Welche Wartung für die Smart City?

Gefüllt mit Sensoren überwacht die intelligente Stadt ihre Infrastruktur und hält sie mit vorausschauender Wartung in Stand. 5G und die Technologien des City Information Modeling (CIM) müssten diese Entwicklung noch beschleunigen. Willkommen in der Stadt der Zukunft!   Wie macht man eine Stadt „smart“? Der erste Schritt besteht darin, die städtische Infrastruktur mit einer Vielzahl von Sensoren auszustatten, um sie mit dem Internet zu verbinden. Bushaltestellen, Straßenlaternen, Werbetafeln, öffentliche Bänke, Litfaßsäulen und sogar ein Mülleimer, jedes Gerät ist potenziell „intelligent“.   In Kombination mit künstlicher Intelligenz öffnet das Internet der Dinge (IoT) die Tür für eine vorausschauende Wartung, die Pannen aufspürt, bevor sie entstehen. Die Wartungsteams der Stadt müssen auf ihrer Tour nur noch einen Verschleiß reparieren oder eine Glühbirne auswechseln. Alles wird ihnen auf ihrem Bildschirm angezeigt.   Die vorausschauende Wartung basiert auf dem Vergleich der Daten eines Gerätes, die in Echtzeit übermittelt werden, und seiner Nutzungshistorie. Die Analyse von Leistungsabweichungen ermöglicht es, Anzeichen für Störungen frühzeitig zu entdecken.   Wenn ein Teil bedenkliche Zeichen aufweist, muss es so schnell wie möglich ausgetauscht werden. Es ist auch möglich, ein Leck in einem Energieverteilungsnetz aufzuspüren und sofort Servicetechniker zu alarmieren.   Die Sensoren sind aber nicht die einzigen, die dem städtischen Wartungsservice Informationen liefern. Einige Städte wie Paris haben einen QR Code auf ihren Einrichtungen angebracht, den Bürger mit dem Smartphone scannen können, um eine Panne oder Abnutzung zu melden. So trägt jeder Bürger aktiv dazu bei, die Qualität der öffentlichen Dienstleistung zu verbessern.

Der Hypervisor, der Kontrollturm der Wartung der Smarten City

Im Zentrum des Systems findet man den Hypervisor, der eine Art Kontrollturm der Smarten City darstellt. Es sammelt alle Daten aus der Stadt und steuert wie ein Cockpit alle Geräte der Stadt und koordiniert die verschiedenen Services. Um die Reaktivität des Systems zu optimieren, können bestimmte Szenarien voreingestellt werden und es so teilautonom machen.   Nehmen wir zum Beispiel ein Gasleck in einem Wohnviertel. Jede Sekunde zählt. Der Hypervisor ermöglicht den Zugang zu Überwachungskameras vor Ort, kann die Ampeln manipulieren, um den Weg für die Notfallkräfte frei zu machen, und die Einsatzplanung vereinfachen.  

Die Widerstandsfähigkeit der Städte stärken

Unfälle, Überschwemmungen, Erdbeben, Hitzewellen, Terrorangriffe, Cyberattacken … . Die Nachrichten erinnern uns beinahe täglich an die Verwundbarkeit unserer Städte. Diese Phänomene werden sich angesichts des Klimawandels, des demographischen Entwicklung, der Globalisierung oder der digitalen Transformation wahrscheinlich noch vermehren.   Es stellt sich also die Frage, wie widerstandsfähig unsere Städte sind. Damit ist die Kapazität einer Stadt gemeint, ihre lebensnotwendigen Services auch im Notfall aufrechtzuerhalten. Die Strategien der 100 Resilient Cities zeigen, dass die Digitalisierung hier eine wichtige Rolle spielt. Das Netzwerk dieser Städte, zu denen auch Paris gehört, wurde von der Rockefeller Stiftung ins Leben gerufen.

BIM + SIG = CIM

Dieses Jahr wird die Einführung des 5G-Netzes erwartet. Es verspricht eine Leistung von mehreren Gigabits pro Sekunde für eine Latenz von weniger als einer Millisekunde. Wenn die neue Norm erst flächendeckend, vor allem indoor, ausgebaut ist, könnte die Anzahl der kommunizierenden Geräte in der Smarten City explodieren.   Mit dem Konzept des CIM (City Information Modeling) kann die Smarte City auch mit privater Infrastruktur kommunizieren. Das CIM verbindet die Daten des SIG (System für geographische Information) mit denen des BIM (Building Information Modeling).   Zur Erinnerung, das BIM ist der digitale Zwilling eines Gebäudes. Dieses virtuelle Abbild beschleunigt das Aufspüren von Pannen und verringert die Einsatzzeiten von Technikern. Indem es die öffentliche und die private Infrastruktur verbindet, sorgt das CIM für einen besseren Informationsfluss zwischen beiden an der Wartung beteiligten Gruppen der Smarten City.   Sogar bevor das Gebäude errichtet wird, kann man es mit dem CIM projizieren und so feststellen, ob zum Beispiel die Ausgänge für einen schnellen Zugang von Einsatzkräften geeignet sind. Letztere haben über das CIM alle Informationen über das Gebäude, die für Wartungseinsätze nötig sind.  

Das Spektrum einer “Google City”

Eine Tochter von Google, Sidewalk Labs experimentiert in einem Stadtviertel von Toronto mit einer sogenannten „data driven“ Stadt. Zum Besten oder zum Schlechtesten. Ein Artikel der Monde beschreibt diese „Google City“ als Ort, an dem „Unmengen von Sensoren in Echtzeit auch die kleinste Bewegung im Viertel registrieren, Systeme künstlicher Intelligenz das Verhalten und die Nutzungen analysieren und so zum Traum – oder Alptraum – einer Stadt werden, in der alles über Daten verwaltet wird.“

Angers und Dijon, Schaufenster der Metropolen der Zukunft

In Frankreich werden die laufenden Projekte von Gemeinden geführt. Sie garantieren den Schutz der Privatsphäre ihrer Mitglieder. Die Metropole Angers will die intelligenteste Region Frankreichs werden und hat ein sehr ehrgeiziges Projekt gestartet. Im letzten November hat sie einem Konsortium aus Engie, Suez, La Poste und dem Versicherer VYV einen Vertrag geben, der auf 178 Millionen Euros für 12 Jahre geschätzt wird.   Laut dem Journal du Net sollen 50 000 Sensoren im Großraum Angers installiert werden, um die Beleuchtung, das Wasser, den Abfall, das Parken, den Nahverkehr, die Gesundheit, die öffentlichen Gebäude oder die Überwachung zu steuern. Durch die effizientere Nutzung ihrer Ressourcen wollen die Metropolregion und die Stadt Anger in 25 Jahren 101 Millionen Euros einsparen.   Eine andere intelligente Stadt ist Dijon. Die erste Etappe ihrer Digitalisierung wird OnDijon genannt und hat zum Ziel einen einzigartigen Kommandoposten zu schaffen, der alle städtischen Geräte des 24 Gemeinden umfassenden Gebietes zu kontrollieren: die Ampelanlagen, die öffentliche Beleuchtung, Kameras der Videoüberwachung, Gleisanlagen usw.   In der nächsten Phase soll eine einzigartige Plattform geschaffen werden, die von Citelum entwickelt wurde und Muse genannt wird. Sie ermöglicht es Servicetechnikern, „an alle Informationen zu kommen, die die städtischen Einrichtungen betreffen, Wartungseinsätze effizient zu planen und ihre Partner über den Fortschritt ihrer Arbeiten zu informieren.“  

Optimierte Wartung: Ein Identitätsformular für jedes Gerät

„Jedes Gerät profitiert von einem Identitätsformular, seiner Geolokalisierung und seiner Historie. Falls eine Steuerung festgestellt wird, können Wartungstechniker sofort eingreifen. Die Teams im Außendienst erhalten den kompletten Auftrag und alle Informationen auf ihre Tablettes, von denen sie auch ihren Abschlussbericht schicken.“   Die Berichte und Analysen, die von der Plattform erstellt werden, führen auch dazu, den Betrieb der Geräte zu optimieren. So kann die Beleuchtung einer Straße im Verhältnis zu den vorbeifahrenden Autos verringert werden. Allein der Austausch der Leuchtmittel zugunsten von LEDs sollte zu 65% Energieeinsparung in 12 Jahren führen.