Die deutsche Stadt Freiburg im Breisgau entwickelt im Rahmen ihrer Digitalisierungsstrategie das Smart-City-Modellprojekt DATEN:RAUM:FREIBURG. Ziel ist es, Daten aus verschiedensten Quellen in einer digitalen Infrastruktur zu bündeln, zu analysieren und Bürgern und Unternehmen für zahlreiche Anwendungen bereitzustellen, so dass die komplexen Aufgaben der Stadtverwaltung und der Stadtentwicklung einfacher und zeitsparender gehandhabt werden können.

Wir haben für dieses Projekt einen digitalen Stadtzwilling mit zwei Prototypen entwickelt: eine Anwendung mit lokalen Mobilitätsdaten zur Schaffung eines menschenfreundlichen Verkehrsraums und eine digitale Verkaufsplattform für städtische Grundstücke.

Unsere Arbeit an diesem Projekt zeigt, was im Bereich der Smart Cities möglich ist, insbesondere im Hinblick auf Ressourceneinsparungen, Emissionsreduzierungen, optimierte Mobilität und die Reduzierung von Verwaltungskosten. Auch wenn jede Stadt individuell geplant werden muss, bietet das Projekt in Freiburg eine mögliche Blaupause, die auf andere Städte übertragen werden kann, weil sie skalierbar und erweiterbar ist - auf die jeweiligen Bedürfnisse der Menschen.

Die Rolle des Verkehrs in der intelligenten Stadt

Verkehr ist ein alltägliches Merkmal in fast jeder Stadt. Die von uns entwickelte Lösung zur Erfassung von Live-Verkehrsdaten dient der Sicherstellung eines menschenfreundlichen Verkehrs durch eine optimierte Mobilitätssteuerung. Sie soll auch die Nutzung dynamischer Daten aus heterogenen Quellen beispielhaft aufzeigen.

Neben Pkw, Bussen und Lkw erfasst und analysiert unsere Anwendung auch Daten zur aktiven Mobilität, d.h. zu Fuß gehende und radfahrende Personen, die in ähnlichen Analysen oft nicht berücksichtigt werden. Für die Umsetzung nutzen wir eine Crowdsource-Lösung der belgischen Firma Telraam. Die von Telraam verwendeten Sensoren ermöglichen es uns, zwischen Autofahrern, Radfahrern und Fußgängern zu unterscheiden. Dank der Beteiligung von Bürgern, die das Kameragerät der Crowdsource-Plattform an der Innenseite ihrer Fenster installierten, konnten die erforderlichen Daten gesammelt werden. Diese Lösung ist datenschutzkonform, da die gesammelten Bilddaten direkt auf den Geräten verarbeitet werden und nur Zählwerte weitergegeben werden.

Unsere Anwendung erfasst und analysiert aktive Mobilitätsdaten, die in ähnlichen Analysen oft nicht berücksichtigt werden. © Arup/ Stadt Freiburg/ OpenStreetMap

Ein effizienterer Prozess

Bei der Entwicklung der Verkaufsplattform für das städtische Immobilienmanagement ging es darum, Geo- und Nutzerdaten in die Plattformarchitektur zu integrieren, auszuwerten und schließlich zu visualisieren. Als Fallbeispiel wurde der neue Freiburger Stadtteil Dietenbach gewählt, in dem Tausende von Menschen leben werden. Die digitale Aufbereitung zeigt interaktive dreidimensionale Karten mit der vorhandenen Parzellierung der Grundstücke sowie objektspezifische Daten.

Ein wichtiger Bestandteil der von uns entwickelten Verkaufsplattform ist ihre Transparenz. Wenn beispielsweise der Neubau eines Nahversorgungszentrums geplant ist und die ersten Händler identifiziert wurden, können Interessenten online prüfen, ob ihr Sortiment für diesen Standort geeignet ist und gegebenenfalls sogar Kontakt zu den Händlern aufnehmen. Der auf diese Weise transparent gestaltete Prozess vereinfacht das Vergabeverfahren und reduziert den Verwaltungsaufwand enorm.

Plattformarchitektur als Basis für weitere Module

Die grundlegende Plattformarchitektur besteht aus Open-Source-Komponenten. Sie haben den Vorteil, dass sie die Abhängigkeit von einem Hersteller vermeiden, Transparenz durch offenen Quellcode schaffen und Interoperabilität ermöglichen.

Insbesondere die Interoperabilität ist für das Projekt von entscheidender Bedeutung, da aktuelle und zukünftige Erweiterungen mit verschiedenen Systemen und Programmen interagieren können müssen und nicht auf eine Technologie beschränkt sein sollten. Darüber hinaus kann die Plattformarchitektur mit semantischer Webtechnologie erweitert werden, um in Zukunft eine "Supersuche" zu gewährleisten. Semantische Webtechnologien verknüpfen nicht nur verschiedene Informationen miteinander, sondern ermöglichen auch die Verarbeitung der Inhalte. Ein einfacher digitaler Zwilling ist noch nicht intelligent. Erst durch den Einsatz von Wissensgraphen werden die einzelnen Punkte in eine sinnvolle systematische Struktur eingebunden. Wissensgraphen sind Datenformate, die Informationen sammeln und bereitstellen. Für die Entwicklung eines solchen Wissensgraphen haben wir mit dem Technologieunternehmen Computational Modelling Pirmasens (CMPG) zusammengearbeitet.

Der modulare Aufbau der Plattformarchitektur gewährleistet, dass weitere Module problemlos in die bestehende Struktur integriert werden können. So ist es möglich, neben den Modulen "Verkehrsdaten" und "Immobilienverkauf" in Zukunft beliebig viele weitere Module in die Struktur einzubinden.

DATEN:RAUM:FREIBURG wird uns helfen, die komplexen Herausforderungen der Zukunft zu meistern. Mit den Prototypen bringen wir das Projekt Smart City einen großen Schritt voran.

Martin Horn

Bürgermeister, Stadt Freiburg im Breisgau

Partner und Kollaborateure

Computergestützte Modellierung Pirmasens (CMPG)