Unsere Städte werden immer komplexer, und jeden Tag kommen neue Herausforderungen hinzu. Inmitten dieser Veränderungen haben Faktoren wie öffentliche Sicherheit, städtische Mobilität und Umweltüberwachung weiterhin Priorität. Fortschrittliche Konnektivität und das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) unterstützen Kommunen bereits heute dabei, Ressourcen effizienter zu nutzen und die Verwaltung und Kontrolle städtischer Gebiete zu verbessern. Die spannende Frage lautet daher: Wie werden sich neue Technologien auf Metropolen auswirken und welche Trends werden sich abzeichnen?

1. Datenschutz geht einher mit Datenerhebung

Daten sind das Herzstück jeder intelligenten Stadtentwicklung und ermöglichen die Planung und Optimierung der bestehenden Infrastruktur. Wenn Städte immer intelligenter werden, müssen die erzeugten Informationen auch analysiert, verarbeitet und umgesetzt werden. Dies reicht von Daten zum Verkehrsfluss über Geolokalisierung bis hin zum Energieverbrauch. Teilweise handelt es sich um sensible Daten – dann muss der Datenschutz die Datenerfassung begleiten, um die Privatsphäre der Bürger zu schützen. Infolgedessen ist es von entscheidender Bedeutung, neue Gesetze zur Datensicherheit zu verabschieden, bei denen der Schwerpunkt auf dem Eigentum, dem Umgang mit der Verarbeitung, der Nutzung und dem Schutz von Daten liegen wird. Ansätze wie „Anonymität durch Design“, bei denen Identitäten geschützt werden, könnten der nächste Schritt sein.

2. Cybersicherheit steht weiterhin ganz oben auf der Tagesordnung

Trotz neuer Technologien zur Effizienzsteigerung dürfen wir nicht vergessen, dass eine intelligente Stadt nicht automatisch eine sichere Stadt ist. Der Einsatz vernetzter Technologien in Städten (und ihren Netzwerken) vergrößert auch die Cyberangriffsfläche. Zum einen werden die Daten an verschiedenen Orten generiert. Und immer mehr Mitarbeiter der städtischen Behörden – darunter auch leitende Angestellte aus dem Bereich Datensicherheit – arbeiten aus dem Home Office – dort ist das Sicherheitsniveau nicht so hoch wie vor Ort.
Ausgeklügelte und koordinierte Cyberangriffe gegen Städte in der Vergangenheit haben gezeigt, dass viele Stadtbehörden keinen umfassenden Aktionsplan haben. Im Falle eines erfolgreichen Cyberangriffs kann der Schaden an wichtigen Datenknotenpunkten oder lebenswichtigen Sektoren wie dem Gesundheitswesen und der kritischen Infrastruktur beträchtlich sein und katastrophale Auswirkungen haben.

Die Eindämmung solcher Bedrohungen muss für die CIOs und CDOs der Stadtverwaltungen ganz oben auf der Agenda stehen. Sei es durch Hervorhebung der gemeinsamen Sicherheitsverantwortung aller Beteiligten im Netzwerk, durch aktualisierte Richtlinien oder durch effizientes Gerätemanagement. Die Aufklärung über die neuesten Cyberbedrohungen bietet ein solides Fundament, und ein gemeinsamer Ansatz stellt sicher, dass jede Organisation innerhalb des Ökosystems einer Smart City die richtige Verteidigung und bewährte Verfahren implementieren kann.

3. Edge-basierte Datenverarbeitung macht Städte intelligenter

Im Hinblick auf die zunehmende Digitalisierung in den Städten gewinnt die Notwendigkeit immer mehr an Bedeutung, die gesammelten Daten on-the-edge (dt.: „am Rand“) zu speichern und zu analysieren – und zwar direkt in Sensoren, Kameras und anderen IoT-Geräten. Hochentwickelte Funktionen wie KI, Deep Learning oder Analytik sind vor Ort implementiert, um verschiedene Sektoren, wie das Verkehrsmanagement, zu unterstützen. Hier kann die Software nicht nur bei der Überwachung des Verkehrs helfen, sondern auch bei der Erkennung gefährlicher Wetterbedingungen, um Risiken vorherzusagen und schwierige Situationen für die Verkehrsteilnehmer zu entschärfen.

Darüber hinaus bietet die Verlagerung der Rechenleistung Vorteile bei den analytischen Möglichkeiten, wie z. B. weniger Bandbreitennutzung, bessere Zuverlässigkeit und geringere Latenzzeiten des Systems, was für die Echtzeitanalyse wichtig ist. Letztendlich wird der Einsatz dieser Verarbeitungsmethode dazu beitragen, mehr Sensoren und Daten zu integrieren, um die Stadtsysteme interoperabler zu machen.

4. Urbane Mobilität wird agil

Den Verkehrsfluss im Stadtgebiet aufrecht zu erhalten, ist nach wie vor eine Herausforderung, da sich die Anzahl und die Art der Fahrzeuge verändert (z. B. eine Verlagerung hin zu E-Scootern oder Gemeinschafts- und Elektroautos). Jedoch zeichnen sich neue Lösungen zur Bewältigung der Verkehrsüberlastung ab. Dazu gehören Lösungen für das Parkraummanagement und die Optimierung des öffentlichen Verkehrs. Dies kann sogar noch einen Schritt weiter gehen mit Funktionen wie der Personenzählung im öffentlichen Verkehr um bspw. Bushaltestellen zu optimieren.

Im Bereich der Fußgänger gibt es Pilotprojekte wie beispielsweise intelligente Bürgersteige, die Daten von Einzelpersonen (z. B. Joggern, Rollstuhlfahrern und Radfahrern) sammeln, um die zukünftige Planung zu unterstützen. Vieles davon wird durch die Bedürfnisse der Bewohner bestimmt. Die Nachfrage nach Fahrradwegen und fußgängerfreundlichen Zonen zeigt einen Trend hin zu autofreien Stadtzentren und gebührenpflichtigen Zonen auf, der sich langfristig auf die Stadtplanung auswirken wird.

Paris zum Beispiel ist ein Verfechter des „15-Minuten-Stadt“-Modells. Demnach sollen die Bürgerinnen und Bürger nicht länger als 15 Minuten brauchen, um von zu Hause aus wesentliche Dienstleistungen zu erreichen. Damit dies gelingt, bedarf es einer sorgfältigen Planung und Koordination, und die Technologie ist dabei gut positioniert, um zu helfen. Die Schaffung so genannter ‘digitaler Zwillinge‘ kann es ermöglichen, neue Modelle an virtuellen Duplikaten einer Stadt zu testen. Dies würde es den Stadtverantwortlichen ermöglichen, verschiedene Ergebnisse vorherzusagen und potenzielle Probleme zu erkennen, bevor Änderungen vorgenommen werden.

Die aktuelle Pandemie hat den Verkehrsfluss in den Städten weltweit verändert, da sich weniger Menschen im Freien oder auf den Straßen aufhalten. Aber sie hat auch die Bedeutung von Daten zur städtischen Mobilität unterstrichen, da sie wichtige Echtzeit-Einblicke liefern können, um mit schnell auftretenden Situationen wie dieser umzugehen und gegebenenfalls bei der Umstrukturierung zu helfen.

5. Nachhaltigkeit steht im Mittelpunkt

Der Klimawandel ist real. Extreme Wetterbedingungen, steigende Wasserstände und abnehmende Luftqualität belasten die Städte. Als Reaktion darauf haben sich viele Kommunen dazu verpflichtet, auf das Ziel hinzuarbeiten, grüner zu werden. Zur Überwachung und Optimierung des Energieverbrauchs sowie des Wasser- und Abfallmanagements wird fortschrittliche Technologie mit Sensoren und Kameras eingesetzt.

Es ist von entscheidender Bedeutung, dass jeder Aspekt des Ökosystems einer Smart City – von der Lieferkette bis zu den verwendeten Geräten – nachhaltig ist, angefangen bei mehr lokalen Beschaffungsprozessen, verkürzten Transportwegen und der Verwendung nachhaltiger Materialien. Ziele wie die Reduzierung von Kohlenstoffemissionen treiben die Verlagerung hin zu Green IoT als Schlüsselansatz für Unternehmen und Städte voran: Green IoT beschreibt die Anzahl der Möglichkeiten, mit denen das IoT den durch bestehende Anwendungen und Funktionen verursachten Kohlenstoff-Fußabdruck reduzieren kann (z. B. indem es diese energieeffizienter werden) und IoT-Geräte in ihrer Produktion nachhaltiger macht.

Zukunftsfähige Lösungen

Städte werden weiterhin verschiedene Technologien einsetzen, um die Verwaltung effizienter zu machen, Einwohner zu schützen und deren Bedürfnissen und Interessen zielgerichteter zu begegnen. Skalierbare und flexible Lösungen, die auf einer offenen Architektur basieren, ermöglichen es den Stadtverwaltungen, bestehende Systeme an sich verändernde Ziele und Anforderungen anzupassen. Auf diese Weise können intelligente Städte zukünftige Anforderungen und Bedrohungen besser bewältigen, unabhängig davon, wie und wann sie entstehen.

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