Digitalisierung der Stadt: Smart City. Fangt doch einfach mal an!

Surrende Lieferdrohnen, Mülltonnen mit Füllstandsensor, intelligentes Energienetz, Personalausweis per Smartphone beantragen – viele Gespräche und Veranstaltungen in den letzten Wochen drehten sich um den Bereich der Digitalisierung von Städten, das heißt: urbane Infrastrukturen, Verwaltungen und Dienstleistungen für Besuchende und Bevölkerung. Langsam erkennen Verwaltungsspitzen den Bedarf, Mandatsträger informieren sich – dabei schwingt oft die Sorge mit, eine wichtige Entwicklung zu verpassen. Diese Sorge ist berechtigt: Der Bereich „Smart City“ zeigt einen Rückstand deutscher Städte gegenüber ausländischen Städten auf.

Kommunen sollen smart werden. Smart-City-Projekte folgen der Vision einer intelligenten und vernetzten Stadt. Digitalisierung soll dabei Lebensqualität steigern, Mobilität effizienter und angenehmer gestalten, urbane Lebensräume durchdringen und die Stadt attraktiv für die Bevölkerung und Wirtschaft machen.

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Unter dem Begriff der „Smart City“ werden unterschiedliche Konzepte und Ideen zusammengefasst: Verwaltungen, die sich technologisch weiterentwickeln, Vernetzung von Sensoren, Bürgerbeteiligung, Innovation, moderner Bildungsbereich, digitale urbane Lebenswelten. „Smart City“ bleibt ein unscharfer Begriff rund um die Digitalisierung, aber das sollte keine Stadt davon abhalten aktiv zu werden.

 

Wie kann man anfangen?

Gespräche zeigen: Der Anfang fällt schwer. Sollte man ein kleines, eng umgrenztes Pilotprojekt durchführen, für das Fördermittel akquiriert werden können? Beispielsweise vernetzte Photovoltaik-Anlagen oder der Ausbau von Elektroladesäulen mit App-Finder? Das wäre konkret, würde aber kaum als revolutionärer digitaler Fortschritt aufgefasst werden und eine Smart City wachsen lassen. Oder soll es gleich der große Wurf sein mit einer Agenda bis 2040 und einer Armada konzertierter Technologie-Projekte, die eine Stadt digital nach vorne katapultiert und zum Leuchtturm in Deutschland werden lässt? Dazu bedarf es dann aber Mut, aufwändiger Planung, finanzieller Ressourcen und politischem Willen: meist fehlt es dann ohnehin am Geld, so dass erst gar keine Planungsphase begonnen wird. Nichts tun hilft aber nicht, also fangen Sie doch einfach an, liebe Entscheider in Politik und Verwaltung!

 

Anfangen und wachsen lassen!

Suchen Sie Ideen, die in Ihrer Stadt umgesetzt werden könnten? Hier folgen einige bunte Beispiele. Erfolgsfaktoren können dabei sein, infrastrukturell vorzugehen und etwas zu schaffen, das einerseits viele potentielle Nutzer anzieht und andererseits einen Nährboden für weitere digitale Entwicklungen und nachhaltige Erfolgsgeschichten darstellt. Ein umfassender Masterplan ist dabei nicht nötig, lassen Sie die Digitalisierung der Stadt wachsen und schaffen Sie Randbedingungen. Wenn Sie eine Vision brauchen: Denken Sie an den Ameisenhaufen, der sich selbst organisiert: Sensoren liefern Daten an die, die Akteure abrufen, StartUps bedienen den Markt, der sich ihnen vor Ort bietet, smarte Fahrzeuge wählen die beste Route. Bürger sollen neben der digitalen Infrastruktur vor allen Dingen Informationen erhalten, um selbst entscheiden zu können.

Gute Startprojekte bringen möglichst vielen Menschen spürbaren Nutzen. So wird die Akzeptanz neuer Angebote gesteigert und digitale Enthusiasten in den städtischen Verwaltungen (die gibt es!) erhalten Rückenwind.

Laterne (CC BY-SA 3.0, Bildautor: JLPC)

  • Straßenlaternen sind eine Chance!

Sie haben richtig gelesen. Alte analoge Technik bietet Chancen. In der Stadt stehen Laternen in geringem Abstand zueinander, selten sind es mehr als 50m. Sie verfügen über eine Stromversorgung und über einen stabilen Lichtmast, der bereits mit hohen baulichen Aufwänden im Boden verankert wurde. Alles schon da. Diese vorhandene Infrastruktur ist ideal für Smart-City-Anwendungen! Dabei geht es nicht allein um moderne energiesparende LED-Lampen mit smarter Lichtsteuerung, die Stromkosten erheblich senken und den Haushalt entlasten. Neben der Leuchtfunktion kann der Mast vielen weiteren Anwendungen dienen: als WLAN-Hotspot für ein flächendeckendes Netz (Meshing erlaubt, dass nur sehr wenige Masten einen eigenen Internetzugang benötigen), Umweltsensoren messen Temperatur, Staubbelastung, Lärm, etc., Fahrzeugsensoren können den Verkehr zählen oder freie Parkflächen erfassen, einige Lampen könnten als Ladestation für E-Bikes dienen, auch Infoterminals sind denkbar: eine Lampe, die am Bürgersteig steht, verbreitet lokale Informationen (ÖPNV-Abfahrten in der Nähe, Veranstaltungen, Fußgängernavigation). Es sind Notruffunktionen und weitere Kommunikationsdienste möglich (Taxiruf, Tourist-Info, ÖPNV-Leistelle, Störungsmeldung, E-Parkschein). Dabei sollten alle anfallenden nicht-personenbezogenen Daten zentral, in Echtzeit und offen zur Verfügung gestellt werden. Denn andere sollen sie nutzen.

  • Spaces bereitstellen

Städtische Makerspaces bieten digitale Werkzeuge (3D-Drucker, Cutter, Fräsen) in einer öffentlich zugänglichen Werkstatt – ein Kursangebot und eine Betreuung hilft Anfängern, insbesondere jungen Menschen aus der Umgebung Fuß zu fassen und die Technologie kennenzulernen. In Hackerspaces wird gleichermaßen programmiert und adaptiert, es werden mobile Anwendungen realisiert, die eine Stadt zugänglicher machen. Solche Mitmach-Labore vermitteln Spaß und digitale Kenntnisse. Sie bieten eine weitere Anlaufmöglichkeit für eine Generation, die neben Sportverein,  Musikschule oder Jugendfeuerwehr auch für technische Interessen ein Freizeitangebot mit Gruppenerlebnis nutzen würde. Im Beruf stehende Digitalexperten mit pädagogischer Ader können hier ähnlich wie ein Jugendtrainer im Fußballverein ein Betätigungsfeld finden und junge Menschen anleiten. Städte stellen die Räume bereit und sorgen für die Basis-Ausstattung. Unternehmen sponsern solche Spaces, nicht nur zur Imagepflege – es geht dabei auch um Fachkräfte und innovative Ideen von morgen. Schulen können solche Spaces ebenfalls nutzen oder die mobile Infrastruktur ausleihen, wenn die eigene Ausstattung dahin modert. Ein erstes Ziel könnte sein: Jeder Grundschüler sollte zumindest einmal einen Roboter programmiert und ein Objekt gestaltet haben, das anschließend auf dem 3D-Drucker ausgedruckt wird: jeweils zwei Schulstunden. Diese geringe Hürde kann jede Stadt überspringen. Haben Sie den politischen Willen?

CC BY-SA 4.0, Bildautor: Capankajsmilyo

  • Verkehr

„Unsere Städte brauchen schlaue Mobilitätskonzepte“, forderte Olaf Scholz, damals Hamburgs Erster Bürgermeister, über den Slogan „Hamburg – City of Solutions“, mit dem er den Weltkongress in die Hansestadt geholt hat. Hamburg ist Vorreiter der smarten Städte, zumindest in Deutschland. Verkehrskonzepte haben enormes Digitalisierungspotential. Erste Schritte sind Fahrschein-Apps, die uns wegführen von starren Tarifstufen und seltsamen Geo-Waben mit Anschlusstickets: Einfach Start und Stopp der Fahrt mit dem Smartphone registrieren; die faire entfernungsabhängige Berechnung erledigt der Server. Ein kleiner Schritt, um neben ÖPNV-Nerds und Pendlern weitere Personengruppen in die Straßenbahn zu lotsen. Carsharing, Ridesharing, E-Bike für den letzten Kilometer – all das kann eine einzige App mit demselben E-Ticket abbilden. Wenn dann noch Echtzeiten-Daten aus der Verkehrszählung in die mobile Applikation einlaufen, lassen vielleicht noch mehr Menschen den PKW stehen: Auch in der schönsten Stadt steht man nicht gern im Stau. Smart Mobility Services nutzen eine Echtzeitverarbeitung von Verkehrsströmen und Störungen, erlauben eine Signalphasenvorhersage, eine Verkehrsflusssteuerung und die digitale Parkraumbewirtschaftung. Dabei muss nicht alles sofort umgesetzt werden, eine gelungene Fahrschein-App und die Datenbereitstellung sind ein guter Start: Mithilfe der Echtzeit-Daten können Entwickler weitere Lösungen bauen. Diese müssen nicht von den städtischen Verkehrsbetrieben kommen.

  • digitale Verwaltung und Bürger-App

Verwaltungsleistungen sind online zugänglich zu machen! Egal, ob Anträge für Reisepass oder Personalausweis, Kitaplatz-Wahl, Änderungen im Handelsregister oder Standesamt – es sind doch nur Datenbanken, die in den Kommunen betrieben werden, auch wenn es noch diese altehrwürdige Bezeichnungen dafür gibt. Wer für jede Änderung in der Datenbank persönliches Erscheinen und schriftliche Formulare vorsieht, ist im 20. Jahrhundert verblieben. Aber Digitalisierung sollte ohnehin für neue Angebote stehen. Schlechte alte Prozesse zu digitalisieren, ist eine Strafe für alle Beteiligten, Stadtbewohner eingeschlossen. Starten Sie doch mit einer Bürger-App, die ortsbezogene Meldungen aufnimmt (Hinweise, Beschwerden, Informations-Updates) und über wichtige städtische Aktivitäten informiert. Wilde Müllkippen, Schlaglöcher oder Verkehrsbehinderungen können so direkt an die Sachbearbeiter gemeldet werden. Zustände städtischer Infrastrukturen (freie Parkplätze oder geöffnete Bürgerämter, Wochenmärkte oder Freibäder in der Nähe) direkt abgefragt werden. Und häufige Anträge an die Stadtverwaltung (müssen die eigentlich immer „Anträge“ heißen?) können direkt in der App gestellt werden. Und das bitte ohne elektronischen Personalausweis.

 

Daten sind nichts Böses!

Die sehr unterschiedlichen Beispiel-Aktivitäten zeigen eines: Die Digitalisierung der Städte führt über die Bereitstellung von Daten. Lassen Sie sich nicht verunsichern von Begriffen wie Öl des 21. Jahrhunderts oder Datenmissbrauch. Smart Cities sammeln, verarbeiten und publizieren Unmengen von Daten. Es sind aber keine personenbezogenen Daten. Daten ermöglichen intelligente Anwendungen. Digitalisierung wächst dezentral. Es wird keine städtische Megamaschine geben, die alles steuert, regelt und überwacht. Diese dystopischen Allmachtsphantasien und das chinesische „Bürger-Scoring“ haben nichts mit deutschen Smart Cities zu tun. Aufgabe der Städte wird es sein, Daten ohne Personenbezug in hoher Qualität rasch und zuverlässig zur Verfügung zu stellen.

Verkehrszählung für die Akte (CC BY-SA 2.0, Bildautor: Multi-AC)

Ein Beispiel zur Verdeutlichung: Früher wurde der Verkehr händisch gezählt. Ein Mitarbeiter der Verwaltung machte für jedes Fahrzeug einen Strich auf einem standardisierten Formular, das später in die Akte geheftet wurde. Heute gibt es Sensoren am Straßenrand, die den Verkehr zählen. Am nächsten Tag wird der Speicher ausgelesen und am Verwaltungs-PC werden die Daten gesichtet und an die Fachabteilungen in statistischer Form weitergeleitet. (Wer heute noch mit der Hand zählen lässt, sollte sich schämen, die städtischen Arbeitskräfte mit solchen stupiden Tätigkeiten zu belasten.) Morgen wird der Sensor die Rohdaten der Zählung in Echtzeit auf ein öffentliches Datenportal übertragen. Von dort kann die städtische Verwaltungsmitarbeiterin weiterhin die Daten abrufen und auswerten, aber auch jeder andere, der sich für die Daten interessiert, der beispielsweise ansprechende Visualisierungen für Online-Medien erzeugt, oder eine neue Verkehrs-App entwickelt, oder Lieferrouten optimiert, oder eine Standortfinder-App für Privatwohnung oder Ladenlokal konzipiert, oder, oder, oder. Den Ideen sind keine Grenzen gesetzt, nur Daten werden benötigt. Und es gibt keinen guten Grund für die Städte, auf diesen Daten sitzen zu bleiben. Sie gehören uns allen und sollten allen nützlich sein.

 

Try and Error – Fehler sind erlaubt

Visualisierung von Ordnungswidrigkeiten. (Open Street Map, Lizenz ODbL)

Neue digitale Angebote werden nicht immer zünden, einige wird man wieder abschalten. Verwaltungen machen Fehler. Politik und Verwaltung haben oft ein traditionelles Verständnis von Fehlerkultur, das heißt: irgendein Verantwortlicher wird gesucht, gefunden und abgewatscht. Was hat das mit Digitalisierung zu tun? Wenn Sie Verwaltungsdaten öffnen, können sich Interessierte ein Bild machen.  Datengetriebene Planungsentscheidungen können in frühen Phasen, also bevor Fehlplanungen zu teuren Fehlentscheidungen führen, kritisch begleitet und unter verschiedenen Blickwinkeln betrachtet werden: Abgleiche mit anderen Datenquellen, Konsistenzbetrachtungen, externe Analysen. Vielleicht merkt eine Datenjournalistin, dass eine Fehlplanung vorliegt und in einigen Jahren Schulplätze im Stadtteil fehlen? Das wäre doch wunderbar, wenn man diesen Fehler rechtzeitig korrigieren könnte. Große Software-Unternehmen haben Bug-Bounty-Programme aufgelegt, die einen digitalen Meldeweg für Programmierfehler (insbesondere sicherheitskritische Bugs) eröffnen und die Tippgeber finanziell entlohnen. Bei Open-Source-Software funktioniert dies auch, statt Geld gibt es dann fachliche Anerkennung. Dies könnten sich Stadtverwaltungen zum Vorbild nehmen. Machen Sie Ihre Planungsgrundlagen transparent und laden Sie zur Fehlersuche ein! Open-Data-Portale sollten daher schon aus diesem Grund proaktiv alle Verwaltungsdaten offen legen. Was kann schon passieren? Im schlimmsten Fall zeigt Ihnen jemand einen Fehler auf, bevor Sie ihn selbst bemerken.

 

Deutsche Städte liegen zurück. Nehmen Sie es sportlich!

Internationale Vorreiter beim Smart-City-Trend sind Nanjing (China), Dubai, Singapur, Stockholm, Abu Dhabi, Wien – aber es gibt auch schon zaghafte Ansätze in Berlin, Hamburg, München und Köln sowie Pilotprojekte und Vernetzungsplattformen in weiteren deutschen Städten, darunter auch Kleinstädte. Es geht auch weniger um direkte Konkurrenz, denn nur wenige werden wohl von Gelsenkirchen in eine asiatische Megacity umziehen, nur weil es dort öffentliche E-Bikes gibt. Es geht um Lebensqualität, Energieeffizienz und urbane Lebenswelten in der eigenen Stadt, aber auch um Attraktivität für Menschen und Unternehmen. Den Vorsprung der anderen können wir sportlich nehmen und gute Konzepte für uns adaptieren. Jede Stadt hat ihre eigenen Herausforderungen. Wenn erste Digitalisierungsprojekte Erfolge zeigen, reduziert sich der Widerstand gegen Innovation und die eigenen Treiber werden gestärkt. Fangen Sie doch einfach mal an!

”The purpose of computing is insight, not numbers.” (Richard Hamming) Ulrich Greveler studierte in Gießen Mathematik und Informatik, arbeitete sechs Jahre in der Industrie im In- und Ausland, bevor er als Wissenschaftler an die Ruhr-Universität nach Bochum wechselte. Seit 2006 lehrt er Informatik mit dem Schwerpunkt IT-Sicherheit an der Fachhochschule Münster (bis 03/2012) und der Hochschule Rhein-Waal (seit 03/2012). Sein besonderes Interesse gilt datenschutzfördernden Technologien und dem Spannungsverhältnis zwischen Privatsphäre und digitaler Vernetzung.

5 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Ulrich Greveler schrieb (30. Juni 2018):
    > Digitalisierung der Stadt: […]

    Wobei sich manche dabei denken mögen: Digitalisierung des Landes nicht auch ?? …

    > […] Jeder Grundschüler sollte zumindest einmal einen Roboter programmiert und ein Objekt gestaltet haben, das anschließend auf dem 3D-Drucker ausgedruckt wird

    Wobei sich manche dabei denken mögen: Sollte nicht auch jeder einen SciLog gestaltet haben, oder wenigstens einmal einen SciLogs-Gastbeitrag ?? …

    > […] Konsistenzbetrachtungen, externe Analysen […] Bei Open-Source-Software […] gibt es dann fachliche Anerkennung.

    Es sei denn, mögen sich manche dabei denken, auffindbare Darstellungen von derlei Betrachtungen und Analysen werden administrativ unterbunden.

    > […] Fangen Sie doch einfach mal an!

  2. Die Digitalisierung als Bürgerbewegung also, quasi analog zum bewussten Konsumenten, der den Palästinakonflikt löst, indem er keine Waren aus besetzten Gebieten kauft und den Urwald rettet, indem er auf Produkte mit Palmöl verzichtet. Und die Klimaerwärmung stoppt der klimabewusste Bürger einfach indem er das richtige kauft (Ökostrom) und das falsche meidet (Fleisch).
    Tatsächlich spielt der Konsum und spielen die Aktivitäten des Bürgers eine Rolle. Die meisten Bürger aber springen auf den fahrenden Zug auf und sitzen selber nicht im Führerstand. Beispiele:
    – Plötzlich ist die Welt voller Netflix-Serienjunkies. Doch Netflix wurde nicht von den Bürgern
    erfunden..
    – Vor 20 Jahren gab es kaum Smartphones. Jetzt hängt jeder überall dran. Wiederum sind die Nutzer auf den fahrenden Zug aufgesprungen.
    – Estland (auch Littauen) ist voll digitalisiert. Alle Behördengänge, jede Abstimmung, jede Zahlung läuft über das Internet und eine Firma gründet man online innerhalb 24 Stunden. Auch hier haben die Bürger mitgezogen und sie können sich nun etwas anderes gar nicht mehr vorstellen. Aber haben dies die Bürger in Bewegung gebracht?

    Nicht umsonst hat Steve Jobs gesagt, er frage nicht die Benutzer, was sie als nächste wollen, denn die wüssten erst im nachhinein, was sie brauchen (zu brauchen meinen). Zitat (übersetzt von DeepL): Man kann die Punkte nicht nach vorne, sondern nur nach hinten verbinden. Sie müssen also darauf vertrauen, dass sich die Punkte in Ihrer Zukunft irgendwie verbinden.

    Angewandt auf einige Textstellen im obigen Text. (Zitat): „Unsere Städte brauchen schlaue Mobilitätskonzepte“, forderte Olaf Scholz, damals Hamburgs Erster Bürgermeister, über den Slogan „Hamburg – City of Solutions“
    Sicher ist das so. Nur gilt hier genau das, was ich oben schrieb: Erst wenn ein smartes Verkehrskonzept existiert und alle mitmachen, wissen auch alle, dass es ein smartes Verkehrskonzept ist.

    Wie also muss man vorgehen? Ich denke es braucht Leute mit Ideen und tiefen Taschen, diese Ideen zu realisieren oder wenn es von staatlicher Seite kommt, dann braucht es Sonderzonen in denen experimentiert werden darf und die Regierung, die das finanziert – wie das in China geschah. Die Reaktion der Leute zeigt dann, ob es funktioniert. Ein Brainstorming wo jeder mitreden kann und nur das gemacht wird, was am Schluss Mehrheiten findet, ist von vornherein zum Scheitern verurteilt. Weil nur sehr wenig Leute die Zukunft denken können. Die meisten verlängern und vergrössern einfach das Bestehende in die Zukunft. Dabei ist es vielversprechender aufgrund von grundlegenden Überlegungen die Zukunft neu zu beginnen.

  3. Ergänzung: Erfolg geht nicht ohne Risiko – Risiko zu scheitern. Man muss im Glauben an den Return investieren, auch wenn man nicht weiss, ob der Return überhaupt kommt. Und ja, der Return kommt nur sehr selten – dann aber eventuell gewaltig.

    Herumbasteln dagegen genügt meist nicht, um eine neue Welt entstehen zu lassen. Man muss vieles (alles?) riskieren um vieles zu gewinnen oder auch vieles zu verlieren.

  4. Ganz toller Appell! Ich möchte unseren Bürgermeister gerne festbinden und ihm diesen Artikel vorlesen. *ggg* Da ist so viel drin, was in die Köpfe reingehört. Muss jeder Verwaltungsvorstand von bis hinten lesen. Ich zweifele aber dass es die richtigen lesen werden. Ich werde es aber bei uns an alle digitalen Champions und betroffenen Abteilungsleiter*innen verteilen. Einfach mal probieren.
    Danke!

  5. Die Smart City ist jedenfalls nahe am Array of Things, wie es in Chichago realisiert wird. Das zeigt auch obiges Textfragment: Neben der Leuchtfunktion kann der Mast vielen weiteren Anwendungen dienen: als WLAN-Hotspot für ein flächendeckendes Netz (Meshing erlaubt, dass nur sehr wenige Masten einen eigenen Internetzugang benötigen), Umweltsensoren messen Temperatur, Staubbelastung, Lärm, etc., Fahrzeugsensoren können den Verkehr zählen oder freie Parkflächen erfassen, einige Lampen könnten als Ladestation für E-Bikes dienen, auch Infoterminals sind denkbar
    Im Grunde ist die so realsierte smarte Stadt ziemlich genau das gleiche wie ein Smart Home, nur eben stadtweit.
    Die entscheidende Frage ist natürlich, was man mit den Daten anstellt, die ein Array of Things liefert. Hierzu liest man in der oben verlinkten Site (übersetzt von DeepL): Sensoren zur Überwachung von Luftqualität, Schall und Vibration (zur Erkennung von Schwerlastverkehr) und Temperatur können verwendet werden, um die gesündesten und ungesündesten Gehzeiten und Routen durch die Stadt vorzuschlagen oder um den Zusammenhang zwischen Krankheiten und der städtischen Umwelt zu untersuchen.
    Die Echtzeit-Erkennung von städtischen Überschwemmungen kann die städtischen Dienste und die Infrastruktur verbessern, um Sachschäden und Krankheiten vorzubeugen.
    Messungen des Mikroklimas in verschiedenen Bereichen der Stadt, so dass die Bewohner aktuelle, hochauflösende “Block für Block”-Wetter- und Klimainformationen erhalten.
    Beobachten Sie, welche Bereiche der Stadt zu verschiedenen Tageszeiten stark von Fußgängern bevölkert sind, um sichere und effiziente Routen für spätes Gehen in der Nacht oder für die Zeitmessung von Ampeln während der Hauptverkehrszeiten vorzuschlagen, um die Sicherheit von Fußgängern zu verbessern und die durch Staus verursachte Verschmutzung zu verringern.

    Array of Things Daten und Technologien werden auch für Bildungszwecke zur Verfügung stehen, indem sie die lokalen Studenten einbinden und sie in wichtigen beruflichen Fertigkeiten schulen. Lesen Sie mehr über Lane of Things, unseren Lehrplan mit der Lane Tech High School in Chicago.

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