Schlagwortarchiv für: Smart City

Wie smart müssen unsere Gebäude sein?

Der Anspruch an die Qualität unserer Wohn- und Arbeitsräume wächst stetig. Heute ist der Energiebedarf für die Erhaltung eines komfortablen Raumklimas in der Schweiz für rund 37 Prozent des gesamten Energieverbrauchs verantwortlich. Um davon wegzukommen, dürfen wir nicht ausschliesslich auf die Gebäudetechnik setzen – denn der Mensch macht deren Vorteile oft zunichte.

Ein paar Tatsachen vorweg: Wir Menschen fühlen uns wohl bei einer Raumtemperatur von 20 bis 24° Celsius, möglichst ohne Durchzug, gerne auch mit genügend Tageslicht. Wir wollen uns weder ausgestellt noch eingesperrt fühlen und brauchen frische Luft, um frei atmen zu können. Nun ist es im Schweizer Mittelland im Jahresdurchschnitt nur rund 10° Celsius warm. Die Differenz zu unserem Wohlfühlbereich überwinden wir mit einer geeigneten Gebäudehülle und, je nach deren Qualität, mehr oder weniger thermischer Energie.

Wärme ohne Heizung – eigentlich kein Problem
Um die Differenz zwischen der Aussen- und der gewünschten Innentemperatur zu überwinden, gibt es Heizungen. Aber nicht nur: Sonneneinstrahlung, verschiedenste Elektrogeräte und nicht zuletzt wir Menschen mit einer Wärmeleistung von 70 bis 100 Watt pro Person wirken ebenfalls als Wärmequellen. Mit einem ausgewogenen Glasanteil und einer optimalen Wärmedämmung kommen sogenannte Passivhäuser heute problemlos ohne Heizung aus. Solche Gebäude sind in der Lage, das Raumklima im Wohlfühlbereich von 20 bis 24° Celsius zu halten – sogar fast ohne Gebäudetechnik.

Viel Heizwärme verpufft in alten Gebäuden
Auch bei normalen Neubauten wird heute wegen der gesetzlich vorgeschriebenen, guten Wärmedämmung nur noch wenig Heizwärme benötigt. Anders ist es bei Gebäuden, die vor dem Jahr 2000 erstellt worden sind. Hier ist der Wärmestrom von innen nach aussen relativ gross. Diese Gebäude stellen den Grossteil unseres Gebäudeparks dar und brauchen viel Heizwärme, die heute noch zu einem grossen Teil aus nicht erneuerbaren fossilen Energiequellen erzeugt wird. Hier liegt eine der grossen Herausforderungen der Energiewende.

Der Mensch wird zum Störfaktor
Der Mensch hat einen sehr grossen Einfluss auf den Energiebedarf in Gebäuden. Wären wir im Winter im Durchschnitt mit einem Grad Celsius weniger zufrieden, könnten wir rund 5 Prozent Heizenergie einsparen. Wer aber lebt schon gerne in einem Haus, in dem die Temperatur nicht komfortabel ist? Ist es zu kalt, wollen wir heizen; ist es zu warm, wollen wir kühlen und öffnen die Fenster. Gerade Letzteres kommt in gut gedämmten Häusern oft vor. Ist also ein Gebäude nicht selbst in der Lage, den Komfortbereich zu halten, wird der Mensch zum Störfaktor. Insbesondere im Niedrigenergiebereich ist der Einfluss der Nutzer auf den Energiebedarf oft gross und kann Abweichungen von 50 bis 100 Prozent gegenüber der berechneten Energiemenge ausmachen, wie eine Studie des Bundesamts für Energie 2010 ergeben hat.

Die Gebäudetechnik hilft beim Energiesparen…
Wir Menschen haben wenig Gespür für Energie, für Komfort aber sehr wohl. Energie sparen wir nur dann, wenn wir Änderungen im Energieverbrauch explizit wahrnehmen, den Zusammenhang zu unserem Handeln erkennen und uns klare Ziele setzen. Hier kann die Gebäudetechnik einsetzen: Einerseits vermeidet sie durch selbsttätiges Regeln innerhalb des Komfortbereichs, dass unnötig Energie aufgewendet wird. Andererseits gibt sie dem Nutzer Feedbacks in Form von geeigneten Informationen, die diesen zum Eingreifen auffordern – oder davon abhalten. Sparsames Verhalten wird damit begreifbar. Wollen wir das Energiesparpotenzial der Gebäudetechnik ausschöpfen, müssen wir deshalb den Nutzer mit seinen Bedürfnissen und Gewohnheiten noch besser berücksichtigen.

… aber sie kann es nicht alleine richten
Wir sollten uns aber davor hüten, die Gebäudetechnik als Heilsbringerin zu sehen. Zuerst müssen wir die Hausaufgaben im baulichen Bereich sorgsam erledigen, um zu verhindern, dass die Abweichungen zum Komfortbereich mit viel technischem Aufwand und einem stetigen Energiestrom korrigiert werden müssen. Deshalb gilt: Das Gebäude soll leisten, die Gebäudetechnik soll justieren.

Smarte Gebäude müssen gutmütig sein
Sowohl die Gebäudetechnik als auch das Gebäude selbst müssen also smart sein. Ein smartes Gebäude hat solide bauliche Eigenschaften: eine gute Wärmedämmung, einen angemessenen Glasanteil, eine wirksame Beschattung und eine gute thermische Speichermasse. Es reagiert deshalb gutmütig auf schwankende externe und interne Wärmeverhältnisse und kann fast oder sogar ganz ohne Gebäudetechnik den Komfortbereich für die vorgesehene Nutzung ganzjährig erhalten. Eine intelligente Gebäudetechnik ergänzt das Gebäude als System. Aber keine auch noch so smarte Gebäudetechnik kann ein nicht smart gebautes Gebäude heilen.


Der Beitrag stammt aus der folgenden Publikation:

«Energiewende»
Wie können wir unsere begrenzten Ressourcen so einsetzen, dass wir Umwelt und Klima weniger belasten als bisher und dennoch einen hohen Lebensstandard erreichen? Diese Frage steht im Zentrum der Energiewende als Ganzes – denn die Energiewende greift tiefer als der blosse Ausstieg aus der Kernkraft. Die Autorinnen und Autoren betten die Energiewende ein in den grösseren Zusammenhang der Begrenztheit unserer Erde und präsentieren einschlägige Lösungen mit ihren Chancen und Grenzen in der praktischen Umsetzung.

Mit Glossar: „Die Energiewende in 100 Begriffen“.
EBP (Hrsg.): Energiewende. Erschienen 2017 im vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich (ISBN 978-3-7281-3827-9).

Abdruck mit freundlicher Genehmigung des vdf Hochschulverlags.

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Smart homes: what will change for its users?

Smart homes will change our way of living in homes, but it is hard to predict how, because many trends coexist pointing into different directions. This article describes key perspectives of the change ahead of us.

Smart homes are homes that heavily exploit information and communication technology (ICT). They have built in digital sensor, actors, and intelligence, most of which can be accessed and controlled over the internet.  Actually, but we are able to identify three different forms of smart home solutions that will shape our future:

  1. Network access to and from home devices – this is the main characteristic of the first generation of smart homes, and it is out there for a decade now
  2. IT tools to solve existing problems, that are embedded into our homes and interact with the outside world – this is the main characteristic of the second generation of smart homes and is under development right now
  3. Digital transformation of homes, that is driven by solutions rather than problems – this will create disruptive change both for the economy and our social life

Type 1 and type 2 smart home solutions rely mainly on service enrichment, while type 3 solution will lead to demand destruction as it will replace and package real world services with software from the perimeters of large platform based ecosystems. Of course, separations between the types are only vague, as already type 1 provides elements from the fundament of part 3. That is, according to the best of our contemporary knowledge. Naturally, all arguments in this article are based on the reflection of past experience. The future may be totally different with respect to tools and usage forms, but at least there is some evidence that emerging economic patterns – such as platform based ecosystems – will persist.

Type 1 solutions are characterized by the two narratives “online access to home devices” and “intelligent system control”. We shall see in the years to come that they will grow in diversity of functions integrated and in scale of homes providing them.

Type 2 solutions are mostly problem focused and will provide new tools, and ultimately functions, to be added to or embedded into type 1 solutions.  In a first phase, they are likely to address the challenges of life for elderly people, as there are many R&D projects either running or in planning. Later on, we may see new demands popping up.

The difference between tools, functions, and transformations

Many people outside IT have now understood the high potential of ICT tools. They haven even contributed to design principles, such as “platforms plus specific GUIs instead of you-can-do-everything-with-me solutions”. The latter design principle is about recapturing control on software tools by the domain experts that use them. It is a promising mental step from playing with tools to thinking about functions. But still most of the domain experts fail to embrace the potential of digital transformations.

Digital transformations destroy the old ways of doing things. They change the use of software and creatively destroy businesses by eliminating simply the demand for them.  Let us look at what this implies for people living in homes (whatever these may be): For them, transformation will take place in at least two major forms: automated human tasks and new mental lifestyles enabled through ICT.

Think of whatever you have as task related to your home: There will soon be an app to help you do it – from food shopping (which many people already do via apps) to the design of the refurnishing (where apps will take the roles of interior architects). And where the smartphone does not provide enough viewing space, pad-optimized web portals will help. And this is only the beginning, a first step in row of several transformation steps.

Think also about whatever living preference you could have. As long as there is a bunch of people interested in it we shall see it taking place sooner or later. The bounty of lifestyles will significantly increase, whereby all will profit, but to different extents. In that way, evolutionary biology and anthropology will become key disciplines, as there will be many new ways to implement their findings, while on the contrary they may help us to identify all kinds of bullshit bingo smart home ideas.

Beyond all what we know from reality, from literature, and from dreams, we shall see the emergence of artificial home architectures with different types of territories. These homes will no longer be characterized by clear border lines between inside and outside but rather they will show a sequence of more public – or looking into the opposite direction more private – territories. Thereby, physical and virtual access will differ in general. Like in whole districts the interplay between physical space, social space and information space will influence how these places are perceived. It is unlikely that we shall observe new scenes of home being and social interaction, but it is very likely that we shall see new configurations integrated in new compositions. The digitally transformed home will create so far unknown home experiences.

Miscellaneous remarks

You may have been surprised to read about both new demand and demand destruction in one article, but indeed both will happen. The digital transformation shows many couples of contradictory trends. In some areas they are competing, e.g. concerning the transparency money flows, in other areas like the ones addressed here, they are complimentary.

Much of what is described here involves more than the smart home, or does not even involve the smart home at all. This is very typical. For example, data in healthcare may indicate that the shower in the home of a poor patient is broken and urgently needs repairing, as otherwise the patient will not be able to wash himself and his expensive therapy won’t help. Thus there may be smart home functions that are fully detached from the physical home. In more cases, the smart home will be realized through the digital integration of the home and the outside world.

Maybe, you were puzzled by the term users in the title. It partly resulted from my ill command of English language, as I was first not sure which term to use – inhabitant, resident, tenant … – but I think it ultimately demonstrates the paradigm shift: Homes will be used and appropriation (German: Aneignung) will address digital functions and ecosystems. The old home-world will soon be gone. Not in all aspects and instances, but, say, to an extent of 95%.

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IoT Data Analytics – A key enabler for the Growth of Smart Cities

In an urban context both citizens and city officials are getting increasingly overwhelmed with data streams from sensors such as GPS devices, cameras, induction loop data, smart meters and a multitude of other sensor data. In order for cities to thrive and offer a desirable environment to be in, it is crucial that such heterogeneous data streams can effectively be managed and analyzed so that actionable decisions can be made. But further to urban challenges related to planning and operations, citizens and people visiting or living in the city judge it by the services that can be provided in their daily lives, be it business, work or leisure time. In this article we will present a small selection of IoT Data Analytics solutions that AGT International is developing as part of three H2020 Smart City Projects funded by the European Commission, namely GrowSmarter, CPaaS.io and VaVeL. We will sketch how analytics developed for concrete Smart City challenges, addressed primarily at city officials, can further be developed to create innovative services for individual people and third parties.

Introduction
When developing Smart City applications, it is as for any commercial application, important to understand the customer and their needs. While it is understood that a city needs to effectively manage its traffic, transport, energy, waste or public safety to name a few, it may not always be as clear who the actual customer is. The aforementioned management challenges can easily be mapped to the respective stakeholders in the city administration. However, as part of the open data initiatives, many cities (consider for instance Vienna, Dublin or Cologne) see opportunities in publishing data sets and encouraging and fostering a community of application developers to provide innovative services. On one hand this means that people living and visiting a city increasingly move into the focus of the application design process. On the other hand it means that there is an explorative space to develop innovative applications for which the needs and value is only emerging. Obviously this both creates an opportunity to develop innovative and possibly disruptive services and poses a challenge to identify the needs that are addressed by the solution.

Common to the aforementioned Smart City application domains is that they require data-intensive services and powerful, reusable IoT analytics that are able to create actionable insights. AGT International is a pioneer in IoT Analytics and Big Data integration covering the domains of Smart Cities, Industry 4.0 and Social IoT. Gartner called AGT International one of four “Cool Vendors in IoT Analytics”. Understanding that analytics optimally enable applications if they are provided as part of a platform in which they can easily be customized for the various applications, we continuously develop our analytics enablers in a holistic way identifying synergies between applications both for which customer needs are clear and emerging. In this article we show how we follow this idea of having a holistic perspective on IoT analytics across Smart City application in the context of our current H2020 research projects GrowSmarter, CPaaS.io and VaVeL. In this article we are only able to touch on a very small sample of Smart City IoT analytics. Some more information about our analytics and application domains can be found in an article by Daniel Harris, one of Software AdviceTM Market Researchers, about 4 Emerging Use Cases for IoT data analytics.

Grow Smarter
GrowSmarter seeks to reduce the overall energy footprint in cities by 60%. GrowSmarter brings together cities and industry to integrate and demonstrate ‘12 smart city solutions’ in energy, infrastructure and transport, providing blueprints for the cities of the future. GrowSmarter is a joint effort of three lighthouse cities in Europe (Stockholm, Barcelona, and Cologne) each with an individual city consortium including industry, city departments, and academia. Furthermore, 6 follower cities (Graz, Suceava, Malta, Porto, and Cork) will implement the most suitable blueprints of the 12 solutions. As part of GrowSmarter the Stegerwald Siedlung with approx. 1,400 homes in Cologne will be turned into a smart district.

Figure 1: The Stegerwald Siedlung. Left: Original houses. Right: Refurbished houses

Energy consumption and production is one critical element in every city. The houses in the Stegerwald Siedlung will be refurbished using energy-saving materials, but some will also install Smart Energy solutions to support energy savings. AGT International has developed a sophisticated data analytics engine allowing a precise prediction of energy consumptions in homes. These information will give tenants a good insight into their energy usage behaviour down to the device level using smart plugs. The backend provides a user interface showing current consumption for the individual rooms or devices. Additionally, a historic view allowing comparison between different time intervals could be chosen. The high frequency of data capturing enables the creation of an individual user energy consumption profiles. Part of the energy data analytics AGT has developed is using this energy pattern allowing a prediction of the energy consumption for the next half an hour. This is far more precise than the standard load profile used by German energy providers. Combined with an installed battery and photovoltaic installations on roof tops, a reduction of primary energy from the grid will be achieved.

Additionally, rich energy consumption patterns provide a behavioural insight to its inhabitants. Using the high frequency energy data we were able to develop a method which recognizes certain activities of the tenants. These information could be used for detecting abnormal behaviour in a household e.g. in a burglary case or detecting dangerous situations in elderly care settings.

VaVeL
The goal of the VaVeL project is to radically advance our ability to use urban data in applications that can identify and address citizen needs and improve urban life. The project brings together two European cities, Dublin and Warsaw that provide diverse large scale data of cross-country origin and real application needs, three major European companies in this space, and a strong group of researchers that have uniquely strong expertise in analyzing real-life urban data.

As one major part of AGT, VaVeL offers an automatic traffic congestion and anomalies detection system based on CCTV data provided by the City of Dublin. In addition, this automatic system will be extended based on Deep Learning methodologies to further enable the detection of relevant street situations such as flooding or emergency incidents.

Both is illustrated in Figure 2, where on the top left our analytics identified a congestion as high traffic flow. On the top right and bottom further problematic situations are shown which will be detected either indirectly as an anomaly of traffic flow or directly using image recognition techniques based on Deep Learning.

In order to come to an efficient user interface, we furthermore investigate how the interaction between the automatic detection system and the operators in the command & control centre can be optimized. To this end we use a vision-based system that is able to track the operator’s attention to the output of the system. This way, for example the urgency of an event can be increased if none of the operator was able to review it.

On one hand, the solution will help to substantially decrease reaction time of traffic operators to potential incidents and to better manage city traffic. On the other hand, together with the consortium partners, the output of VaVeLs CCTV Analytics will be combined with various other data sources and analytics insights in one Big Data platform that makes European urban data more accessible and easier to utilize. This way citizens of the EU can benefit in areas such as transportation and infrastructure.

CPaaS.io
In the CPaaS.io project AGT International is applying its analytics components to provide citizens and tourists an enhanced user experience, i.e. an automatically generated experience log based on sensor data collected from devices such as mobile phones, wearables and mobile cameras. While such an experience log can in principle cover all activities in a city, we initially address activities while visiting events such as mass sport and fun events.

Figure 3: Color Runners getting sprayed with pink colour

This way we are exploring innovative applications at the intersection of our Smart Cities and Social IoT vertical. As an initial event we are considering the Color Run, a global event series that takes place in many cities around the world. At the Color Run, participants run a distance of five kilometres and are being sprayed with colour on their way. As the event focuses on health and fun rather than athletic achievements the aim for the participants is to reach the finish line rather than comparing the running time with other runners. At the finish line the runners gather to party and dance to music while getting sprayed with more colour.

The experience log application fits into the category of explorative Smart City applications. In this application we are re-using existing analytics component in our platform minimizing the effort to build and evaluate their business potential. For instance consider that one analytics component we are using, detects emotions by looking at the faces of persons obtained from mobile cameras. Emotions like happiness, could be aggregated in certain areas in the city thus becoming part of a city pulse application that provides awareness about people’s emotional states over time. From a technical perspective we can reuse the emotion analytics developed as part of our IoT Analytics platform (IoTA). The emotion analytics components in turn is built on a reusable video processing pipeline that is also used by the attention monitoring component described above. In addition, through our platform services we can easily add additional components to enrich the overall experience. This could be both vision-based components as well as more general data analytics and machine learning capabilities. For instance we are considering to re-use our behavioural analytics components described above to obtain insights about how people move around in a city or event.

CPaaS.io perfectly enables the exploration of applications with emerging value such as the enhanced user experience application sketched above. CPaaS.io is a joint R&D project between Europe and Japan and develops a City Platform as a Service that is designed to cover a wide range of different type of applications. In particular it focuses on enabling cross-regional applications that rely on personal and Linked Data. In total it covers 3 diverse use case and 5 application scenarios. Our enhanced users experience application is part of the Managing Fun and Sports Events use case that also includes a Visitor Experience application targeting the Sapporo Snow Festival and a Public Transportation application for the city of Tokyo. CpaaS.io is currently in its first phase in which applications are being developed on top of the platform. In parallel we are currently defining IoT analytics scenarios that show how applications for Managing Fun and Sports events can work across regions, i.e. in Europe and Japan.

Summary
Smart City applications are optimally enabled by IoT analytics if they can be applied to a range of diverse data sets and applications. In order to develop innovative applications with emerging business and societal value, it is important to take a holistic approach and experiment with new, sometimes non-obvious features and functionalities powered by suitable analytics components. Technically this needs to be supported by platforms such as AGT’s IoT Analytics platform (IoTA) that offers customizable analytics components in order to rapidly develop innovative applications. VaVeL, GrowSmarter and CPaaS.io have significant potential to contribute to the challenge of accelerating time-to-market and increasing the number of available Smart City applications. In its research projects, AGT International is investigating these accelerators by (1) developing re-usable and transferable computer vision solutions starting from known challenges related to traffic management, (2) developing re-usable and transferable time-series based analytics for reducing energy-consumption in smart homes, and (3) developing a Smart City platform that deals with personal data, cross-regional applications and supports the experimentation of novel applications with emerging business and societal value.


Acknowledgements and Disclaimer

The work described in this article is partly carried out in the context of the VaVeL, GrowSmarter and CPaas.io projects. These projects have received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 688380 (VaVeL), No. 723076 (CPaaS.io) and No. 646456 (GrowSmarter). The opinions and view described in this article only reflect the authors’ view. The European Commission is not responsible for any use that may be made of the information this article contains.

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Governance einer erfolgreichen Smart City – Ein Multi-Stakeholder-Ansatz ist entscheidend

Der Begriff der Smart City ist in aller Munde, auch in der Schweiz bezeichnen sich viele Städte als „smart“. Was dabei bisher aber nur wenig betrachtet wurde, ist, welche Veränderungen in der Governance in Smart Cities erforderlich sind. In einer Smart City arbeiten staatliche, halbstaatliche und private Organisationen zusammen und orchestrieren ihre Dienstleistungen. Um das Management solcher Verbünde zu leisten, sind neue, über die rein behördliche Governance-Struktur hinausgehende Governance-Mechanismen angezeigt.

Gemäss der Definition der ITU ist eine Smart City eine innovative Stadt, welche Informations- und Kommunikationstechnologien nutzt, um die Lebensqualität der Bewohnerinnen und Bewohner, die Effizienz von Abläufen und Dienstleistungen und ganz generell die Wettbewerbsfähigkeit zu erhöhen sowie dabei auch die Bedürfnisse heutiger und künftiger Generationen bezüglich wirtschaftlicher, sozialer, ökologischer und kultureller Aspekte berücksichtigt (vgl. ITU-T 2016, S.1). Wie kann das erreicht werden, insbesondere wenn man in Betracht zieht, dass in einer Stadt viele Akteure mit unterschiedlichen Interessen zusammenkommen? Zu diesen Stakeholdern gehören neben den verschiedenen Gremien von Exekutive, Legislative und Judikative auch private Unternehmen sowie der einzelne Bürger oder die einzelne Bürgerin, entweder als Individuum oder organisiert in Vereinen, Verbänden, Parteien und sonstigen Interessengruppen.

Auch wenn schon heute verschiedene Stakeholder in einer Stadt zusammenarbeiten, wird dies für eine Smart City zur unabdingbaren Notwendigkeit. Ansonsten ist die Entwicklung zu einer Smart City weder technisch realisierbar noch durch die öffentliche Hand allein finanzierbar. Ausserdem kann so eher gewährleistet werden, dass die angebotenen Dienste wirklich den Bedürfnissen der Bevölkerung entsprechen. Diese Notwendigkeit zur Zusammenarbeit und zur Etablierung von sogenannten Public Private Partnerships (PPP) ist wohl der Hauptunterschied bezüglich der Governance einer Smart City im Vergleich zur herkömmlichen Stadt mit ihrer Regierung, deren Verwaltung und dem Parlament. Auch kann die Initiative und das Engagement Einzelner durch die Stadt als Ganzes genutzt werden. Ein schönes Beispiel dafür liefert „The Things Network“: Enthusiasten bauen eine Infrastruktur für das Internet der Dinge auf. Amsterdam konnte in nur sechs Monaten komplett abgedeckt werden, und weltweit sind viele lokale Gruppierungen daran, ihre Stadt ebenfalls in dieses Netzwerk einzubinden, so auch in Zürich oder Biel. Ein solcher Bottom-up-Ansatz liefert dabei oft schneller zuverlässige Resultate als der traditionelle Top-downAnsatz. Des Weiteren ist eine interregionale Zusammenarbeit wichtig; die Smart City wird somit zur Smart Region, wie z.B. auch schon der Verein „Hauptstadtregion Schweiz“ erkannt hat, indem er die Region explizit in die Definition der Smart City eingeschlossen hat.

Das Vorherrschen von PPP-Modellen in Smart Cities wird auch durch Studien gestützt. So haben Casbarra et al. (2014) in einer umfassenden Studie sechs führende Smart Cities in Europa untersucht: Alle – Amsterdam, Barcelona, Kopenhagen, Helsinki, Manchester und Wien – wenden ein PPP-Governance-Modell an, wenn auch in unterschiedlichen Formen. Insbesondere zur Erreichung von Nachhaltigkeitszielen erweist sich eine solche Kooperation als zielführend. Verschiedene Privatunternehmen sind darin für die ökologische Nachhaltigkeit verantwortlich, indem sie entsprechende Anwendungen und Technologien entwickeln, Beratungsfirmen kümmern sich um die ökonomische Nachhaltigkeit und öffentliche Einrichtungen wie Verwaltungen und Universitäten sorgen für soziale und kulturelle Nachhaltigkeit.

In einer Studie zuhanden der Europäischen Kommission zur Smart-City-Thematik haben Manville et al. (2014) eine Vielzahl von Empfehlungen zur Smart-City-Governance an die Europäische Union erarbeitet, welche auch die Wichtigkeit eines Multi-Stakeholder-Ansatzes unterstreichen. Diese lauten u.a. wie folgt:

  • Empfehlung 3A: Die Kommission sollte eine Plattform unterstützen, mit Broker-Services und Intermediärsfunktionen basierend auf Smart-City-Netzwerken. Das kann helfen, die Führung auf Ziele auszurichten, ein Multi-Stakeholder-Management zu ermöglichen und ein Repository von Business Plänen finanziell oder sonst wie zu unterstützen, Fallstudien zu Governance-Best-Practices, etc.
  • Empfehlung 3B: Verwaltung und Geschäftsinfrastruktur-Provider sollten sicherstellen, dass Smart-City-Initiativen privilegiert sind und bleiben existierende Infrastrukturen zu nutzen. Geschäftsmodell-Innovation kann stimuliert werden durch die Versorgung der Smart-City-Initiativen mit dem Zugang zur nötigen Infrastruktur und Services, insbesondere, wenn diese im öffentlichen Besitz sind oder vom öffentlichen Sektor kontrolliert werden. Diese Infrastrukturen können breit interpretiert werden als Einschlussmöglichkeit generischer und rekonfigurierbarer Services (z.B. des Bereichs Telekommunikation, Energie Services, etc.). Cloud-basierter Speicher, Datenverarbeitungs- und Speichermöglichkeiten, etc.
  • Empfehlung 3C: Smart City Unterstützungs- und Leistungserbringer sollten auf einer Multi-Stakeholder-Governance beharren mit Vertretungen der Nutzer und mittels integrierter Projektteams agieren. Private Firmen könnten dazu neigen proprietäre Lösungen oder geschlossene Architekturen zu initialisieren. Das kann dazu führen dass Verluste und ökonomische Verschlechterungen entstehen, insbesondere können auch Schwierigkeiten bei der Skalierung von Angeboten in weitere Kontexte auftreten. Zu priorisieren sind hier Multi-Stakeholder-Modelle kooperativer Art oder auch Private Public Partnerships. Dadurch kann Auswüchsen aufgrund zu stark auf privatwirtschaftlich bedingten Anreizen vorgebeugt werden.
  • Empfehlung 3D: Smart Cities und andere Stakeholder sollten industrie-geführte PPP’s respektive Konsortien ermöglichen: Unausbalancierte Machtgefüge zwischen öffentlichen und privaten Einheiten können die Entwicklung und den Roll-out von Smart-City-Lösungen erschweren. Diesbezüglich, und um die öffentlichen Kosten zu reduzieren, sollten PPP’s die präferierte Organisationsform und die Art der Zusammenarbeiten in Smart Cities darstellen. Zugleich sollte das Potenzial für Marktverzerrungen und -Übernahmen dadurch minimiert werden, dass die Einschließung der Repräsentanten von Regulatory Bodies in das Konsortium und das entsprechende Governance-Gremium ermöglicht wird (oder Einschluss in den entsprechenden Body oder ins das entsprechende Governance-Gremium etwa von sich bekämpfenden (Markt-)Teilnehmern oder Stakeholdern).

Zur Umsetzung dieser Empfehlungen sind verschiedene Forschungsgruppen aktiv. So entwickelt das Horizon 2020 Projekt CPaaS.io unter Führung der Berner Fachhochschule eben eine Plattform, die als Basis für eine urbane Dateninfrastruktur dienen kann. Privatunternehmen wie auch Verwaltungen können über die Plattform auf Daten aus unterschiedlichen Quellen – offene Behördendaten, Internet der Dinge etc. – zugreifen und damit neue Services erstellen. Eine solche Dateninfrastruktur deckt somit die technischen Aspekte ab, wie sie in Empfehlung 3A gefordert werden.


Anmerkung
Dieser Beitrag ist eine stark gekürzte Fassung eines kürzlich in einem Herausgeberband der Zeitschrift HMD – Praxis der Wirtschaftsinformatik – zum Thema Smart City publizierten Artikels der Autoren (Walser und Haller, 2016). Darin wird auch vertieft auf konkrete Modelle eingegangen, wie dem vom British Standards Institution (BSI) entwickelten Strukturmodell für Smart Cities sowie in der Schweiz auf den für den vorliegenden Sachverhalt relevanten eCH-Standard eCH-0169.


Danksagung

Das Projekt CPaaS.io wird finanziert durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union (Grant Agreement n° 723076) sowie durch das NICT in Japan (Management Number 18302).


Literaturverzeichnis
Casbarra C, Amitrano CC, Alfano A, Bifulco F (2014) Smart city governance for sustainability. In: Human and social sciences at the common conference, 17–21 Nov 2014. EDIS-Publishing Institution of the University of Zilina, Slovakia

ITU-T (2016): Shaping smarter and more sustainable cities: striving for sustainable development goals. Verfügbar unter http://www.itu.int/pub/T-TUT-SMARTCITY-2016-1 (Aufruf per 2017-03-15; erstellt 2016).

Manville C, Cochrane G, Cave J, Milliard J, Pederson JK, Thaarup R, Liebe A, Massink R, Kotterink B (2014) Mapping smart cities in the EU. http://www.europarl.europa.eu/RegData/etudes/etudes/join/2014/507480/IPOL-ITRE_ET(2014)507480_EN.pdf (Aufruf per 2017-01-18; erstellt 2014).

Walser, K., & Haller, S. (2016): Smart Governance in Smart Cities. In: Meier A., & Portmann E. (Eds.), Smart City: Strategie, Governance und Projekte, Springer Vieweg, pp. 19-46.

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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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Ist die Digitale Stadt unmenschlich?

Die Beziehung zwischen Mensch und Technologie ist so alt wie die Menschheitsgeschichte selbst. Technische Innovationen haben zu unserem materiellen Wohlstand beigetragen und lösen immer wieder Euphorie aus. Sie verlangen von Menschen aber auch Anpassungen und stossen deshalb auch auf Widerstand. Die Digitale Revolution gilt als still, doch ihre Wirkung stellt gar das menschliche Selbstverständnis in Frage. 

Luppicini (2012) beschreibt, dass sich mit der Digitalisierung deshalb etwas Fundamentales verändert, weil wir uns als Menschen nicht mehr in einer «Auseinandersetzung mit Technologie» oder einem Prozess des «Dafür- oder Dagegen-Entscheidens» befinden. Vielmehr hebt die Digitalisierung die Dualität von Mensch und Technik auf. Die Technik wird also einerseits menschlicher, aber der Mensch ist andererseits auch immer stärker mit Technologie verwoben. Und vielleicht ist es gerade diese zunehmende Vermischung, die uns – oft auch unbewusst – herausfordert. Wie können wir in dieser hybriden Welt, in der „Wirklichkeit“ ein unscharfer Begriff geworden ist, den Kern des Mensch-Seins definieren? Was macht den Menschen aus und unterscheidet ihn von Technologie?

Im Zusammenhang mit dieser Frage ist der Begriff der menschlichen Identität zentral. Die Entwicklungspsychologie betrachtet die Identitätsbildung als einen Prozess, der sich als fortdauernde Interaktion von Person und Umwelt abspielt und normalerweise im frühen bis mittleren Erwachsenenalter eine gewisse Stabilität erreicht hat. Mit dem Begriff der „Digital Natives“ wird angedeutet, dass digitale Technologien für jüngere Generationen bereits fester Bestandteil der Identitätsbildung sind. Damit wird aber auch gesagt, dass dies für ältere Menschen nicht gilt- sie wurden noch weit stärker von einer analogen Umwelt geprägt und nehmen digitale Technologien in der Regel nicht als Teil ihrer Identität sondern durchaus noch als ein Gegenüber wahr, zu dem sie eine bewusste Haltung einnehmen können und wollen. Insofern ist die Herangehensweise älterer Menschen an digitale Technologie oft eine analytischere und weniger intuitive. Die oben genannten Befürchtungen gegenüber digitaler Technologie akzentuieren sich deshalb bei älteren Menschen oft stärker als bei jüngeren.

Es ist zunehmend schwierig geworden, Erfahrungen zu sammeln, die „technologiefrei“ sind (Croon Fors, 2013). Man denke an das allgegenwärtige Phänomen der Handykameras, die es uns vermeintlich erlauben, Erlebnisse festzuhalten. Doch das, was die Einmaligkeit eines Erlebnisses ausmacht, lässt sich vorderhand nur unzureichend digitalisieren. Die Schnappschüsse bringen uns die Wirklichkeit des Erlebten nicht wirklich zurück. Und hier liegt wohl ein weiterer Quell des menschlichen Unbehagens in der digitalen Welt: Die Beobachtung, dass an die Stelle echter und oft auch sozial geteilter Erfahrung digitale Abbilder treten und dass durch diese „Stellvertretung“ etwas essenziell Menschliches verloren geht.

Hinzu kommt ein weiteres fundamentales Problem der Digitalisierung – der Mangel an Vertrauenswürdigkeit. Während uns in zwischenmenschlichen Kontakten eine Vielzahl von feinsten Antennen zur Verfügung steht, mit denen wir uns ein Urteil über die Vertrauenswürdigkeit eines Menschen bilden, bleibt dies in der digitalen Welt eine gewaltige Herausforderung. Dieses Problem wird dadurch verschärft, dass die Datenhegemonie und die damit verbundene Macht weniger globaler Unternehmen tatsächlich sehr bedenklich ist.

Die Alternative eines digitalen Abseitsstehens ist aber längst zur Illusion geworden. Dazu ist die digitale Revolution schon viel zu weit fortgeschritten. Selbst dem eingefleischtesten analogen Zeitungsleser können mittlerweile Texte begegnen, die allein das Ergebnis von Algorithmen sind (van Dalen, 2012). Um es einfacher auszudrücken: Es geht nicht um das „Ob“ sondern um das „Wie“ der Digitalisierung. Für die Stadt der Zukunft ist es deshalb entscheidend, dass die digitale Technologie auch jene Aktivitäten ermöglicht bzw. erleichtert, die unser Menschsein ausmachen. Dies wären zum Beispiel die zwischenmenschliche Begegnung, das Gespräch und das Erleben und der Ausdruck von Emotion. Zum anderen gehören zum Menschen auch Tätigkeiten, die nicht einfach rational und zweckgebunden, aber dennoch oft sehr sinnvoll sind: Nämlich Spiel, Kontemplation und künstlerisches Schaffen.

Allwinkle & Cruickshank (2011) betonen diesbezüglich den Unterschied zwischen intelligenten und smart Cities. Demnach weisen intelligente Städte zwar sehr viel Innovation vor, beziehen aber den Menschen wenig ein. Im Gegenteil: Vanolo (2013) äussert sogar die Sorge, dass die Bürger der intelligenten Stadt „ruhiggestellt“ seien, und Regierung, Verwaltung und Wirtschaft in Ruhe liessen, weil die Digitalisierung ihr Leben „bequem“ mache. Der Preis dieser Bequemlichkeit ist die unhinterfragte datengetriebene Kontrolle von Bürgerinnen und Bürgern und ein Verlust an Zugänglichkeit von Behörden und Verwaltung.

In einer Smart City jedoch, werden digitale Innovationen auch tatsächlich bürgernah umgesetzt. Eben diese Umsetzung bleibt eine grosse Aufgabe sowohl für Politik und Verwaltung als auch für die anwendungsorientierte Forschung. Die so gedachte Stadt der Zukunft überquillt nicht vor digitalen Dienstleistungen an passiv empfangende Einwohner. Sie ist vielmehr ein Ort, der die aktive Mitgestaltung der Lebenswelt von unterschiedlichsten Bürgerinnen und Bürgern fördert. In einer solchen Stadt bleibt die Digitalisierung Mittel zum – guten – Zweck.


Quellen

  • Allwinkle, S., & Cruickshank, P. (2011). Creating Smart-er Cities: An Overview. Journal of Urban Technology, 18(2), 1–16. http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/10630732.2011.601103
  • Croon Fors, A. (2013). The ontology of the subject in digitalization. In R. Luppicini (Ed.), Handbook of Research on Technoself: Identity in a Technological Society (pp. 45–63). Hershey, PA: IGI Global.
  • Luppicini, R. (2012). The Emerging Field of Technoself-Studies (TSS). In R. Luppicini (Ed.), Handbook of Research on Technoself: Identity in a Technological Society (pp. 1-25). Hershey, PA: IGI Global.
  • Van Dalen, A. (2012). The Algorithms behind the Headlines. Journalism Practice, 6 (5-6). http: //doi.org/10.1080/17512786.2012.667268
  • Vanolo, A. (2013). Smartmentality: The Smart City as Disciplinary Strategy. Urban Studies, 42098013494427. http://usj.sagepub.com/content/51/5/883
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