und zur Verkehrslage über die Auswertung wichtiger historischer Parameter bis zu ausgeklügelten Prognose- und Simulationswerkzeugen. So lassen sich unterschiedliche Optionen der Einflussnahme etwa durch Pollution Tolling oder durch die Anweisung an die Bürger, an bestimmten Tagen ausschließlich im Home Office zu arbeiten, mit hoher Treffsicherheit bewerten und miteinander vergleichen. 

Sogar einzelne Geräte erweisen sich dank intelligenter Adaptionen als echte Multitalente. Die so genannte Embedded City Box etwa wurde ursprünglich zur Messung der Luftqualität entwickelt. Érweitert um eine Kamera und eine lokale Processing Unit für die Videoanalyse eignet sie sich jedoch bestens für den Einsatz im Rahmen eines gerade angelaufenen Pilotprojekts namens "Smart Kerbside" zur Ladezonenüberwachung, das zunächst auf den Stadtteil Kowloon East beschränkt bleibt, aber im Erfolgsfall später auf das gesamte Stadtgebiet ausgeweitet werden könnte. Ziel des Konzepts ist es, durch parkende Autos blockierte Ladezonen zu identifizieren und zeitnah wieder zugänglich zu machen.  

Was sinnvoll erscheint, wird einfach probiert. Wenn es klappt, wird es später ausgerollt. Wenn nicht, hält sich der Schaden in Grenzen.
Daniel Weitze, Digital Solution Manager bei Siemens

Als Schrittmacher dienen Kooperationen mit Start-ups

Kowloon East gilt offiziell als Testdistrikt für die Umsetzung und die Erprobung von Maßnahmen im Smart-City-Kontext. "Smart Kerbside" ist denn auch nur eine von derzeit insgesamt sechs Proof-of-Concept-Initiativen, deren Ergebnisse anschließend in einer entsprechenden Studie ausgewertet werden. Andere Projekte beschäftigen sich mit Themen wie dem Routing von Fußgängern, dem Management von Menschenmengen und der Verbesserung der Energieeffizienz. Ihnen allen gemein ist die möglichst schnelle Implementierung und Evaluation. "Was sinnvoll erscheint, wird einfach probiert", sagt Daniel Weitze. "Wenn es klappt, wird es später ausgerollt. Wenn nicht, hält sich der Schaden in überschaubaren Grenzen."

Mit einer sehr ähnlichen Strategie geht Siemens generell an die Erarbeitung neuer, intelligenter Lösungen im Smart City Digital Hub in Hongkong heran. Anders als bei Systemen, die für die Serie vorgesehen sind, gibt es hier In den meisten Fällen keine vorgefertigte und mit vielerlei Absicherungen versehene Entwicklungs-Roadmap. Zunächst steht einfach nur der geplante Anwendungsfall oder der spezifische Kundenwunsch im Vordergrund, und der Prototyp wird so schnell wie möglich realisiert. 

Als Schrittmacher dienen dabei auch Kooperationen mit lokalen Start-ups, bei denen Kreativität und Geschwindigkeit für gewöhnlich Bestandteil der DNA sind. "Verglichen damit gleicht ein Weltkonzern wie Siemens in bestimmten Bereichen natürlich eher einem großen Kreuzfahrtschiff", meint Daniel Weitze. "Die Start-ups sind dann gewissermaßen unsere Schnellboote, die bei geänderten Aufgabenstellungen sofort ihren Kurs ändern und mit Vollgas an neuen Lösungen arbeiten können." Außerdem sieht Weitze noch einen weiteren Vorteil in der Zusammenarbeit mit findigen Newcomern: "Wenn es um Verkehrstechnologie geht, ist Siemens bis dato vorwiegend ein Business-to-Business- und Business-to-Administration-Unternehmen. Das Miteinander mit den Entwicklern cooler Apps für Consumer bietet uns somit eine Menge zusätzlicher Daten, die uns dabei helfen können, unsere Systeme noch leistungsstärker und anpassungsfähiger zu machen."

Das Schmieden von Allianzen fällt hier besonders leicht

Für die Suche nach geeigneten Partnern lassen sich weltweit freilich kaum bessere Standorte finden als der Hong Kong Science Park. Schon heute residieren dort zwischen 400 und 600 Unternehmen ganz unterschiedlicher Größenordnungen. Viele davon beschäftigen sich mit Bereichen wie Green Technology oder Communication Technology, die in den Smart Cities der Zukunft eine tragende Rolle spielen werden. Dazu kommt eine Reihe von Universitäten, deren Input das Entstehen echter Innovationen ebenfalls begünstigt. 

"Das Schmieden von Allianzen fällt hier ganz besonders leicht - und es macht im internationalen Umfeld des Science Parks außerdem besonders viel Spaß", resümiert Daniel Weitze. "Wir sind hier im Smart City Digital Hub eine bunt zusammengewürfelte Truppe überwiegend junger Leute aus aller Herren Länder, die alle ein gemeinsames Ziel haben und sich auch deshalb gut verstehen. Die Verständigung mit den Einheimischen ist wegen der kulturellen Unterschiede manchmal ein bisschen kniffliger. Sie werden hier in China zum Beispiel nur selten ein ‚Nein' zu hören kriegen, aber ein ‚Ja' signalisiert auch nicht immer Zustimmung. Man muss also lernen, sehr genau hinzuhören - aber auch das sehe ich als Teil der spannenden Herausforderung."

08.03.2018

Peter Rosenberger arbeitet als Journalist in Birkenau

Bildquellen: Daniel Weitze und istock/ LeeYiuTung

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