Die Digitale Stadt

Zukunftstrends in der Stadtentwicklung und Standortförderung

Sie wollen sich mit den Ansprüchen, Technologien und Perspektiven der modernen Digitalen Stadt befassen? Erfahren Sie hier, warum Datafizierung & intelligente Vernetzung die tragenden Säulen der „smarten“ urbanen Entwicklung sind.

Wie moderne Städte die Digitalisierung als Zukunftsträger nutzen

Die Städte benötigen Mobilitäts- und Energielösungen, die nachhaltig, erschwinglich, sicher und integrativ sind. Und die sich in kundenorientierte Infrastrukturen und Dienste einbinden lassen. Daher ist die Konvergenz von Energie und Mobilität ein entscheidender Faktor.

Durch neue Formen der Vernetzung und E-Mobilität wird Urbanität zu einer neuen Lebens- und Denkweise. Das bedingt progressive Konzepte für das Angebot und die Verfügbarkeit leistungsfähiger Kommunikationsarchitekturen. Und innovative Strategien zur effizienten Datennutzung & Datenanalyse. Deshalb ist Big Data ein weiterer essentieller Faktor.

Die Aufgabe: Zukunftsorientierte Städte müssen moderne digitale Prozesse einführen, bislang getrennte Teilsysteme integrieren und sich zu „Smart Cities“ entwickeln.

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    E-Mobilität für eine neue Beweglichkeit

    Die Evolution der Mobilität wird insbesondere an der Verbreitung von Elektrofahrzeugen sichtbar. Durch die Digitalisierung der Verkehrssysteme und die steigende Automation der Mobilität in Form selbstfahrender Autos wird der Wandel immer weiter beschleunigt. Weiterlesen...

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    Nahtlose Mobilität dank intelligentem Netz

    Nahtlose Mobilität, engl.: Seamless Mobility, entsteht dank digitaler Vernetzung. Und sie basiert auf integrierten Konzepten, die Mobilität nicht mehr in unter­schiedlichen Verkehrsmitteln denken, organisieren und anbieten, sondern entlang von Mobilitätsketten. Weiterlesen...

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    Big Data als Quelle moderner Wertschöpfung

    Big Data steht für die Sammlung, Verarbeitung und Analyse großer Mengen an computergenerierten, individualisierten, personenbezogenen, öffentlichen und geostationären Daten. Big Data ist die Quelle neuer Wertschöpfung und Erwartungen. Weiterlesen...

  4. 4
    Smart Data für erweiterte Datenperspektiven

    Durch die intelligente Aufbereitung und Nutzung von Big Data mittels Data Analytics entstehen Smart Data – wirklich wertvolle Assets als Basis für datengetriebene Geschäftsmodelle. Sie wirken vor allem da, wo Geschäftswerte noch ungenutzt sind . Weiterlesen...

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    Smart Home automatisiert privates Wohnen

    Smart Home ist die neue Generation der Hausautomation und bezeichnet einen Haushalt, in dem Haushalts- und Multimedia-Geräte interagieren und zentral ferngesteuert werden können. Die Smart Home-Technologie automatisiert Alltagsvorgänge und Interaktionen Weiterlesen...

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    Smart City mit technischer & sozialer Intelligenz

    Die Smart City basiert auf intelligenten Systemen, die ganzheitliche Lösungen für die Herausforderungen der Stadt bieten und diese durch sinnvolle Vernetzung bewältigen. Eine Smart City ist aber nicht nur technologisch smart, sondern auch sozial intelligent Weiterlesen...

  7. 7
    Resilient City als Stütze in Krisensituationen

    Die Infrastruktur moderner Städte wird durch Bevölkerungswachstum, rapide Urbanisierung und Klimawandel stark beansprucht. Mit modernen Technologien können Stadtplaner gute Voraussetzungen für eine Resilient City – eine widerstandsfähige Stadt – schaffen Weiterlesen...

  8. 8
    Intelligentes Energienetz & saubere Stromerzeugung

    Das intelligente Energienetz – engl.: Smart Grid – steht für das Konzept der dezentralen, „grünen“ Stromgewinnung. Es soll im Zuge der Energiewende das bisherige System – mit zentraler Energiegewinnung und weiten Netzdistanzen bis zum Erzeuger – ersetzen Weiterlesen...

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    Die innovative Digitale Stadt von morgen

    Das, was die Digitale Stadt von morgen an Innovationen bieten wird, ist keine Utopie, sondern bereits heute realisierbar. Die Infrastrukturen und Lösungen, die morgen für mehr urbane Lebensqualität und Sicherheit benötigt werden, sind schon heute vorhanden Weiterlesen...

Smart-City-Lösungen sind vielfältig und reichen von der Verkehrsplanung, über Smart Health, Verkehrsmanagement bis zum digital Infrastruktur-Management. Ziel ist stets die Verbesserung der Lebensqualität, die Steigerung der Effizienz und die Schonung natürlicher Ressourcen. Städte und Kommune sollten entwickelte Lösungen mit anderen teilen – oftmals haben Städte und Kommunen die gleichen Anforderungen – jedoch nicht ausreichend Resourcen mit den richtigen Skills zur Verfügung.

E-Mobilität für eine neue Beweglichkeit

Chancen, Nutzen & Aufgaben von E-Mobilität

Definition: Elektromobilität / E-Mobilität

Elektromobilität oder E-Mobilität ist die Nutzung von Elektroautos, E-Bikes, Pedelecs, Elektro-Motorrädern sowie E-Bussen und E-Trucks. Gemeinsam ist ihnen, dass sie ganz oder teilweise elektrisch angetrieben werden, einen Energiespeicher mit sich führen und ihre Energie überwiegend aus dem Stromnetz beziehen. Bislang fahren Elektroautos vor allem in Städten, und zwar insbesondere für Lieferdienste, als Taxen und im Car Sharing.

Wie stark wird E-Mobilität bereits eingesetzt?

E-Mobilität ist weltweit auf dem Vormarsch. 2017 wurden in Deutschland 54.000 Elektroautos und Plug-in-Hybride gekauft, so eine Studie des Center of Automotive Management (CAM). Deutschland liegt damit weltweit auf dem vierten Platz. Spitzenreiter ist China mit 777.000 verkauften E-Autos und Plug-in-Hybriden im Jahr 2017. Es folgen die USA, dann Norwegen, das allerdings den höchsten Anteil an Elektroautos hat.

Whitepaper: Elektromobilität – Maßnahmen für eine ganzheitliche Betrachtung

Welche Vorteile Elektromobilität bietet, wie sich das Angebot von Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur entwickelt und welche Anreize durch staatliche Förderprogramme gesetzt werden, lesen Sie im aktuellen Whitepaper „Elektromobilität – Maßnahmen für eine ganzheitliche Betrachtung“.

Was sind die größten Herausforderungen der E-Mobilität?

Damit E-Autos auf der ganzen Linie emissionsfrei unterwegs sind, muss der Strom aus erneuerbaren Energien und nicht etwa aus Kohlekraftwerken stammen. Auch die Produktion der Batterien muss CO2-neutral erfolgen. Die Verwendung regenerativer Energien ist auch das Ziel der Bundesregierung: Nur dann könne „Elektromobilität ihren Umwelt-und Klimavorteil voll zur Geltung bringen“, schreibt sie in einem Dossier zur Energiewende.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien erfordert ein intelligentes Netzmanagement über zusätzliche flexible Speicher. Die Batterien von Elektrofahrzeugen sind dafür prädestiniert: „Vehicle-to-Grid“ lautet das Schlagwort der Zukunft – Autos werden zu Energiespeichern.

Das heißt in Praxis: Elektroautos können in Zusammenarbeit mit intelligenten Energienetzen, den Smart Grids, überschüssige Energie in ihren Batterien speichern und bei Verbrauchsspitzen, beispielsweise am Abend, wieder freigeben. Künftig werden bestehende Verkehrstrassen und deren mobile Komponenten als „Energie-Autobahnen“ für Smart Grids genutzt. Das heißt im Umkehrschluss: Energieversorgungsstrukturen werden zum Mobility Enabler.

Interview: Wie bekommt man ein E-Mobilitätskonzept auf die Straße?

Die Entwicklung im Bereich der E-Mobilität geht voran – nachhaltigere Fahrzeuge werden entwickelt, und die Akzeptanz in der Bevölkerung steigt. Doch um eine flächendeckende Nutzung für alle Fahrer zu ermöglichen, müssen noch Infrastrukturen geplant und geschaffen werden. Mehr dazu erfahren Sie im aktuellen Interview „Wie bekommt man ein E-Mobilitätskonzept auf die Straße?“.

Was beeinflusst die Attraktivität von E-Mobilität?

Die Attraktivität von E-Mobilität ist eng verknüpft mit Qualität und Preis der Batterien: Welche Entfernung schafft das Auto mit ihnen, was kosten sie, wie viel wiegen sie? Hier gibt es Verbesserungsbedarf. Voraussetzung für höhere Wirkungsgrade und höchste Effizienz sind neue Technologien – etwa Elemente aus dem Halbleitermaterial Siliziumkarbid (SiC).

Ein markanter aktueller Kritikpunkt: die geringe Dichte an Ladestationen. In den 50 größten deutschen Städten kommen auf eine Ladesäule 11.800 Einwohner, so das Center for Automotive Research an der Universität Duisburg-Essen. Dass es anders geht, beweist die norwegische Stadt Oslo: Hier versorgt eine Ladestation 488 Einwohner. In ganz Deutschland waren es laut Bundesnetzagentur im März 2018 knapp 10.000 Ladepunkte an rund 5.000 Ladesäulen. Allerdings wächst die Zahl kontinuierlich. Bis 2020 soll es nach dem Willen der Bundesregierung deutschlandweit 15.000 Ladesäulen geben.

Im ersten Quartal des Jahres 2019 gab es in Deutschland rund 13.900 Ladestationen für Elektroautos - mehr als doppelt so viel wie im Vorjahr zur gleichen Zeit. Ausbau ist für

Wie die Stadt der E-Mobilität auf die Sprünge helfen kann

Ein Elektromobil ist vor allem für den Einsatz im städtischen Raum geeignet. Deshalb ist der Einsatz von E-Fahrzeugflotten im urbanen Betrieb ausgesprochen sinnvoll. Städte und Kommunen müssen die E-Entwicklungen flankierend begleiten und Katalysatoren neuer Mobilitätslösungen sein. Und sie müssen ihre Forderungen an eine stadtgerechte Gestaltung neuer Mobilitätskonzepte und -technologien formulieren und durchsetzen.

Eine stadtgerechte Ladeinfrastruktur zum Beispiel verlangt mehr als die technische Realisierung des Ladevorgangs. Weitere einzulösende Kriterien: Wartungsaufwand, Schutz vor Vandalismus, Einbindung in städtische Prozesse wie etwa Straßenreinigung, ästhetisch-architektonische Integration ins Stadtbild. Diese Prämissen sind wichtige Voraussetzungen für eine erfolgreiche Eingliederung in die bestehende Infrastruktur und für die Akzeptanz der Anwohner.

Kurzstudie: Städte und Gemeinden haben bei der Digitalisierung Nachholbedarf

Beim Umbau zu digitalen Städten und Regionen haben deutsche Orte und Gemeinden noch einen weiten Weg vor sich. Wie der Stand der Dinge ist und was die dringendsten Aufgaben sind, lesen Sie in der aktuellen Studie „Smart City Readiness Check“.

Steigender Mobilitätsbedarf, vielfältige Mobilitätsformen

Heutzutage nimmt nicht nur der Mobilitätsbedarf zu, sondern auch die Vielfalt an Mobilitätsformen. Individualisierung, Konnektivität, Urbanisierung und Neo-Ökologie bestimmen die Mobilität von morgen. Technische Innovationen und veränderte Bedürfnisse der Menschen werden zum Motor neuer Formen der Fortbewegung: vernetzt, digital, postfossil und geteilt. Das setzt allerdings leistungsstarke, breitbandige Infrastrukturen in der Stadt und auf dem Land voraus.

Die klassischen Mobility-Anbieter – Autohersteller, Bahn, Öffentlicher Personen-Nahverkehr/ÖPNV, Fluglinien – werden ein verändertes Selbstverständnis im Umgang mit Mobilität zu spüren bekommen. Verkehrsteilnehmer werden künftig nach mehr Durchgängigkeit, weniger Anpassungszwängen und klarerem Design verlangen.

Neue Dienstleistungen treten auf den Plan: rund um das vernetzte Fahren und die Bereitstellung und Nutzung von intelligenten Ladeinfrastrukturen für E-Mobilität. Neue Akteure werden am Markt auftauchen, die sich mit innovativen Ideen am Markt etablieren.

Nahtlose Mobilität dank intelligentem Netz

Seamless Mobility revolutioniert den Individualverkehr

Definition: Nahtlose Mobilität / Seamless Mobility

Nahtlose Mobilität, auch Seamless Mobility genannt, steht für die Vision einer vernetzten Mobilität. Sie folgt dem Ansatz, Mobilität nicht mehr in unterschiedlichen Verkehrsmitteln zu denken, zu organisieren und anzubieten, sondern entlang von Mobilitätsketten. Verkehrsmittel stehen demnach nicht mehr in Konkurrenz zueinander. Es geht vielmehr darum, sie auf intelligente Art und Weise miteinander zu verzahnen – inklusive durch­gängiger Buchungs- und Bezahlmöglichkeit.

Worauf beruht nahtlose Mobilität?

Daten und deren intelligente Verknüpfung sind eine wichtige Voraussetzung für nahtlose Mobilität. Derartige Datenverfahren werden ja bereits seit längerem genutzt: zur Bestimmung des Standorts von Fahrzeugen und Personen, für Informationen zu Tarifen und für Routenauskünfte, für die Schaffung neuer, vernetzter Angebote. Hinzu kommen Mehrwertdienste für den Kunden wie etwa die Buchung von Fahrkarten direkt über eine App. Im Ergebnis entsteht eine verkehrsübergreifende Mobilität, von der immer mehr Menschen dank mobiler Geräte profitieren.

Nahtlose Mobilität kombiniert unterschiedliche Verkehrsmittel: Vom Rad über Automobile bis hin zum öffentlichen Nahverkehr.

Die Verknüpfung von individueller Fortbewegung und öffentlichem Verkehr wird zum Grundpfeiler der Mobilität von morgen. Öffentlicher Personen-Nahverkehr und individueller Verkehr verschmelzen zum individuellen öffentlichen Verkehr. Dank innovativer Lösungen wird das Auto dann vor allem in Gebieten mit hoher Mobilitätsdichte durch öffentliche Systeme eine komplementäre Rolle einnehmen – nicht nur in städtischen Gebieten, sondern bis hinein in den ländlichen Raum.

[…] Seamless MaaS [Mobility as a Service] will have a comprehensive and positive impact on society as much as on the environment: significant decrease in CO2 and other emissions due to higher efficiency of all mobility assets, more quality time to spend with family and friends, and greater freedom in choosing where to live, to name but a few.”

Konzeptpapier der OMOS Studie (omos.io) u.a. von Fraunhofer Institut, MotionWerk GmbH und TÜV Rheinland

Big Data als Quelle moderner Wertschöpfung

Big Data ist die Basis der neuen Informations-Ära

Definition: Big Data

Mit Big Data werden große Mengen an Daten bezeichnet, die unter anderem folgende Herkunft haben:

  • aus Bereichen wie Internet und Mobilfunk, Finanzindustrie, Energiewirtschaft, Gesundheitswesen und Verkehr
  • aus Quellen wie intelligente Agenten, soziale Medien, Kredit- und Kundenkarten, Smart Metering-Systeme, Assistenzgeräte, Überwachungskameras sowie Flug- und Fahrzeuge

Diese Datenvolumina werden mit speziellen Lösungen gespeichert, verarbeitet und ausgewertet. Big Data ist die Quelle neuer Wertschöpfung und ermöglicht tiefe Einblicke in menschliche Bedürfnisse.

Von Big Data zu Big Data Analytics

Big Data ist vor allem für den Bereich der Business Intelligence (BI) relevant, welcher sich mit der Analyse von Daten befasst: Datenerfassung, Datenauswertung, Datendarstellung. Big Data Analytics beschreibt die systematische Auswertung bzw. Analyse großer Datenmengen mit Hilfe neu entwickelter Software. Big Data Software umfasst im Gegensatz zu herkömmlichen Software-Lösungen besondere Funktionen und Techniken:

  • parallele Verarbeitung vieler Datensätze
  • schneller Import von Daten
  • schnelle Suche und Abfrage von Daten
  • gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Abfragen
  • Analyse unterschiedlicher Informationstypen

Studie: Synergiepotentiale im Breitbandausbau

Der Breitbandausbau ist seit Jahren bekannte Erfolgsgröße in der zukunftsorientierten Stadtplanung – auch in Anbetracht der Standortförderung außerhalb der Metropolen, insbesondere im Kontext Big Data. Kosten und Know-How spielen eine kritische Rolle. Eine effiziente Planung und Kooperationen zwischen Städten und Wirtschaft kann jedoch neue Möglichkeiten eröffnen, die Budgets schonen und digitalen Fortschritt schneller ermöglichen.

Eine der größten Herausforderungen beim Ausbau der Breitbandnetze ist die Finanzierung der hohen Tiefbaukosten. Diese machen durchschnittlich 80 Prozent der Investitionen aus und summieren sich leicht auf mehrere Millionen Euro. Die Kosten können durch Synergienutzungen signifikant reduziert werden. Einsparpotential existiert bei Mitverlegung sowie Mitnutzung von passiven Infrastrukturen und Koordinierung von Baumaßnahmen.

Mit dem DigiNetz-Gesetz hat der Gesetzgeber neue Rahmenbedingungen für den Breitbandausbau geschaffen. Eine Studie des TÜV Rheinlands und der infreSt (inftrastuktur estrasse) an Fallstudien des Landes Berlin beantwortet die wichtigsten Fragen: Wie sehen konkrete Anwendungsbereiche des DigiNetz-Gesetzes für Öffentliche Hand, Eigentümer und Betreiber von Versorgungs- & TK-Netzen sowie für Gebäudeeigentümer aus? Was ist das Wichtigste bei Kooperationen?

In der Studie lesen Sie:

  • Merkmale und Vorteile des DigiNetzG
  • Mitnutzung von passiven Infrastrukturen
  • Fallbeispiele: Kooperationen in Praxis
  • Berechnung von Mitnutzungsentgelt

Smart Data für erweiterte Datenperspektiven

Von Big Data über Data Analytics zu Smart Data

Definition: Smart Data

Smart Data ist ein wertvolles Asset aus strukturierten Daten, hervorgegangen aus dem Daten-Knäuel Big Data. Smart Data entsteht durch (Big) Data Analytics, die intelligente Aufbereitung und Nutzung immer größer werdender Datenmengen. Smart Data hat vor allem diese Ziele: nützliche Informationen finden, Schlussfolgerungen vermitteln und die Entscheidungsfindung unterstützen.

Erfahren Sie mehr zum Thema Smart Data

Die Stärken & Begleittechnologien von Smart Data

In diesem Whitepaper lesen Sie über den Zusammenhang von Big Data, Data Analytics und Smart Data – und über die Möglichkeiten, mittels Smart Data und den involvierten Innovativ-Technologien wesentlichen Mehrwert zu erzielen.

Die wichtigsten Fragen: Was ist das Wesentliche bei Smart Data? Was bringen datengetriebene Lösungen im Alltagsgeschäft? Wie lassen sich KI, maschinelles Lernen und IoT sinnvoll verbinden?

Merkmale einer Smart Data & Analytics-Strategie

Datengetriebene, auf Smart Data basierende Geschäftsmodelle entfalten ihre Wirksamkeit vor allem da, wo:

  • Werte bzw. Produktionsfaktoren noch ungenutzt sind
  • die Nachfrage das Angebot übersteigt
  • eine Nische unbesetzt ist
  • eine deutliche Abhängigkeit von personalisierten Daten besteht
  • es sinnvoll ist, Daten aus unterschiedlichen Quellen zu kombinieren, um zu neuen Erkenntnissen zu gelangen

Eine technische Voraussetzung, um die Chancen  von Smart Data voll auszuschöpfen, ist die Kombination herkömmlicher Analyse-Methoden mit Künstlicher Intelligenz (KI). Damit lassen sich in großen Datenmengen Muster erkennen und Daten so segmentieren, dass daraus Informationen werden. Zu den technologischen Säulen einer professionellen Smart Data & Analytics-Strategie zählen:

  • die Sensorik
  • ein leistungsfähiges Data Center
  • professionelle Anwendungen
  • durchdachte Cyber Security- und Data Center Security-Strategien

Die Herkunft von Smart Data ist vielfältig. Zu den Quellen gehören insbesondere:

  • das Internet
  • elektronische Smart Home-Geräte
  • Smartphones und Telefone
  • vernetzte Fahrzeuge und Infrastrukturen
  • Mehrwertdienste wie Bezahlsysteme
  • das Internet of Things (IoT)

Wenn Menschen Entscheidungen treffen, geschieht das selten rein faktenbasiert. Der Prozess kann begrenzt sein durch Emotionen oder die menschliche Unfähigkeit, einen bestimmten Grad an Informationsüberflutung zu verarbeiten. Mit Smart Data lässt sich das ändern: durch Hinzufügen von mehr Datenpunkten aus neuen Quellen, durch automatisierte Algorithmen und/oder den Abbau von Informationsasymmetrien. Das steigert die Möglichkeiten, die daraus resultierenden Erkenntnisse zu nutzen, um Entscheidungen schneller, genauer, konsistenter und transparenter zu treffen.

Smart Home automatisiert privates Wohnen

Smart Home für ein bequemes & vernetztes Zuhause

Definition: Smart Home / Hausautomation

Als Smart Home oder Hausautomation bezeichnet man einen Haushalt, in dem Haushalts- und Multimedia-Geräte interagieren und zentral ferngesteuert werden können – per WLAN, Internet oder Bluetooth und mit Smartphone, Tablet oder PC als „Fernbedienung“. Durch die Smart Home-Technologie werden einerseits Alltagsvorgänge automatisiert, andererseits können die Geräte-Einstellungen, z.B. von Heizung, Licht und Lautsprechern, schnell an die persönlichen Bedürfnisse angepasst werden – zuhause oder unterwegs. Auch die endgerätlose Steuerung, etwa über Sprachbefehle oder Handzeichen, gewinnt zunehmend an Bedeutung.

In welchen Bereichen wird Smart Home eingesetzt?

Ob Smart Home-Lösungen für Licht, Türen und Fenster oder Heizung – immer lässt sich das Einsatzgebiet auf die drei Bereiche Komfort, Energiesparen und Sicherheit eingrenzen. Der besondere Charme von modernen Smart Home-Lösungen besteht darin, dass die Geräte nun untereinander vernetzt sind. So hält zum Beispiel die Spülmaschine per Funk Kontakt mit dem Handy und sendet automatisch eine Nachricht, wenn das Geschirr fertig ist oder eine Störung vorliegt.

Was Smart Home-Anbieter beachten müssen

Smart Home-Systeme unterliegen permanenten Veränderungs­prozessen: Neue Komponenten werden hinzugefügt und vorhan­dene laufend aktualisiert. An jeder Stelle des Ecosystems kann eine Änderung zu Störungen im Gesamtsystem führen. Mit Smart Testing können Lösungsanbieter die Qualität ihres Smart Home-Sys­tems dauerhaft sicherstellen.

Smart Home-Produkte müssen einfach zu verbinden und zu bedienen sein. Zusätz­lich müssen die Geräte miteinander harmonieren und die gleiche Sprache sprechen: jetzt und künftig. Auch Datenschutz und -si­cherheit stehen im Fokus der Produktentwicklung. Auf der anderen Seite kommt es auf eine übergreifende Vernetzung von Produk­ten, Services und Daten über offene Schnittstellen (APIs) und die Cloud an. Erst das Zusammenspiel von Apps oder Bedienpanels, Gateways und Cloud-basierten Diensten ermöglicht die smarten Services.

Das kontinuierliche Aktualisieren dieser Software-Kom­ponenten darf bei den Anwendern aber nicht zu Problemen füh­ren. Fehler im Zusammenspiel der Komponenten müssen identifiziert werden, bevor der Kunde sie wahrnimmt. Dabei stellt die stetig steigende Komplexität der Systeme durch immer mehr miteinander verbundene Geräte und Schnittstellen die Hersteller vor Herausforderungen.

Hinzu kommt: Ecosysteme für Smart Homes sind auch ein Ausgangspunkt, um datengetrie­bene Geschäftsmodelle zu etablieren. So entsteht zurzeit eine neue Plattform-Ökonomie rund um das Thema Smart Home.

Warum Interoperabilität so wichtig ist

Die Integration der neuen Geschäftsprozesse, die auf Datenaus­tausch und Analyse basieren, ist ebenfalls auf das korrekte Zu­sammenspiel des Ecosystems angewiesen. Einfachheit und Sicherheit sind ein Muss für Smart Home-Anwendungen. Und vor allem Interoperabilität, also die Fähigkeit von Geräten, Systemen oder Anwendungen, Information auszutauschen und die ausge­tauschte Information zu verwenden. Dieses Zusammenwachsen von Technologien und die übergreifende Zusammenarbeit zwischen Produktherstellern gelten als entscheidende Schlüsselfaktoren im Wettbewerb.

Warum Smart Testing für Smart Home-Anbieter wichtig ist

Smart Testing von Smart Home-Lösungen ist für das Einlösen aller Anforderungen und für die Gewährleistung von Produktstabilität unverzichtbar. Für den Testdienstleister bedeutet das aber, kontinuierlich und au­tomatisiert viele verschiedene Testszena­rien für verbundene Geräte und Systeme auszuführen – und das alles mit einem Zertifikat zu besiegeln. Eine Anforderung, zu der nur hochqualifizierte Unternehmen in der Lage sind.

 

Smart City mit technischer & sozialer Intelligenz

Die intelligente Stadt mit den richtigen Lösungen & Antworten

Definition: Smart City

Der Begriff Smart City – intelligente Stadt – subsummiert die wirtschaftlichen, technologischen und gesellschaftlichen Konzepte für eine lebenswerte und ökologisch gesunde Stadt. In einer Smart City werden moderne Technologien und intelligente Systeme aus den Bereichen Energie, Mobilität, Stadtplanung, Verwaltung und Kommunikation hochgradig integriert. Das steigert die Lebensqualität für die Bewohner und befruchtet die Nachhaltigkeit der Stadt. Eine Smart City ist aber nicht nur technologisch smart, sondern auch sozial intelligent.

Technologien und soziale Aspekte vereinen

Sich ändernden Lebensgewohnheiten, wachsenden Ansprüchen und zunehmender kultureller und sozialer Vielfalt der Bürger begegnet die smarte, intelligente Stadt mit innovativen Strategien. Dabei sind technologische Faktoren sowie gleichermaßen soziokulturelle Aspekte für die Smart City relevant. Katalytischer Effekt: Die EU setzt in unterschiedlichen Förderprogrammen einen Schwerpunkt auf die Umsetzung von Maßnahmen für mehr smarte Cities in Europa.

Die wichtigsten Bereiche der Smart City:

  • Mobilität und Infrastruktur
  • Energieeffizienz
  • Umwelt- und Ressourcen-Schonung
  • wirtschaftliche Attraktivität
  • bürgerfreundliche Verwaltung
  • Lebensqualität für Bewohner

Die Konzepte der Smart City haben Auswirkung auf viele Bereiche moderner Städte – etwa auf den Energiesektor, der ja sehr ambitionierte Ziele hat: langfristige Abkehr von fossilen Energieträgern, Forcierung der E-Mobilität. Hierfür entstehen integrierte Energieplanungen für öffentliche, private und gewerbliche Bereiche.

Um ihre Ziele zu erreichen, avanciert die Smart City zu einer speziellen Form des Internet of Things (IoT): Zahlreiche Sensoren, an strategischen Stellen positioniert, erheben umfangreiche Daten. Dieses Datenmaterial wird analysiert und über die Cloud den einzelnen Bereichen und Maßnahmen zur Verfügung gestellt.

Digitale Systeme steuern ganze Infrastrukturen in Echtzeit, oder Gebäudestrukturen werden zu Energielieferanten. Was in jedem Fall geschäftskritisch ist: die Verfügbarkeit eines flächendeckenden Gigabit-Netzes für die Entwicklung neuer Geschäftsfelder, Dienstleistungen und Dienste.

Bereit zur Smart City zu werden?

Digitalisierung? Städte und Gemeinden haben noch Nachholbedarf: Beim Umbau zu digitalen Städten und Regionen haben deutsche Orte und Gemeinden noch einen weiten Weg vor sich.

Wie der Stand der Dinge ist und was die dringendsten Aufgaben sind, lesen Sie in der aktuellen Studie „Smart City Readiness Check“.

Wie die Öffentliche Verwaltung die Smart City pushen kann

Unabdingbare Voraussetzung für alle Projekte: Die komplette öffentliche Verwaltung muss als Dienstleister und Anbieter innovativer städtischer Anwendungen agieren. Dabei gilt es die Bewohner intensiv in alle Aktivitäten und Services mit einzubinden. Dazu zählen auch die Bereiche der öffentlichen Sicherheit und der Gesundheitsversorgung.

Projektbeispiele aus der Praxis: Für mehr Energieeffizienz, Sicherheit und Mobilität kommen Straßenlampen zum Einsatz, die sich automatisch erhellen, wenn ein Fahrzeug oder eine Person sich nähern, oder es werden Ampeln installiert, die Bussen längere Grünphasen gewähren.

Für Touristen und Besucher einer Smart City werden Self Service-Stadtführungen angeboten, die mithilfe eines Smartphones selbstständig absolviert werden können. Hierfür sind an interessanten Orten und Plätzen Near Field Communication (NFC)-Tags oder Barcodes installiert, die Informationen über die jeweilige Sehenswürdigkeit direkt auf dem Smartphone anzeigen oder abspielen.

Digitales Infrastruktur-Management als Enabler-Technologie

Wie können fortschrittliche Mobilitätskonzepte und weitere zukunftsweisende Ansätze der Smart City umgesetzt werden? Steuerung und Überwachung der verschiedenen Systeme und Technologien müssen optimal ausgelegt sein. Eine konsolidierende Herangehensweise findet sich im Digitalen Infrastruktur-Management (DIM), das als Basis-Technologie individuelle Lösungen erst ermöglicht.

In diesem Whitepaper lesen Sie:
  • Die Säulen von Digitalem Infrastruktur-Management
  • In DIM gebündelte Services rund um Smart Data
  • Beispiele und Branchen für den Einsatz von DIM
  • Das komplette End-to-End-Einsatzspektrum von DIM
  • DIM-Relevanz in der Städteplanung

Resilient City als Stütze in Krisensituationen

Anforderungen und Aufgaben einer widerstandsfähigen Stadt

Definition: Resilient City

Die Infrastruktur moderner Städte wird durch Bevölkerungswachstum, rapide Urbanisierung und Klimawandel stark beansprucht. Mit modernen Technologien in den Bereichen Elektrifizierung, Automatisierung und Digitalisierung können Stadtplaner auf diese Herausforderungen reagieren und adäquate Voraussetzungen für eine Resilient City – eine belastbare, widerstandsfähige Stadt – schaffen.

Was sind die größten Herausforderungen für urbane Infrastrukturen?

Eine stabile wirtschaftliche Entwicklung, umfassende öffentliche Sicherheit, zuverlässige Infrastrukturen, nachhaltiger und bezahlbarer Wohnraum – das alles sind entscheidende Aspekte für Erfolg und Wachstum von Städten. Die Bewohner müssen sich darauf verlassen können, dass ihre Städte mit dem Bevölkerungswachstum und der weltweiten Urbanisierung zurechtkommen.

Der Betrieb von urbanen Infrastruktursystemen muss effektiv und zuverlässig sein: Ansonsten sind die Energie- und Wasserversorgung sowie die Abwasserentsorgung, die Kommunikation und Mobilität für die Bewohner nicht gesichert. Diese infrastrukturelle Rundum-Verfügbarkeit hat nicht nur im täglichen Leben zu gelten, sondern auch unter ungeplanten oder unvorhergesehenen Umständen.

Es passiert jedoch immer öfter, dass Unternehmen und Gemeinden Notfällen wie wetterbedingten Extremsituationen ausgesetzt sind. Die Verantwortlichen müssen deshalb umdenken, wenn es um Planung, Konzeption, Bau und Verwaltung ihrer Städte unter solchen schwierigeren Bedingungen geht. Eines steht fest: Solange in Notfallsituationen die Versorgung mit Wasser und Strom aufrechterhalten werden kann, lassen sich Krisen besser bewältigen.

Wie lassen sich Ausfälle bei der Stromversorgung verhindern?

Um die Stromversorgung in Städten zuverlässiger und nachhaltiger zu gestalten, muss ein Wandel zu dezentralen, automatisierten und ferngesteuerten Energiesystemen stattfinden. Eine Micro-Grid-Infrastruktur – also eine intelligente Energieverteilstruktur im Kleinformat – , bei der kleine, unabhängige Strom- oder Wärmenetze lokal erzeugte Energie an Kunden in der Nähe verteilen, kann auch bei hoher Belastung der Energienetze eine durchgängige Versorgung sicherstellen. Sollte sich in einem Großkraftwerk oder im Übertragungsnetz eine ernste Katastrophe ereignen, können Micro-Grids Energie an kritische Infrastruktur wie Krankenhäuser und andere Notfalldienste liefern.

Fernüberwachung, flexible Integration und dezentrale Systeme für Energieerzeugung und -speicherung bieten Möglichkeiten, um die Stromversorgung zuverlässiger und gleichzeitig effizienter zu machen und sauberere Energiequellen zu nutzen. Bei extremen Wetterphänomenen wie Wirbelstürmen oder bei ernsten Vorfällen an Transformatorstationen können zum Beispiel mobile widerstandsfähige Transformatoren dabei helfen, die Anlagen schon in Tagen anstatt Wochen zu ersetzen.

Wie kann man intelligente Verkehrssysteme etablieren?

Obwohl die meisten städtischen Verkehrsnetze viele verschiedene Verkehrsmittel und Routen beinhalten, entscheiden sich die meisten Verkehrsteilnehmer und Transportanbieter für vertraute Wege. Rechnet man die Abhängigkeit von einer stabilen Energie- und Kraftstoffversorgung hinzu, ergibt das ein hochsensibles und störungsanfälliges System.

Da die Häufigkeit und Schwere von extremen Wetterphänomenen merklich zunimmt, müssen städtische Verkehrsnetze in dieser Hinsicht besondere Aufmerksamkeit erhalten. Intelligente Systeme, welche die Auswirkungen von Naturkatastrophen vorhersagen und entsprechend reagieren können, sorgen dafür, dass Störungen von möglichst kurzer Dauer sind und die langfristige wirtschaftliche Nachhaltigkeit nicht negativ beeinflusst wird. Mit einer sekundären Stromversorgung der Verkehrsnetze bleiben Züge auch bei Naturkatastrophen in Betrieb, die das Bahnsystem sonst lahmlegen könnten.

Was sind die wichtigsten präventiven und reaktiven Notfallmaßnahmen?

Um in einer Notfallsituation gezielte Benachrichtigungen mit Anweisungen an die Gebäudenutzer zu schicken, kann ein Mass Notification System (MNS) eingesetzt werden. Die Nachrichten werden über mehrere redundante Kanäle wie Sprachalarmsysteme, LED-Signale und LANs verbreitet, außerdem über persönliche Geräte wie Mobiltelefone. Die Systeme geben den Gebäudenutzern Anweisungen zu den Maßnahmen, die sie ergreifen sollen, und koordinieren so die Abläufe, um eine sichere und effiziente Reaktion zu ermöglichen.

Zu den wichtigsten Eigenschaften von Rechenzentren gehören Verfügbarkeit und Datensicherheit. Integrierte Lösungen schützen gegen Netzausfälle, Sicherheitsbedrohungen und Brandgefahr und gewährleisten, dass die richtige Umgebungstemperatur für den Betrieb der Server herrscht.

Eine schnelle Reaktion hängt auch von der korrekten Beurteilung des Verhaltens der Gebäudenutzer in einem Notfall ab. Dies kann mithilfe moderner 3D-Simulations-Software bereits modelliert werden, bevor ein solcher Notfall auftritt. Die Software kann die Bewegung durch ein Gebäude oder über ein Gelände zehnmal schneller vorhersagen als in Echtzeit – und das mit ziemlicher Genauigkeit.

Info-Flyer: Digitale Dokumentation von Rechenzentren

Lesen Sie, wie Sie Betriebskosten senken, indem Sie eine digitale Dokumentationsplattform für Ihre Rechenzentren-Infrastruktur implementieren und für den Ernstfall vorbereitet sind.

  • Erfassung, Archivierung und Verifizierung von Dokumenten
  • betriebskritische Dokumentationen und Prozessbeschreibungen archivieren
  • Stetige Veränderungen im laufenden Betrieb berücksichtigen

 

Wie lässt sich kontinuierliche Wasserversorgung sicherstellen?

Die Trinkwasserversorgung und Abwasseraufbereitung ist von entscheidender Bedeutung für alle Ballungsgebiete, vor allem in Hinsicht auf die Wasserknappheit, die zunehmend droht. Über dezentrale Ansätze, redundante Infrastruktur, Automatisierung und Anlagenüberwachung lässt sich auch bei Unregelmäßigkeiten, extremen Wetterbedingungen oder allgemeinem Wassernotstand eine sichere und kontinuierliche Wasserversorgung sicherstellen.

Dezentrale Abwasseraufbereitung

Ein sogenannter Food Chain Reactor (FCR) für das städtische Abwassermanagement kombiniert konventionelle Aufbereitungstechniken mit biologischen Methoden. Das dezentrale Management des Abwassers auf Quartiersebene verhindert, dass bei extremen Wetterbedingungen Abwasserkanäle überlaufen oder Rohre platzen.

Redundante Infrastruktur

Wird die Trinkwasserversorgung unterbrochen, können möglicherweise auch ohne eine alternative Wasserquelle Ausfälle von Teilsystemen kompensiert werden. Durch redundante Rohrleitungen und strategisch positionierte Ventile lassen sich beschädigte Leitungen vom System trennen und so nicht versorgte Bereiche begrenzen.

Durchgängige Anlagenüberwachung

Bei bestimmten Überflutungssituationen sind die dafür vorgesehenen Flutschutzanlagen hocheffektiv, wenn aber die Dämme brechen, kann die Wucht der Wassermassen plötzlich viel drastischer sein. Durch die Einbettung von durchgängigen Sensorsystemen in Deiche können die Verantwortlichen für das Hochwassermanagement das Verhalten der Schutzwälle kontinuierlich überwachen, Berichte in Echtzeit erhalten und im Fall eines Schadens oder Dammbruchs Alarme auslösen.

Nachrüstungen von Sensorik

Beim Bau öffentlicher Gebäude oder Anlagen wurden in aller Regel keine vernetzbare Sensorik berücksichtigt. Nachrüstlösungen bieten heute dennoch viele neue Möglichkeiten aufzuholen ohne neu zu bauen.

  • wie konventionelle Messtechnik zum Hindernis wird
  • über die Umsetzung ganzheitlicher, nachrüstbarer Gebäudelösungen
  • Kosteneinsparungen und neue Erkenntnisse durch Smart Metering

Intelligentes Energienetz & saubere Stromerzeugung

Funktionen, ökologisches & ökonomisches Potenzial von Smart Grid

Definition: Smart Grid​

Das intelligente Energienetz – engl.: Smart Grid – steht für das Konzept der dezentralen Stromgewinnung. Es soll im Zuge der Energiewende das bisherige System – mit zentraler Energiegewinnung und weiten Netzdistanzen bis zum Erzeuger – ersetzen. Die Intelligenz besteht insbesondere in der flexiblen Nutzung aller zur Verfügung stehenden erneuerbaren Ressourcen als Energiequellen – also dezentral produzierte Wind-, Biogas- und Solar-Energie mit variierenden Mengen. Das hat die Verbesserung des Gesamtsystems zur Folge: inklusive Stromgewinnung, Speicherung, Transport und Verteilung bis hin zur effizienten Verwendung seitens des Endverbrauchers.

Was sind die wichtigsten Funktionen intelligenter Energienetze?

Derzeit entstehen immer mehr neue Verbraucher und fein verästelte Lade-Infrastrukturen mit zahlreichen Tankstationen für Elektroautos. Die vorhandenen Energieverteilernetze sind diesen neuen Anforderungen kaum mehr gewachsen. Sie müssen zusammen mit Erzeugern und Verbrauchern zu intelligenten, regelbaren Netzen ausgebaut werden – zu Smart Grids, mit denen sich die Herausforderungen der Energiewende, des Klimaschutzes und liberalisierter Strommärkte meistern lassen.

Kernfunktionalität der intelligenten Energienetze ist die Konnektivität. Denn sie ermöglicht es, Anlagen, Systeme und Endgeräte standortunabhängig über das Internet zu vernetzen. Wenn die beteiligten Systeme und Komponenten schnell und sicher kommunizieren können, lassen sie sich beispielsweise zu virtuellen Kraftwerken zusammenschließen und bedarfsgerecht steuern. Auf dieser Basis können neue Dienstleistungen entstehen, die wiederum Grundlage neuer Geschäftsmodelle werden.

Da beim intelligenten Energienetz technische Systeme direkt über das Web miteinander kommunizieren, ist es Teil des Internet of Things – und macht sich bereits verfügbare Technologien zu eigen, die oft nur neu kombiniert oder erweitert werden.

Wie funktioniert das intelligente Energienetz in Praxis?

Die praktische Umsetzung des intelligenten Energienetzes ist folgendermaßen gedacht: Jeder Stromverbraucher hat mehrere Kleinkraftwerke in direkter Nachbarschaft. Speicherung ist obsolet, weil der Strom nur bei Bedarf von einem der lokalen Kraftwerke an den Verbraucher geliefert wird.

Da die Kleinkraftwerke untereinander hochgradig vernetzt sind, tragen sie alle zur Sammlung der geschäftskritischen Informationen zwischen Erzeuger und Verbraucher bei. Diese Daten ermöglichen die passgenaue Produktion und Weitergabe der Energie an die richtigen Standorte.

Und was passiert auf Seiten der Haushalte? Hier wird die Information darüber, wer wann wieviel Strom benötigt, durch sogenannte Smart Meter verbreitet. Das sind intelligente Stromzähler, die via Internet den jeweiligen Strombedarf an die Kleinkraftwerke weiterreichen und die Energie zu den entsprechenden Haushalten leiten. Obendrein verschaffen sie den Verbrauchern eine exakte Übersicht über den Stromverbrauch – das erleichtert das Bestreben, Strom zu sparen.

Dieses neue Stromversorgungskonzept ist allerdings fragiler als das alte Modell. Lastspitzen, die heute zum Alltag gehören und zum Beispiel in der Mittagszeit die Regel sind, müssen beim neuen Verfahren unbedingt vermieden werden. Zur Abdeckung von zyklischem Strom-Mehrverbrauchs werden heute Atomkraftwerke zugeschaltet. Der Strom ist zu diesen Zeitpunkten prinzipiell teurer als beispielsweise nachts, wenn billigere Energieerzeuger verwendet werden. Zusätzliche Stromreserven in nennenswerter Menge wird es jedoch bei ausschließlicher Nutzung von erneuerbaren Ressourcen nicht geben können.

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Wir haben alles Wichtige für Sie in unserer Management Summary zusammengefasst

Die innovative Digitale Stadt von morgen

Erprobte Technologien für die zukunftssichere Digitale Stadt

Das, was die Digitale Stadt von morgen an Innovationen und technologischem Charme bieten wird, ist keine Utopie, sondern bereits heute prinzipiell realisierbar. Die Infrastrukturen und Lösungen, die morgen für mehr urbane Lebensqualität und Sicherheit benötigt werden, sind schon heute vorhanden, müssen aber kontinuierlich erweitert und verfeinert werden.

Telekommunikation                                                            

Die Digitale Stadt von morgen verfügt über eine leistungsfähige, flächige  Kommunikationsinfrastruktur für alle Bereiche und Anforderungen.

Lösungsarchitektur & -Plattformen:

  • Glasfaser-basierte Gigabit-Netze
  • City Wireless LANs, offen für Provider, als Grundversorgung für datenintensive Dienste
  • 4,5G oder 5G Mobilnetze

Kurzstudie: DigiNetzGesetz

Lesen Sie in unserer Kurzstudie zum DigiNetz-Gesetz der Bundesregierung, wie Städte und Kommunen ihre Chancen im DigiNetzG nutzen und erste strategische Überlegungen anstellen können Kosten zu sparen und Ausbau voranzutreiben.

Mobilität

Die Digitale Stadt von morgen analysiert in Echtzeit die aktuelle Verkehrssituation und passt das Mobilitätsangebot entsprechend bedarfsorientiert an. Aus historischen Daten, aktuellen Reisewünschen und modellgestützten Prognosen werden Busse, Bahnen und Ampelschaltungen optimal aufeinander abgestimmt. Auf der Stadtautobahn gehört autonomes Fahren zum Alltag.

Autos parken automatisiert in kleinstmöglichen Abständen in Parkhäusern. Vernetzte Fahrzeuge in der Digitalen Stadt antizipieren die Wetter- und Verkehrssituation.

Lösungsarchitektur & -Plattformen:

Datendrehscheibe

Die Digitale Stadt von morgen verfügt über eine eigene Datendrehscheibe, auf die Bürger, Unternehmen und alle kommunalen Einrichtungen zugreifen können. Über diese mediale Einrichtung können sie sich problemlos und effizient vernetzen, indem sie nach eigenen Regeln verschiedenste Daten einbringen und austauschen.

Autos parken automatisiert in kleinstmöglichen Abständen in Parkhäusern. Vernetzte Fahrzeuge in der Digitalen Stadt antizipieren die Wetter- und Verkehrssituation.

Lösungsarchitektur & -Plattformen:

Energie und Umwelt

Die Digitale Stadt von morgen setzt konsequent auf erneuerbare Energie und Reinhaltung der Luft. Die Bürger beziehen ihren Strom aus den eigenen Wind- und Solar-Anlagen in der Nachbarschaft, der Autoverkehr erfolgt größtenteils elektrisch.

Geräte und Heizungen passen ihren Verbrauch automatisch an die Energieproduktion der eigenen oder benachbarten Solaranlage an. Überschüssiger Strom wird in gemeinsam genutzten Batterien zwischengespeichert und bei Bedarf abgerufen.

Elektromobile finden Lademöglichkeiten auf Parkplätzen und an Laternen. Sie orchestrieren ihre Ladevorgänge untereinander im Schwarm, so dass das Stromnetz auch bei ausschließlicher Nutzung von erneuerbarer Energie kaum ausgebaut werden muss.

Die Beleuchtung im öffentlichen Raum ist zwecks effizienter Auslastung digitalisiert. Die Digitale Stadt hat volle Echtzeit-Transparenz über die lokalen Umweltdaten.

Lösungsarchitektur & -Plattformen:

Management Summary

Rückrufwunsch

Sie möchten Ihre Fragen oder Wünsche zeitnah in einem persönlichen Telefonat besprechen? Dann lassen Sie sich doch von uns zurückrufen. Bitte nennen Sie uns einfach Ihren Namen und Ihre Telefonnummer und wir melden uns zeitnah zur Abstimmung eines Telefontermins.

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