Köln, München und Hamburg haben aktuell die besten Glasfasernetzwerke Deutschlands. Diese Städte haben sich selbst um den Ausbau gekümmert und können nun auch dadurch ihre Vorreiterrolle als Smart-City ausbauen. Allein das ist schon großartig – Köln ist als SmartCity im Fokus! Die Domstadt hat also durchaus im Deutschlandvergleich einen Wettbewerbsvorteil. Welche Vorteile das sind, welche Wege Köln als SmartCity aktuell geht und mit welchen konkreten Anwendungsmöglichkeiten, das soll an dieser Stelle genauer dargelegt werden.
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NetCologne Gesellschaft für Telekommunikation mbH
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Technische Errungenschaften können, klug eingesetzt, den Menschen in der Stadt und ihrer Umgebung enorm von Nutzen sein. Auf dem Weg in die Zukunft mit ihren wachsenden Herausforderungen – mehr Klimaschutz, weniger Ressourcenverbrauch, hohe Mobilität – hat das Kölner Unternehmen NetCologne im Mai als Dienstleister das neue IoT-Funknetz mit 40 Datenempfangsstationen, sogenannten Gateways, in Köln auf der polisMobility-Messe freigeschaltet. IoT steht dabei für das Internet of Things – der intelligenten Vernetzung von Objekten, Maschinen, Geräten und Anlagen. Dabei wird die Übertragungstechnologie LoRaWAN genutzt, welche für „Long Range Wide Area Network“ steht. Wie bereits in einer früheren Ausgabe der KÖLNER Illustrierte Magazins erklärt, kann das schmalbandige und kostengünstige Funkverfahren in Kombination mit batteriebetriebenen Sensoren kleine Datenpakete über große Reichweiten transportieren. So können verschiedene Nutzungen in der Stadt effizient und ressourcenschonend erledigt werden, wie Messungen zur Suche nach freien Parkplätzen, im Straßenbahnverkehr und vielem mehr.
Timo von Lepel, Geschäftsführer der NetCologne, betont: „Wir können den Wirtschaftsstandort stärken. Gemeinsam mit der Stadt Köln und den Unternehmen der Stadtwerke arbeiten wir an der Vision der „SmartCity Köln“. Es ist ein Beispiel, worin Köln eine führende Stadt in Deutschland ist.“ Wohin die Reise geht, ist für von Lepel klar: „Alle Dinge, die man mit dem Internet verbinden kann, werden mit dem Internet verbunden werden.“ So lautet seine Prognose, da man zahlreiche Geräte durch die Digitalisierung effizient steuern könne. Das potenzielle Anwendungsgebiet ist dabei riesig. LoRaWan ist ein weltweiter Standard und kann somit vielfältig und einfach genutzt werden. Beispielsweise kann man komplette Baustellen mit dem LoRaWan-Funknetz erfassen. Für Menschen, die sich in der Stadt bewegen, können tagesaktuelle Fragen beantwortet werden, wie: Kann ich heute an dieser Baustelle auf dem Weg zur Arbeit bequem vorbeifahren? Haben sich Verkehrsstaus, die durch die Baustelle bedingt waren, eventuell bereits aufgelöst, oder sollte ich eine bessere Route einplanen? Für die Baustellengesellschaften klären sich Fragen wie: Wo genau steht aktuell mein teures Großgerät?
Wie macht LoRaWan das?
Aber wie funktioniert das Ganze? Mit dem Glasfasernetzwerk ist Köln bereits sehr gut ausgestattet. Man kann mit LoRaWan aber zudem Stellen erreichen, wo noch kein Glasfaserkabel oder sonstiges verfügbar ist. Über den Dächern von Köln kann man in einer Höhe von 25 Metern eine kleine Funktstation, z.B. auf einem Hausdach, platzieren. Diese ist nur 50 bis 60 cm hoch und die Kästen mit der Technologie sind nur etwa so groß, wie ein Schuhkarton. Von der Station aus sollen laut Timo von Lepel mit 868 Mhz Punkte über weite Strecken von bis zu 10 Kilometern erreichbar sein. So sei die Fläche der ganzen Stadt mit relativ wenigen Funkstationen abdeckbar. Kleine, günstige Sensoren funken die Funkstation an und können überall in der Stadt angebracht werden. Sie können die unterschiedlichsten Dinge zum Nutze der Unternehmen und BewohnerInnen messen. Als KundIn des Netzes kann man individuell angefragte Datenpakete sammeln, speichern und auf diese Weise nutzbar machen.
IoT-Plattform ThingsNet
ThingsNet ist die IoT Plattform, auf der die gesammelten Daten erfasst und ausgewertet werden. Timo von Lepel betont den Sicherheitsaspekt des Netzes: „ThingsNet, das Datenökosystem für Köln, soll hier in Köln gehostet werden. Dies gilt der Sicherheit der Daten und auch der KundInnen.“ NetCologne hat dafür eigenen Aussagen nach hohe Sicherheitsstandards entwickelt und eingesetzt. Im Hinblick auf die Anwendung erklärt von Lepel: „Lückenlose Messungen und damit lückenlose Daten machen Arbeitsprozesse noch besser.“ Ein Beispiel sei der Kunde AWB. Wo früher eine Fahrt mit dem Müllwagen nötig war, um zu schauen, ob ein bestimmter Müllcontainer in der Stadt voll ist oder nicht, wird die Route und damit der Zeit- und Spritverbrauch deutlich gekürzt, in dem die Kölner Abfallbetriebe nur noch öffentliche Müllcontainer anfahren, die auch wirklich voll sind. Die spezifischen Daten erhält die AWB auf der IoT Plattform ThingNet von Net-Cologne und wertet sie entsprechend aus. Da es in diesem Beispiel der AWB vielleicht reicht, nur zweimal am Tag eine Messung durchzuführen, um geeignete Routen zu planen, genügt es, wenn der batteriebetriebene Sensor sich zweimal am Tag einschaltet. Dies ist energieschonend und macht die Sensoren langlebig. Wie oft und wie genau eine Messung stattfindet, bestimmen die Kund Innen selbst – so auch, bei welchen Messwerten sie eine Meldung erhalten – wie z.B.: „Müllcontainer ist voll.“ oder „Parkplatz ist frei“. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die KVB. Auch um Zugausfällen entgegenzuwirken, wird via Sensoren geschaut: An welcher Stelle des KVB-Schienennetzes herrscht z.B. Frost? Wo muss und kann die Weichenheizung also punktgenau einsetzen? Das Wissen um die Erforderlichkeit – zu kalt oder nicht – macht die Beheizung der Weichen effizienter und damit ressourcenschonender. Köln kann durch diese Maß-nahmen einiges an Energie einsparen. Auf diese Weise prüft auch die RheinEnergie Temperatur und Feuchtigkeit ihrer Verteilerschränke in der Stadt und kann somit punktgenau auf Probleme reagieren.
Keine Konkurrenz zu 5G
Horst Schmitz, Bereichsleiter Technik bei NetCologne, erklärt, dass das LoRaWan Netzwerk frequenzfrei ist und damit keine Konkurrenz zu 5G ist. „Das freie Funkband kann sehr gut genutzt werden.“ Zudem sei 5G noch nicht so weit. „Sensoren stehen derart noch nicht zur Verfügung – und hier geht es um ein Schmalband, welches effizient und ressorcenschonend ist“, sagt er. Kleine Datenpakete sind damit übertragbar. Videos beispielweise benötigen große Datenpakete. Diese können nicht über das LoRaWan übertragen werden. Man könne mit dem LoRaWan erfassen, wie sich Menschenströme von einer Himmelsrichtung in die andere bewegen, aber Einzelpersonen und personenbezogene Daten könnten auf Grund der Datenmenge nicht erfasst werden, so Schmitz. Das ist ein wichtiger Aspekt im Hinblick auf die Datensicherheit und den Datenschutz. Das Rechenzentrum, über welches die Daten laufen, sei zertifiziert und „Tests werden stetig durchgeführt“, erläutert er. Zudem werden bei den Unternehmen nur bestimmte Daten erfasst und gespeichert, nicht sämtliche LoRaWan-Daten aus allen möglichen Messungen. Wo ein Sensor angebracht ist, ob auf einem Parkplatz oder auf einer Baustelle oder auf einer Schiene, macht auch ein Unterschied. „Der Erfasser der Daten ist der Datenholder – er bewegt sich in seinem eigenen Datenumfeld“, so Horst Schmitz. Zudem gebe es Mandatenumfelder, d.h. bestimmte Nutzungsrechte werden auf der IoT-Plattform zugewiesen. Schmitz ergänzt, dass es Unternehmen gibt, die sich speziell auf dieses IoT-Umfeld fokussiert und spezialisiert haben, d.h. diese Unternehmen sehen Potenziale, auf dem sie ihr Geschäftsumfeld auf bauen. Ein Sensor koste von 1 bis 50 Euro. Timo von Lepel erklärt, dass NetCologne die Technologie bereitstelle und dazu beriete, aber es noch eine Entwicklung sei, bei der die KundInnen auf Unternehmensebene sowie die Stadt Köln diejenigen seien, die entschieden, welche Nutzung sie als sinnvoll erachten. Was genau die Stadt Köln im Detail entscheidet, wird spannend werden.
SmartCity als Wachstumsmarkt
Markus Schaffrin, Geschäftsbereichsleiter des eco – Verband der Internetwirtschaft e.V., ist sich sicher: „Smart City ist der Wachstumsmarkt der kommenden Jahre.“ Potenziale sieht er im Transport, in der Logistik, der städtischen Mobilität, bei der physischen Sicherheit (wie der genannten Baustellengroßgeräte), in der Gebäudeautomatisierung und Gebäudesicherheit (da das Funknetz auch tiefe Kellerräume erfassen kann), im Gesundheitswesen, in der Energiewirtschaft, im Einzelhandel, Gastgewerbe, in der Digitalen Bildung, bei Finanzdienstleistungen, in der öffentlichen Verwaltung und vielem mehr. Schaffrin sieht eine Umsatzentwicklung von 2021 bis 2026 von plus 17,1 Prozent in den potenziellen Segmenten, wie Verwaltung, Bildung, Transport und Gesundheitswesen. Net-Cologne ist eines von über 1000 Mitgliedern des eco Verbandes. Im Maßstab der NetCologne die Stegerwaldsiedlung im Süden Mülheims begleitet. Viele Städte auf der Welt probieren Zukunftsentwicklungen in Quartieren aus und ziehen daraus ihre Erfahrungen. Von der Quartiersentwicklung hat Köln den Sprung zur Entwicklung der ganzen Stadt als SmartCity geschafft. Schaffrin nennt viele Felder, in denen SmartCity noch wirken kann. Was genau kann da gemacht werden? Auf weitere Anwendungsbeispiele, die das Leben in der Smart-City Köln jetzt und in Zukunft einfacher, ressourcenschonender, effizienter und damit besser machen, gehen wir in der nächsten Ausgabe ein. Fakt ist: Es bewegt sich etwas in Köln – in den Unternehmen und im alltäglichen, öffentlichen Leben der Stadt. Vom freien Parkplatz bis zur Energieeinsparung der ganzen Rheinmetropole. Das sind spannende Zeiten für alle BürgerInnen. Quartiersentwicklung hat NetCologne die Stegerwaldsiedlung im Süden Mülheims begleitet. Viele Städte auf der Welt probieren Zukunftsentwicklungen in Quartieren aus und ziehen daraus ihre Erfahrungen. Von der Quartiersentwicklung hat Köln den Sprung zur Entwicklung der ganzen Stadt als SmartCity geschafft. Schaffrin nennt viele Felder, in denen SmartCity noch wirken kann. Was genau kann da gemacht werden? Auf weitere Anwendungsbeispiele, die das Leben in der Smart-City Köln jetzt und in Zukunft einfacher, ressourcenschonender, effizienter und damit besser machen, gehen wir in der nächsten Ausgabe ein. Fakt ist: Es bewegt sich etwas in Köln – in den Unternehmen und im alltäglichen, öffentlichen Leben der Stadt. Vom freien Parkplatz bis zur Energieeinsparung der ganzen Rheinmetropole. Das sind spannende Zeiten für alle BürgerInnen.