Das Smart-City-Konzept ist seit Jahren ein internationaler Trend sowohl im Technologiesektor als auch in der Stadtentwicklung.
Dies ist vor allem auf die globale Entwicklung der Städte zurückzuführen: Laut dem UN-Weltbevölkerungsbericht werden bis 2050 voraussichtlich etwa 70 % der Menschen in Ballungsgebieten leben. Rasantes Bevölkerungswachstum ist verbunden mit Platzmangel, Infrastruktur- und Immobilieninvestitionsrückstand sowie Umweltauswirkungen (darunter auch Luftverschmutzung). Gleichzeitig müssen die Stadtverwaltungen die organisatorischen und technologischen Bedingungen ändern, um ihre Verpflichtungen weiterhin erfüllen zu können.
Was zeichnet eine Smart City aus?
Nach unserer Definition ist eine Smart City eine Stadt, die ihren spezifischen Herausforderungen mit digitalen und sektorübergreifenden Lösungen nachkommt. Im Sinne einer nachhaltigen Entwicklung werden Informations- und Kommunikationstechnologien eingesetzt, um städtische Prozesse und Dienstleistungen im Rahmen des Service Public und der Nachhaltigkeit zu verbessern.
Neue Technologien sind wegweisend für solche Dienstleistungen. Die Umwandlung bisher analoger Verfahren in digitale Verfahren mit moderner Technik wird jedoch den Möglichkeiten der Digitalisierung nicht gerecht. Vielmehr bedeutet Vernetzung, dass der Datenaustausch zwischen bisher getrennten Systemen ermöglicht wird. Diese Vernetzung auf der Datenebene erfordert jedoch immer eine Zusammenarbeit auf organisatorischer, prozessualer, kommerzieller, rechtlicher und technischer Ebene. Die angemessene Integration von Technologien in die Stadtstruktur ist für die Entwicklung einer Smart City notwendig. Die Smart City ist auf fünf integrierten Ebenen aufgebaut: Die gebaute Stadtstruktur (Strassen und Gebäude) bildet die Grundlage und die erste Ebene. An diese Ebene schliesst sich ein Infrastrukturnetz mit technischen Einrichtungen und Ausrüstungen an. Auf der dritten Ebene werden Daten gesammelt und kombiniert. Die vierte Ebene umfasst IT-Plattformen, die Daten Dritter verarbeiten und für Applikationen aufbereiten. Auf der letzten Ebene werden die daraus resultierenden Dienstleistungsangebote für die Nutzer erstellt.
Der Schlüssel zu vielen innovativen Lösungen liegt insbesondere in branchenübergreifenden Datenplattformen und IoT-Netzwerken, kundenorientierten und transparenten Verwaltungsprozessen sowie in zusätzlichen Dienstleistungen städtischer Unternehmen und neuen Partnerschaften zwischen lokalen Akteuren und der Wirtschaft.
Smart-City-Applikationen als Abhilfe gegen städtische Luftverschmutzung
Die Stickoxidbelastung in den Städten nimmt zu. Im Jahr 2015 überschritten 151 europäische Städte den Grenzwert von 40 mg NO2/m3. Die Folgen davon sind eine Zunahme des Feinstaubs mit einer starken gesundheitlichen Belastung für die Bevölkerung. Städte stehen vor der konkreten Herausforderung, den Verkehrsfluss zu optimieren und gleichzeitig die Umweltbelastung zu reduzieren.
Parkplätze sind für die Verkehrsentwicklung von grosser Bedeutung, da Autos im Durchschnitt 23 Stunden pro Tag parkiert sind. Laut der Studie Quantum 2020 machen Leute, die nach Parkplätzen suchen, bis zu 30 % des gesamten Stadtverkehrs aus. Die heutige Parkplatzverwaltung hat ein erhebliches Optimierungspotenzial. Sogenannte Smart Parking-Applikationen können die Auswirkungen der Parkplatzsuche durch sensorgestützte Parkierungssysteme um bis zu 30 % reduzieren sowie Wartungskosten und -aufwand senken. Beim «Smart Parking» sammeln Sensoren (am Boden oder von oben) in Echtzeit Parkplatzdaten und leiten diese an eine cloudbasierte Datenaustauschplattform weiter. Eine Applikation auf dem Smartphone des Fahrers ruft die Daten von der Plattform ab und navigiert zu einem freien Parkplatz. Mit Hilfe solcher Applikationen lassen sich nicht nur NO2- und CO2-Emissionen reduzieren, sondern durch ein bedarfsorientiertes Gebührenmodell auch höhere Parkplatzeinnahmen erzielen. Als Teil einer Smart-City-Strategie verbindet die Parkplatzapplikation somit sowohl Nachhaltigkeits- als auch Wirtschaftsziele.
Globale Trends
Bei der Umsetzung von Smart-City-Konzepten gibt es im globalen Vergleich sehr widersprüchliche Ansätze. Aufgrund anderer Herausforderungen, wie des raschen Bevölkerungswachstums, sind es vor allem Städte in Asien, die schnell und effizient auf sich ändernde Bedingungen reagieren müssen.
Virtual Singapore ist ein Beispiel für eine Stadt, die auf ihr starkes Wachstum in kürzester Zeit reagieren muss. Der Stadtstaat hat etwa 5 Millionen Einwohner. Durch die Messung digitaler Daten mit Hilfe von Sensoren und Kameras fasst das Projekt «Virtual Singapore» die Bewegungen der Stadtbewohner zusammen und wertet sie für weitere Entwicklungsszenarien aus. Dieses Projekt ist die weltweit umfangreichste Datensammlung für eine Stadt. Zurzeit ist noch nicht klar definiert, welche Dienstleistungsangebote für die Stadtbewohner daraus entstehen sollen. Darüber hinaus werden soziale Aspekte im privaten Bereich, wie die Betreuung von allein lebenden älteren Menschen, durch die Überwachung mit Hilfe von Sensoren sowie eine effizientere Organisation der öffentlichen Verwaltungsstruktur berücksichtigt.
Prognose
Smart-City-Konzepte und -Technologien werden sich in Zukunft nicht mehr von der gebauten Stadtstruktur trennen lassen. Zur nachhaltigen Entwicklung von Smart Citys ist es in erster Linie wichtig, die (analogen) Herausforderungen und Stadtentwicklungsziele zu berücksichtigen. Daraus sollten das vorhandene Potenzial und die Notwendigkeit von Massnahmen für digitale Applikationen abgeleitet werden.
