Schlagwortarchiv für: Gebäude und Städte

Smartcity – was heisst das? – Ausgabe April 2017

Die Qualität einer Stadt als Lebensraum wird geprägt durch die Wechselwirkung zwischen gebautem Raum und sozialem Raum. Stadtentwicklungsforschung beschäftigt sich deshalb traditionell mit diesem Zweierverhältnis. In der digitalen Gesellschaft wird daraus neu ein Dreiecksverhältnis aus gebautem Raum, sozialem Raum und Informationsraum. Drei natürliche und zugleich relevante Forschungsfragen sind:

  • Wie wirkt sich der heute vorhandene Informationsraum auf die Stadt aus?
  • Welche Gestaltungsmöglichkeiten haben die Stakeholder?
  • Nach welchen Grundsätzen und in welchem institutionellen Rahmen soll der Informationsraum durch die Stadtverwaltung gestaltet werden?

Wir stehen hier erst am Anfang der Forschung. Für die Definition von Begriffssystemen ist es noch viel zu früh. Wir können uns aber in der Forschung von früheren Ansätzen der Urbanistik leiten lassen.

Einen der jüngsten Referenzpunkte liefert das Handbuch „Urbane Qualitäten“, das aus dem Schweizer NFP 65 heraus geschaffen wurde. Es nennt sechs urbane Qualitäten (die jeweils drei Unterqualitäten entsprechen inhaltlich, aber nicht sprachlich dem Original):

  • Zentralität (logistische, funktionale, symbolische Qualitäten)
  • Diversität (Nutzung, Soziales, Eigentum)
  • Interaktion (Dichte, Intensität, Dauer)
  • Zugänglichkeit (Porosität, Regulierung, Kontextualität)
  • Adaptierbarkeit (Umnutzung, Umdeutung, Umbauen)
  • Aneignung (Nutzung, Gestaltung, Interpretation)

Alle sechs Qualitäten und praktisch alle achtzehn Unterqualitäten werden durch den Informationsraum beeinflusst. Nicht einmal die Porosität bleibt, was sie war. Denn das subjektive Erleben sich verändert, wenn ich dank Informationsdiensten weiss wo Durchgänge existieren. Es ist eben nicht nur das tatsächliche bauliche Sein, sondern auch das Wissen darüber, was das Erleben des Seins beeinflusst. Dazu kommt, dass einerseits mit Multimedia-Technologie die gebaute Stadt bewusst umgestaltet werden kann, wenn Flächen für Projektionen genutzt werden, und anderseits der Informationsraum ein interaktiver ist, der unter anderem Mitgestaltung und Spiele ermöglicht.

Das Vorhandensein des Informationsraums macht aber die Stadt nicht nur potentiell zu einer besseren Stadt mit höheren Qualitäten, sondern er bedroht auch das Wesen der Stadt in seinem Kern: Er droht der Stadt ihre Identität zu nehmen. Open Government Data (OGD) verspricht beispielsweise „Wir lassen weder Bürger noch Daten wandern, sondern Algorithmen!“ Das heisst, einmal lokal entwickelte Apps können global genutzt werden, wenn die offenen Daten globalen Standards entsprechen – und dass sie das irgendwann tun, das ist die grosse Vision der OGD Community. Auch beim Internet of Things (IoT) geht es ganz besonders darum, Standards zu etablieren – unabhängig ob eine freie Nutzung das Ziel ist. Der Effekt ist, dass „The Winner takes it all“ Effekte häufig werden. Wobei bei Totalstandardisierung oft KMUs gute Chancen haben, sich gegen Weltfirmen durchzusetzen, während bei Teilstandardisierungen IT-Giganten ideale Voraussetzungen finden noch gigantischer zu werden. Die mögliche Folge: Städte bekommen eine globalisierte Weltkultur übergestülpt – Stadtidentität war gestern.

Gut oder schlecht, das mögen andere bewerten. Wollen oder Nichtwollen ist nicht wirklich ein Thema. Können oder Nicht-Können hingegen sehr. Auch die Stadtentwicklung muss Digitalisierungsfähigkeiten aufbauen, wenn sie in Zukunft noch eine Rolle spielen will.

Herzlichst, Ihr Reinhard Riedl

 

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Building a decentralized Global Network for the Internet of Things

Big Data, Internet of Things and Artificial Intelligence. These are some of the trendiest words at present in the digital ecosystem. Internet of Things as a concept has been in existence for over 15 years now but has truly evolved with the innovation around mobile computing and advanced processing power. The future of communications might be predicted towards bandwidth heavy networks but some see an alternative in a technology named LoRa. LoRa (for Long Range) is among a clutch of radio technologies that connect devices cheaply over unlicensed spectrum and vast distances, needing very little power.

The Things Network is an initiative started off in September 2015 with a simple and yet powerful mission to provide the world with a global, open, free data network that is owned and operated by the users. It is based on the standard called LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) which is perfect for the Internet of Things as it is low energy, long range and low bandwidth. Because the costs are very low, people do not have to rely on large telco corporations to build such a network. Instead, they can crowdsource the network and make it publicly available. The entire city of Amsterdam was covered within 6 weeks which led and inspired numerous initiatives around the globe to do the same.

What’s been really setting The Things Network apart from other initiatives and models around the telecommunication industry is the openness and the transparency in building such a network. The entire project is aimed to be distributed (and open source), which has played an integral role in expanding to over 350 cities across 80 different countries in the world.

To allow people to build this global crowdsourced network, The Things Network ran a successful Kickstarter campaign which raised €300,000 for the production of LoRaWAN gateways and development kits. Besides the product, it was the vision that people were most attracted to. One of the challenges for the communities around the world starting with the initiative was the lack of cheaper hardware products available in the market. The Kickstarter campaign was a perfect answer to this. People from over 45 countries backed for over 1000 gateways which will be shipped in 2017 later. The Kickstarter campaign was a huge marketing impetus to the initiative which truly gave it a global perspective. The story rapidly went viral and attracted a lot of attention from the tech-enthusiast looking to be a part of this movement.

While the backers waited for their product to be shipped, the work on building the backend i.e. the network server has been really encouraging. With a small group of people it is possible to provide an entire city (or an area) with data connectivity for things to connect to the internet. Local communities comprising of people from different backgrounds ranging from tech enthusiasts to SME’s to enterprises have been driving the initiative actively in their area. This has also led to innovative use – cases running on the public network generating value from it. For instance the flood network in Oxford has been instrumental in showcasing some of the examples and the capability of the network. Other such examples include air quality sensors, smart city applications such as parking, water management, grids, agriculture and irrigation control. The Things Network allowed community members to get in touch with people locally to exchange knowledge and word together on building use cases and prototypes. Each community has it’s own public community page on The Things Network, such as Zurich.

The increase in outreach of this initiative has led to a virtually global community in LoRaWAN technology that has created useful resources and documentation alongside sharing their projects. It really brings down the barrier for someone nascent in this field. With curated content from over 10,000 members it has allowed people to work together and unleash from the public network. Local meetups have evolved into workshops, hackathons and have enabled people to share the knowledge, experience and their projects with the community. The next step is to create a blockchain-enabled value exchange for community members, to balance ‘give and take’ of network capacity – if I use more than I bring in (for instance, airtime), I can compensate others. And vice versa.

The journey of less than 15 months has clearly highlighted the fact that you don’t need a huge investment for making cities smarter instead it can be driven by local grass root initiatives. With an estimated 2.3 billion devices coming to smart cities this year, it would need something to connect to and The Things Network is aiming to be the very network allowing this to happen.

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Stadtplanung und Umweltauswirkungen

In der Schweiz verursacht der Transportsektor rund ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs. Das Forschungskompetenzzentrum SCCER Mobility entwickelt Wissen und Technologien, die wesentlich sind für den Übergang von den aktuell auf fossilen Brennstoffen basierenden Transportsystemen zu ökologischeren Lösungen.

Das SCCER Mobility (siehe Begriffserklärung am Ende des Beitrags) will die komplexe Dynamik der Mobilität, des Transports und der gesamten Energiesysteme – einschliesslich ihrer Wechselwirkungen mit der Stadtplanung – verstehen lernen. Der Kompetenzbereich «Dencity – Urbane Entwicklung und Mobilität» der Berner Fachhochschule BFH hat zusammen mit dem Institut für Umwelt der ETH Zürich, das Ziel, die Konsequenzen der Wechselwirkung zwischen den bestehenden Gebäudetypologien und den CO2-Emissionen aus den privaten Haushalten aufzuzeigen.

Um dieses Ziel zu erreichen, wurde das automatisierte Dencity-Analysemodell (ADAM) entwickelt, das bestehende Gebäudetypologien (siehe Grafik) für die ganze Schweiz identifiziert. Dieses Modell kann mit einer immensen Menge an unterschiedlichem Dateninput umgehen. Zu diesem Zweck muss ADAM vollständig integrierbar sein in das Ökosystem des bestehenden schweizerischen Geografischen Informationssystems GIS (Informationssystem zur Erfassung, Bearbeitung, Organisation, Analyse und Präsentation räumlicher Daten). ADAM ist in der Lage, die spezifischen Koordinatensysteme der verschiedenen Dateninputs zu identifizieren, abzustimmen und zu überlagern. Das automatisierte Analysemodell basiert auf einem eigenen Algorithmus, wobei dieser die Verknüpfung von Open-Source-Daten, Daten aus dem schweizerischen Bundesamt für Statistik, dem Bundesamt für Raumentwicklung sowie Daten zu CO2-Emissionen je Einwohner kombiniert. Der spezifische Output von ADAM ist eine neuartige Datenbank sowie Karte für alle bestehenden Gebäudetypologien der Schweiz mit ihrer Haushaltsidentifizierung, Koordinaten und CO2-Ausstoss. Diese Datenbank unterstützt nun bei stadt- und raumplanerischen Analysen und Optimierungen und dient Städten und Gemeinden als Entscheidungsgrundlage für Planungen.

Die durch ADAM analysierten Gebäudetypologien von links nach rechts mit der entsprechenden Farbcodierung: Punkthäuser, geschlossener Block, Zeilenhäuser, offener Block; Spezialfälle und Sonderformen werden in eine separate Kategorie aufgenommen.

Die durch ADAM analysierten Gebäudetypologien von links nach
rechts mit der entsprechenden Farbcodierung: Punkthäuser,
geschlossener Block, Zeilenhäuser, offener Block; Spezialfälle und
Sonderformen werden in eine separate Kategorie aufgenommen.

Weiterführendes Forschungspotenzial 

Die Analysemöglichkeiten, die sich in Bezug auf Planungsszenarien erschliessen, sind immens. ADAM kann als Zugang zu «Big Data» (Datenmengen, die zu immens und komplex sind, als dass sie mit manuellen und klassischen Methoden der Datenverarbeitung auszuwerten wären) und zur räumlichen Analyse gesehen werden. Es bereitet «Big Data» und Komplexität für das Tagesgeschäft von Architekten, Planern und Ingenieuren auf. Die Stärken des Analysemodells sind die Handhabung grosser, komplexer Datenmengen sowie die Extraktion der notwendigen Grundlagen. ADAM identifiziert Daten, verarbeitet, kombiniert und ordnet zu, um eine definierte Frage zu lösen.


SCCER Mobility
Im Rahmen des Aktionsplans «Koordinierte Energieforschung Schweiz» hat die KTI den Auftrag, den Aufbau interuniversitär vernetzter Forschungskompetenzzentren, sog. Swiss Competence Centers for Energy Research (SCCER), zu finanzieren und zu steuern. Das SCCER Efficient Technologies and Systems for Mobility (SCCER Mobility) ist im Aktionsfeld «Effiziente Konzepte, Prozesse und Komponenten in der Mobilität» angesiedelt.


 

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Führungsinstrumente für den föderalen Staat

Nur wenige Organisationen nutzen die heutigen Möglichkeiten der Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) systematisch, um Führungsprozesse zu unterstützen. Auch Politik und Verwaltung tun sich schwer damit. Entwickler des BFH Zentrums «Digital Society» wollen dies ändern.

Vom Studentenprojekt …

Das Institute for ICT-Based Management ICTM ist eines der Institute des Departements Technik und Informatik, die sich im BFH Zentrum «Digital Society» engagieren. Die Forschungsgruppe von Prof. Dr. Urs Sauter entwickelt seit mehr als einem Jahrzehnt in enger Kooperation mit Partnern aus Wirtschaft und Verwaltung Führungsinstrumente für den föderalen Staat. Im Jahr 2006 entstand im Rahmen einer studentischen Arbeit der erste webbasierte Prototyp des Cockpits der Gemeinde Wohlen bei Bern. Seither konzentriert sich eine Forschungsgruppe des ICTM auf die Entwicklung von Führungsinstrumenten und Führungsprozessen. Dank der Unterstützung durch die KTI (Kommission für Technologie und Innovation) und durch Partner aus Wirtschaft und Verwaltung konnte die Gruppe auf den Gebieten Business Intelligence, Public Management sowie GIS (Geographische Informationssysteme) beträchtliches Know-how aufbauen.

… zur Vision …

Daten gehen oft seltsame, komplizierte und mit Medienbrüchen verbundene Wege bis sie im Management Report eines Führungsgremiums auftauchen. Dies führt nicht selten zu Fehlern und unfruchtbaren Diskussionen. Mit den heute verfügbaren Mitteln der IKT lässt sich das vermeiden. Die Forschungsgruppe verfolgt in ihren Projekten die Vision, Führungsgremien am jeweiligen Arbeitsort zur richtigen Zeit mit den relevanten Informationen aus den am besten gepflegten Datenquellen zu versorgen und den gesamten Führungskreislauf (plan, do, check, act) zu unterstützen. Im Zentrum steht dabei die Umsetzung der Strategie. Dies lässt sich nur mit einer Führungsplattform, die aus verschiedenen Komponenten besteht, realisieren. Eher noch wichtiger als die technische Plattform ist die Anpassung der Führungsprozesse. Nur diese können sicherstellen, dass Führungszyklen auch zu Lernzyklen werden. Die Realisierung dieser Vision stellt einige technische und insbesondere auch organisatorische Herausforderungen, die es gemeinsam mit den jeweiligen Partnern zu meistern gilt.

… und zur kontinuierlichen Entwicklung von Instrumenten und Prozessen

Das heute verfügbare Gemeindecockpit ist mit dem ersten Prototyp kaum mehr zu vergleichen. Es handelt sich um eine Führungsplattform, die kleine und mittlere Gemeinden umfassend bei der Entwicklung und Umsetzung ihrer Strategie unterstützt. In einem Data Warehouse werden Daten aus verschiedenen Datenquellen bereitgestellt (Einwohner, Finanzen, Steuern, Infrastrukturen, GIS). Dashboards und die zentral geführte Massnahmenplanung geben einen Überblick über die Zielerreichung und den Stand der von der Exekutive in Auftrag gegebenen Massnahmen. Mehrdimensionale Datenbanken (Cubes) erleichtern die Datenanalyse nach verschiedenen Dimensionen (Ort, Zeit, Verantwortungsbereich, Konten, Demographie usw.).

Welches sind die nächsten Schritte? Die bisherigen Erfahrungen haben gezeigt, dass es in den meisten Fällen schwieriger ist, die erforderlichen organisatorischen Anpassungen vorzunehmen als die technischen Probleme zu lösen. Einerseits müssen die Führungsprozesse von der Entwicklung der Strategie bis zur Kontrolle der operativen Umsetzung und den daraus gezogenen Rückschlüsse aufeinander abgestimmt werden. Andererseits sind sich Führungskräfte in Politik und Verwaltung oft nicht gewohnt, Ziele so präzis zu formulieren, dass ihre Umsetzung möglichst einfach überprüft werden kann. Je grösser eine Organisation, desto anspruchsvoller ist dieser Prozess. Die Publikation einer wohl formulierten Strategie allein bewirkt noch nichts. Die auf der obersten Führungsebene recht abstrakt gehaltenen Ziele und Massnahmen müssen über mehrere Hierarchieebenen heruntergebrochen und den Mitarbeitenden so kommuniziert werden, dass sie verstehen, welches ihr Beitrag zur Umsetzung ist. Im nächsten Projekt geht es darum, eine schlanke Softwarelösung zu entwickeln, die diesen Prozess je nach Anforderung der Organisation und bestehender IT Umgebung flexibel unterstützt. Insbesondere soll die neue Software einfach mit bestehenden Intranet und Kollaborationssystemen gekoppelt werden können.

Weitere Informationen www.gemeindecockpit.ch

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