Urbanisierung meistern mit Machine-to-Machine-Kommunikation

Wie mit M2M aus Städten Smart Cities werden

| Autor / Redakteur: Christoph Müller-Dott / Nico Litzel

Der Autor: Christoph Müller-Dott ist Deutschland-Geschäftsführer von Orange Business Services
Der Autor: Christoph Müller-Dott ist Deutschland-Geschäftsführer von Orange Business Services (Bild: Orange Business Services)

Die weltweit zunehmende Urbanisierung ist Chance und Herausforderung zugleich. Die Verstädterung eröffnet den armen Ländern Entwicklungschancen und eine Verbesserung der Lebenssituation. Das enge Zusammenleben vieler Menschen auf engem Raum bringt aber auch Herausforderungen mit sich. Viele Kommunen testen in Pilotprojekten bereits heute die Machine-to-Machine-Kommunikation, um für die Zukunft gerüstet zu sein.

In 30 Jahren werden nach Schätzungen der Vereinten Nationen zwei von drei Menschen in Städten leben. Um den Herausforderungen zu begegnen, die das enge Zusammenleben vieler Menschen auf engem Raum mit sich bringt, testen viele Kommunen in Pilotprojekten bereits die Machine-to-Machine-Kommunikation. Fünf aktuelle Beispiele aus Europa zeigen, wie der autarke Datenaustausch zwischen Sensoren und Großrechnern unseren Lebensstil tatsächlich nachhaltig verändern und das tägliche Leben erleichtern können.

Smarter fahren: Verkehrsströme lenken

London, New York, Tokio oder Berlin – den Straßenverkehr in den Griff zu bekommen, ist eine der größten Herausforderungen, die moderne Städte in allen Teilen der Welt heute angehen müssen. Mithilfe von M2M-Technologie, die Verkehrsinformationen in Echtzeit erfasst und an eine zentrale Stelle übermittelt, können Stadtplaner viel besser auf sich verändernde Verkehrsströme reagieren: Kurzfristig, tagesaktuell oder sogar im Stunden-Takt, ebenso wie im Sinne einer langfristigen Strategie, um ein bestimmtes Nadelöhr zu umgehen. So können Planer Verkehrsströme beispielsweise zu bestimmten Tageszeiten umleiten oder Ampelschaltungen entsprechend anpassen.

Im nordspanischen Santander, einer Stadt mit rund 180.000 Einwohnern, ist das Verkehrswesen der Schwerpunkt eines umfassenden Smart-City-Projekts, das von der EU finanziert wird. Sensoren erfassen neben der Zahl der Fahrzeuge unterschiedlichste Parameter wie etwa die Temperatur, den Lärmpegel und die Lichtverhältnisse.

Sie sind überirdisch in der Straßenbeleuchtung installiert ebenso wie im Straßenbelag und können so Daten zum aktuellen Verkehrsfluss erfassen. In Bussen werden Sensoren eingesetzt, um Staudaten, beispielsweise aufgrund von Unfällen, zu übermitteln. Künftig sollen auch Züge und smarte City-Bikes für die Datenbeschaffung eingesetzt werden. Ziel ist es im weiteren Projektverlauf, Staus und damit Abgase und Lärm zu reduzieren.

Smartes Parken: Mut zur Lücke

Auch der sogenannte ruhende Verkehr ist ein wichtiger Anwendungsfall für M2M-Technologien. Sensoren erfassen Informationen über freie oder freigewordene Parkplätze und geben diese an Autofahrer weiter. So werden die durch die Parkplatzsuche verursachten Staus weniger, weil Autofahrer schneller und einfacher einen Parkplatz finden. Und die Kommunen können zusätzliche Einnahmen durch Parkgebühren generieren, weil weniger Parkplätze, beispielsweise in Nebenstraßen, unbesetzt bleiben.

Streetline, ein Partnerunternehmen von Orange Business Services, hat eine drahtlose Sensortechnologie entwickelt, die in den Straßenbelag eingebettet werden kann. Sie ist Teil eines Smart-City-Projekts der Stadt Barcelona. Diese Sensoren wurden in der Nähe des Mercat del Born, im trendigen Stadtviertel La Ribera installiert. Je nach Lautstärke und Temperatur des Straßenbelages erkennen die Sensoren, ob ein Parkplatz besetzt ist. Sie bilden ein engmaschiges Netzwerk, das die Informationen an das Backend von Streetline übermittelt. Von dort werden sie per Park-App an Smartphone-Nutzer übermittelt.

Smarter verbrauchen: Wasserstandsmeldungen in Echtzeit

Doch der Straßenverkehr ist bei weitem nicht die einzige Form von Strömen, die durch den Einsatz von M2M-Technologie optimiert werden kann. So ist für viele moderne Städte die Wasserverschwendung ein großes Problem. Deswegen forderte der EU-Umweltkommissar Janez Potocnik im letzten Jahr mehr Innovationen in diesem Bereich.

Das exakte Messen des Wasserverbrauchs ist jedoch ein Faktor beim Bemühen, die wertvolle Ressource Wasser effektiver zu schonen. Auch hier kann M2M-Technologie helfen. In Paris hat Orange seit 2011 mehr als eine Million solcher smarten Wassermessgeräte installiert. Dadurch können die Bewohner der ausgestatteten Häuser ihren Wasserverbrauch selbst beobachten und einschränken – und gleichzeitig den Versorgungsunternehmen wertvolle Informationen darüber liefern, wie viel Wasser insgesamt verbraucht wird.

Die gelieferten Echtzeitdaten helfen Unternehmen und Verbrauchern dabei, ihren Wasserverbrauch bzw. -bedarf besser steuern zu können. Eingebaut wurden diese Messgeräte von m2ocity, einem Joint Venture, das von Orange unterstützt wird. In Le Havre hat das Unternehmen weitere 100.000 Sensoren eingebaut. Teilnehmer wurden per SMS oder E-Mail über mögliche Lecks informiert. Über einen Online-Account konnten sie zudem ihren Wasserverbrauch beobachten.

Smarter versorgen: Feinstaubbelastung steuern

Wer in Europa regelmäßig einer hohen Feinstaubbelastung ausgesetzt ist, lebt laut der Weltgesundheitsorganisation WHO statistisch ein Jahr kürzer. Die Beobachtung der Luftqualität ist daher eine wichtige Herausforderung für Smart Cities. In Belgrad und Pancevo (Serbien) haben die Behörden Sensoren auf den Dächern von Omnibussen platziert, um die Luftqualität zu messen. Die Daten werden ebenfalls an eine zentrale Stelle übermittelt. Die Sensoren messen in dem EkoBus genannten System die Temperatur und die relative Luftfeuchtigkeit – und Schadstoffwerte wie Kohlenmonoxid, Kohlendioxid und Stickstoffdioxid. Die ermittelten Werte können die Anwohner über eine mobile Applikation abrufen. Und die Behörden vor Ort haben eine Möglichkeit, temporäre oder dauerhafte Maßnahmen zu ergreifen, um hier gegenzusteuern.

Noch interessanter werden die Maßnahmen, wenn sie einen holistischen Ansatz verfolgen und die gelieferten Daten für weitere Zwecke nutzen, wie es bereits in Belgrad und Pancevo praktiziert wird: Die vom Dach der Busse gelieferten Daten werden beispielsweise dafür verwendet, um den Standort der Busse jederzeit lokalisieren und voraussichtliche Ankunftszeiten ermitteln zu können. Saverio Romeo, Principal Analyst bei Beechham Research sagt: „Stadtplaner sollten sich bei der Einführung von M2M-Projekten nicht auf eine bestimmte Fragestellung limitieren, sondern ihre Systeme so ausrichten, dass sie mit anderen Projekten und Maßnahmen interoperabel sind.“

Smarter entsorgen: Mülltonnen nach Bedarf und nicht nach Kalender leeren

„Warum kommt die Müllabfuhr eigentlich einmal die Woche – und nicht nur dann, wenn meine Mülltonne auch wirklich voll ist?“, fragt Tim Devine, Berater im Bereich Telekommunikation bei PA Consulting. Im Südosten Finnlands zeigt das Abfallunternehmen Itä-Uudenmaan Jätehuolto (IUJ), wie es gehen kann: Es setzt drahtlose Sensoren von Enevo ein, die sie an der Innenseite der Mülltonnendeckel angebracht sind. Diese erfassen, wie gefüllt die Tonne ist, und senden die Informationen drahtlos an ein zentrales Analytik-System. Neben den aktuellen Daten wertet es auch „historische“ Angaben von früheren Leerungen aus, um prognostizieren zu können, wann die Tonne voraussichtlich voll sein wird. Auf dieser Basis werden die Routen der Transportfahrzeuge dynamisch geplant. Mit beeindruckenden Ergebnissen: Die Zahl der Stopps zum Ausleeren der Tonnen wurde um ein Viertel von 4.469 auf 3.354 während der Testphase gesenkt. Damit sparte das Unternehmen 47 Prozent der Kosten ein!

Von Insellösungen zu integrierten Konzepten

Dieser kleine Ausschnitt einzelner Maßnahmen zeigt, was derzeit schon möglich – und wo die Reise bei der M2M-Kommmuniaktion hingehen wird: Weg von den Insellösungen, hin zu vernetzten Ansätzen, um Synergien zu schaffen: Sensoren im Straßenbelag könnten beispielsweise Informationen über dessen Zustand liefern, damit die zuständigen Stellen wissen, wann sie Instandsetzungsmaßnahmen durchführen müssen. Oder es wird anhand von Vibrationen ausgewertet, welche Art von Fahrzeugen wie schnell sich hier bewegt, um den Verschleiß des Belags vorausberechnen zu können. Das wiederum könnte die Personal- und Finanzplanung im Straßenbau enorm erleichtern.

Dies ist alles noch Zukunftsmusik, aber die Entwicklung steht eben noch am Anfang und es wird in den nächsten Jahren spannend sein zu beobachten, welche Technogien und Anwendungsfälle sich durchsetzen werden, welche nicht und vor allem: Welche weiteren werden hinzukommen?

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