IoT in Smart Cities: Gestaltung der urbanen Landschaft von morgen

Inhaltsverzeichnis

1. Das Internet der Dinge und Smart Cities
   • Was verstehen wir unter Smart Cities?
   • Warum brauchen wir Smart Cities?
2. Schritte für die Smart City Implementierung
3. Vorteile einer Smart City
   • Verbesserung der Lebensqualität
   • Öffentliche Sicherheit
   • Ein Katalysator für bessere Gesundheit
   • Verkehrsmanagement
   • Sauberere und nachhaltigere Umwelt
4. Top 10 Smart Cities der Welt
5. Zusammenfassung

Das Internet der Dinge und Smart Cities

Die UN prognostiziert, dass 68 % der Weltbevölkerung bis 2025 in Städten leben werden.

Zu den Top-Technologietrends 2020 gehören Smart Cities, die durch IoT angetrieben werden, als einer der prominentesten. Wie in diesem Beitrag IoT predictions for 2020 & beyond belegt, sind eine Reihe innovativer Maßnahmen bereit, unsere Umgebung informierter und selbstbewusster zu machen.

Wie schnell ist diese Entwicklung? Ein Bericht von PricewaterhouseCoopers besagt, dass die Ausgaben für Smart Cities weltweit bis 2025 voraussichtlich 2,5 Billionen US-Dollar übersteigen werden. In etwa fünf Jahren erwarten Sie also massive Investitionen, die rasche und radikale Transformationen überall bewirken werden.

Theorie und Zahlen beiseite: Wie wird das zukünftige städtische Leben aussehen? Welche neuen Fortschritte und alternativen Prozesse werden Bürger gewöhnen müssen? Was bedeutet der Makeover Ihrer freundlichen Nachbarschaft für Sie? Lesen Sie weiter, während wir die vielen Implikationen und Auswirkungen von Smart Cities auf Leben und Landschaften detaillieren.

Was verstehen wir unter einer Smart City?

Eine Smart City ist eine, die sensorgesteuerte Datenerfassung und leistungsstarke Analysen nutzt, um eine breite Palette von Services zu automatisieren und zu orchestrieren, um Ressourcen optimal zu nutzen, Kosten zu senken und die Umweltbelastung zu verringern für eine nachhaltigere Entwicklung.

Disruptive Technologien wie IoT sind Haupttreiber bei der Transformation jeder städtischen Stadt in eine Smart City, ermöglicht durch den smarten Einsatz von Daten, um Probleme anzugehen und Lösungen zu bieten.

Laut McKinsey arbeiten drei Ebenen zusammen, um eine Smart City zu machen. Die erste ist die Technologiebasis, die eine kritische Masse an Smartphones und Sensoren umfasst, die durch Hochgeschwindigkeitskommunikationsnetze verbunden sind. Die zweite Ebene besteht aus spezifischen Anwendungen, die Rohdaten in Alarme, Erkenntnisse und Handlungen übersetzen – hier kommen Technologieanbieter und App-Entwickler ins Spiel. Die dritte Ebene ist die Nutzung durch Städte, Unternehmen und die Öffentlichkeit. Viele Anwendungen gelingen nur, wenn sie weit verbreitet sind und es schaffen, Verhalten zu ändern.

Warum brauchen wir Smart Cities?

Mit der steigenden Weltbevölkerung gekoppelt mit dem Problem der Ressourcenknappheit ist es unerlässlich, Technologien wie KI und IoT zu nutzen, um Smart Cities zu planen, die mehrere Probleme in einer koexistierenden Gesellschaft bewältigen können.

Smart Cities sind für die förderlichste Nutzung von Raum und Ressourcen sowie für eine effiziente und optimale Verteilung von Vorteilen konzipiert. Sie zielen auch darauf ab, die Konnektivität auf verschiedenen Ebenen unter Bürgern sowie zwischen Verwaltung und Bevölkerung zu erhöhen. Das System kann mehrere Redundanzen im aktuellen System abmildern und Zeit und Geld sparen. Smart Cities zielen auch darauf ab, das Problem der Verschmutzung zu lösen und sind umweltfreundlicher, energiesparend und fokussieren sich auf Nachhaltigkeit.

Schritte für die Smart City Implementierung

Das Spektrum der Smart-City-Anwendungen ist hochgradig divers, aber die Ähnlichkeit liegt in der Implementierungsmethodik.

Dieses sechsschrittige Implementierungsmodell zeigt, welche Schritte befolgt werden müssen, um eine effiziente und skalierbare IoT-Architektur für eine Smart City zu erstellen.

Vorteile einer Smart City

• Verbesserte Lebensqualität – Ähnlich wie ein Smartphone die ganze Welt an unsere Fingerspitzen bringt, integriert eine Smart City modernste Technologien, um die Lebensqualität für eine ganze Stadt zu verbessern. Das McKinsey Global Institute stellt fest, dass Smart-City-Anwendungen Auswirkungen auf verschiedene Dimensionen der Lebensqualität haben – Sicherheit, Zeit und Bequemlichkeit, Gesundheit, Umweltqualität, soziale Verbundenheit und bürgerliche Teilhabe, Jobs und Lebenshaltungskosten. Die Schaffung einer Smart City ist ein langsamer und gradueller Prozess, der nicht nur technologische Implementierung beim Bau der Smart City erfordert, sondern auch technologisches Bewusstsein und Kompetenz seitens der Bürger. Dies führt automatisch zu Verbesserungen der Lebensqualität, und Selbstbewusstsein stärkt Nachhaltigkeit.

• Öffentliche Sicherheit – Es gibt eine zunehmende Anzahl von Verbrechen weltweit, da die Bevölkerung wächst und der Druck auf die Ressourcen steigt. Es wurde beobachtet, dass polizeiliche Ermittlungen oft behindert werden, aufgrund von Gründen wie blinden Flecken in Videonetzwerken, minderwertigen Bildern oder Problemen mit Überwachungskamera-Feeds. Neue Technologien werden jedoch verfügbar, um der Polizei zu helfen, Verbrechen effektiver zu bekämpfen. Zum Beispiel nutzt Predictive Policing die Macht von Big Data und Analytics, um historische und Verhaltensdaten, Kamera-Feeds etc. zu sichten und vorherzusagen, wann und wo Verbrechen und andere Formen öffentlicher Unordnung wahrscheinlich auftreten. Machine Learning und neuronale Netze werden bereits eingesetzt, um Gesichtserkennungslösungen für Videoüberwachungsaufnahmen bereitzustellen, um Polizeibehörden bei ihrer Arbeit zu unterstützen. Laut McKinsey könnten Übergriffe, Raub, Einbruch und Autodiebstahl in technologisch gestärkten Smart Cities um 30 bis 40 Prozent gesenkt werden. Darüber hinaus stehen die unberechenbaren Vorteile, den Bewohnern Bewegungsfreiheit und Seelenfrieden zu geben.

• Ein Katalysator für bessere Gesundheit – Smart-City-Anwendungen können dem bereits strapazierten Gesundheitssystem durch anhaltende Urbanisierung, Industrialisierung, alternde Bevölkerung, Klimawandel und steigende Gesundheitskosten etwas Erleichterung verschaffen. Smart Healthcare nutzt die neuesten mobilen und digitalen Technologien, um Fortschritte in eHealth- und mHealth-Systemen zu erzielen und gleichzeitig das Wachstum intelligenter und vernetzter medizinischer Geräte voranzutreiben. IoT-Technologien sind entscheidend für die Gesundheitsrevolution. Daher ist es notwendig, Gesundheits- und Wellnessziele in den frühen Planungs- und Architekturphasen von Smart Cities zu priorisieren. Wenn Städte digitale Technologien in vollem Umfang einsetzen, besteht das Potenzial, DALYs (disability-adjusted life years) um 8 bis 15 Prozent zu reduzieren, laut einem McKinsey-Bericht.

• Verkehrsmanagement – Hasst nicht jeder, im Stau stecken zu bleiben? Aber in vielen Städten sind sie unvermeidbar, aufgrund der übermäßigen Anzahl von Fahrzeugen auf der Straße und schlechter Infrastruktur. IoT-gestützte smarte Verkehrssysteme werden in entwickelten Ländern eingesetzt, um zahlreiche Probleme zu lösen, wie die Übermittlung von Daten zu Staus auf verschiedenen Routen, um den Stau zu vermeiden; sie helfen auch, die Sicherheit von Pendlern zu erhöhen, indem sie Informationen zu Verkehrsunfällen an die zuständigen Behörden übermitteln, damit sofortige Maßnahmen ergriffen werden können. Bis 2025 haben Städte, die Smart-Mobility-Anwendungen einsetzen, das Potenzial, Pendelzeiten durchschnittlich um 15 bis 20 Prozent zu verkürzen, wobei einige Menschen sogar noch größere Reduzierungen genießen. Ist das nicht ein riesiger Anreiz, Smart-City-Projekte in großem Maßstab zu planen und umzusetzen!

• Sauberere und nachhaltigere Umwelt – Umweltbedenken wachsen in alarmierendem Tempo aufgrund von Urbanisierung, Industrialisierung, steigendem Konsum. Es ist an der Zeit, diese Themen für eine nachhaltigere Entwicklung für uns und künftige Generationen anzugehen. Anwendungen wie Gebäudeautomationssysteme, dynamische Strompreise und einige Mobilitätsanwendungen könnten zusammen Emissionen um 10 bis 15 Prozent senken. IoT-fähige Geräte helfen bei der Verfolgung von Wasserverbrauch, verschwendetes Wasser durch Leckagen kann genutzt werden, um Wassersparen zu fördern.

Pay-as-you-throw digitales Tracking kann das Volumen von Festabfall pro Kopf um 10 bis 20 Prozent reduzieren.

Luftqualität kann mit Hilfe von Sensoren erfasst werden, Informationen können den Menschen bereitgestellt und die Verschmutzungsquelle identifiziert werden, sodass Maßnahmen zu ihrer Minderung ergriffen werden können. Dies kann negative Gesundheitsauswirkungen um 3 bis 15 Prozent reduzieren, je nach aktuellem Stand.

In dem Bestreben, positiv zur Umwelt beizutragen, haben wir mit einem globalen Hersteller von Filtrationsgeräten zusammengearbeitet, um ihre Produkte mit smarten Fähigkeiten auszustatten, die es ihnen ermöglichten, Luftfilterprozesse automatisch basierend auf kontinuierlicher Auslesung von Qualitätsindikatoren anzupassen. Hier ist, wie wir es gemacht haben.

Es gibt zahlreiche weitere Vorteile einer Smart City, die wir noch sehen werden, da neue Anwendungen noch erforscht werden. Obwohl wir zweifellos sagen können, dass Smart Cities insgesamt eine bessere Organisation und Infrastruktur haben und als Städte beschrieben werden können, die in der Lage sind, Informationstechnologie zu nutzen, um Effizienz, Nachhaltigkeit zu schaffen und sicherzustellen, dass die in der Stadt verfügbaren Dinge effektiv genutzt werden, um besseres Leben zu erfüllen.

Top 10 Smart Cities der Welt

Obwohl „Smart Cities“ zu einem Buzzword geworden sind, ist es schwierig zu bestimmen, welche Städte in Bezug auf die implementierten Technologien am fortschrittlichsten sind.

Dieser Blog listet jedoch die Top 10 Städte basierend auf bestimmten Faktoren auf, die Smart-City-Planung in großem Maßstab umsetzen.

Zusammenfassung:

IoT erleichtert die Vernetzung von Städten und die Verwaltung mehrerer Infrastrukturen und öffentlicher Dienste. Von smarten Verkehrssystemen bis zur Verbesserung der Lebensqualität, smarter Abfallentsorgung, Wassereinsparung, smarten Gesundheitseinrichtungen usw. – es gibt hochdiverse Use Cases.

Sie alle zielen jedoch auf dasselbe Ziel ab: nachhaltige Entwicklung, durch Implementierung von Lösungen, die Energiekosten senken, die Nutzung natürlicher Ressourcen optimieren und zu einer sichereren und gesünderen Umwelt führen.

Smart Cities werden tatsächlich Zeit brauchen, um ihr volles Potenzial zu entfalten. Aber die Unvermeidlichkeit ihrer Existenz ist klar. Sehr bald werden wir Zeugen von „smarten Autos“ der Zukunft, die die Fähigkeit haben, miteinander über Vehicle-to-Vehicle (V2V) Kommunikationstechnologie zu „sprechen“, und mit Infrastruktur kommunizieren, mit Vehicle-to-Infrastructure (V2I) Konnektivität.

Alles, was wir in Science-Fiction-Filmen sehen, könnte sehr bald Realität werden!