Wo stehen wir bei Smart-City und Big Data?

Zu den Experten der Runde gehörten Dietmar Bethke, Leiter Neue Technologien und Smart City, Comnet GmbH, Dr. Michael Gerz, Leiter der Abteilung „Informationstechnik für Führungssysteme“ (ITF), Fraunhofer-Institut für Kommunikation, Informationsverarbeitung und Ergonomie (FKIE), Ulf Hüther, Director Smart City Europe, G2K Group sowie Jochen Sauer, Architect & Engineering Manager, Axis Communications. Moderiert wurde die virtuelle Runde von Prof. Dr. Clemens Gause, Geschäftsführer Verband für Sicherheitstechnik e.V. (VfS).

Prof. Dr. Gause eröffnet die Diskussion mit essenziellen Überlegungen: Die Stadt gibt es schon seit tausenden von Jahren. Heute stellt sich insbesondere die Frage, wie sie weiterhin als ein lebenswerter Ort gestaltet werden kann. Wer sich heute mit Stadtentwicklung befasst, kommt an der Vision der „Smart City“ nicht mehr vorbei. Aber was genau bedeutet das eigentlich? Wie geht eine Smart City mit den Themen Sicherheit und Nachhaltigkeit einher? Und welche Vorteile kann die Erhebung und Vernetzung von Daten bieten?

Dietmar Bethke findet: „Zu Beginn muss man sich die Frage stellen, wie smart die deutschen Städte bereits sind. Ich habe anfänglich immer gesagt, smart ist gleich digital. Mittlerweile würde ich jedoch behaupten, das stimmt nur noch zur Hälfte. Smart ist nicht automatisch nur digital. Smart hat auch viel mit Strukturen, Wandel, Prozessen und Arbeitsweisen in Städten zu tun. Heute gibt es daher bereits einige smarte Lösungen in deutschen Städten. Der entscheidende Punkt ist: Es hat schon immer Daten in Städten gegeben – nicht nur im kommunalen Bereich, sondern auch über Geoinformationssysteme. Jetzt gilt es, sich stärker zu öffnen und auch über Open Data nachzudenken. Es geht darum, der Community in der Stadt Daten zur Verfügung zu stellen und künftig die gesamte Gesellschaft an der Realisierung smarter Lösungen teilhaben zu lassen. Dafür gibt es bereits gute Beispiele, aber es ist definitiv noch Luft nach oben.“

Ulf Hüther ergänzt: „Eine der größten Herausforderungen aktuell ist sicherlich, die Open-Data-Thematik in die Masse zu treiben. Damit dies gelingt, muss man sich letztlich fragen, was der größte Return-on-Investment für eine Stadt ist: Es ist der zufriedene Einwohner, der der Stadt erhalten bleibt und nicht zu einer konkurrierenden Stadt abwandert. Es stellt sich also die Frage, inwieweit man die Öffentlichkeit bei Smart-City-Projekten mit ins Boot holen kann. Fakt ist: Die Datentöpfe sind in Städten zum Großteil bereits vorhanden. Aber man hat sie noch nicht in einen kompletten Insight gepackt, um ein komplexes Szenario, beispielsweise das Energiemanagement einer Stadt prüfen zu können. Wo sind die größten Verbraucher? Wo kann man gezielt Kampagnen fahren, um das Energiemanagement in einer Stadt effizient zu betreiben? Hier gibt es bereits viele Ansätze. Innerhalb Europas gibt es auch bereits einige Länder und Städte, die aktiv auf diese Themen reagieren. Oft handelt es sich dabei um Länder, die viel in den Bereich Informatik investieren und in denen viele Start-ups aktiv sind.“

Um Lösungen wirklich umzusetzen, braucht es jedoch noch große Innovationssprünge. Zudem sollte der Nutzen von Smart-City-Technologie mehr in den Vordergrund gestellt werden. Datensätze sind schon vielerorts vorhanden. Wir müssen sie nur, auch mithilfe von KI, nutzbar machen. Gibt es in Deutschland dafür schon Erfolgsgeschichten?

Dietmar Bethke erläutert: „In der Stadt Gelsenkirchen erproben wir seit mehreren Jahren Technologien und entwickeln Strukturen. Dabei setzen wir auf eine Art Guerillataktik, um in der Stadt auch neue Kommunikationswege zu etablieren. Digitalisierung ist immer eine Querschnittsaufgabe. Sie kann in einer Verwaltung, die in Silos organisiert ist, nicht vorangetrieben werden. Im ersten Schritt bauen wir daher Netzwerke auf und versuchen zu verstehen, was wir an Menschen und Funktionalitäten in einer Verwaltung brauchen, um technische Projekte umsetzen zu können. Im Rahmen von Förderprojekten hatten wir hier auch die Freiheit zu scheitern, Dinge zu evaluieren und herauszufinden, was gut funktioniert und was nicht. Digitalisierung ist für mich ein Prozess, der über das Scheitern zum Erfolg führt.“

Dr. Michael Gerz schildert seinen Ansatz: „Wenn wir uns im FKIE mit Führungssystemen beschäftigen, dann interessieren uns auch bestimmte offene Daten, die wir in das System integrieren, um ein gesamtes Lagebild zu erhalten. Einige Kommunen und Städte bieten hier beispielsweise Informationen über den Verkehrsfluss. Mithilfe dieser lässt sich erkennen, wo Staus sind. Mit entsprechenden Analysen kann man zudem herausfinden, ob es bestimmte Tage, bestimmte Uhrzeiten oder bestimmte andere Faktoren gibt, zu denen immer wieder Staus auftreten. Man kann aber auch noch einen Schritt weitergehen und die Ist-Lage mit der Lage, die einem vom System prognostiziert wurde, vergleichen. So könnte man zum Beispiel Staus zu einer Zeit feststellen, zu der diese nicht typisch sind. Dieser Rückschluss kann verdeutlichen, dass irgendetwas passiert ist, sei es eine Demonstration, ein Verkehrsunfall oder ein anderes besonderes Ereignis.“

Entscheidend ist, Daten zwischen verschiedenen Stakeholdern auszutauschen und Datensilos aufzulösen.

Dietmar Bethke findet: „Ich bin nicht der Meinung, dass Städte für Smart-City-Projekte mit Sensoren gepflastert werden müssen. Erstmal sollten wir prüfen, was schon an guten, verlässlichen Daten vorliegt. Hat man die Daten gefunden und bewertet, ist der nächste Schritt, sie in einem Open Data Space transparent zur Verfügung stellen – wie in einer Bibliothek. Eine urbane Daten-Plattform sollte der Ort sein, wo alle städtischen Daten möglichst offen jedermann zur Verfügung stehen. Um Ideen im Smart-City-Kontext zu entwickeln, muss man das freie Spiel zulassen.“

Ulf Hüther wirft ein: „Das birgt natürlich auch eine sehr große Gefahr von außen. Wenn man Daten als solche komplett der Öffentlichkeit zur Verfügung stellt, sind sie öffentlich für jeden und damit auch für Akteure, die die Daten missbräuchlich nutzen könnten, um bestimmte Rückschlüsse auf eine Stadt zu ziehen. Es muss daher schon eine gewisse Koordination der Daten geben.“

Jochen Sauer: „Aus meiner Sicht ist die Definition der Zweckbindung entscheidend, um gemeinsam mit allen Stakeholdern den richtigen Weg in Richtung Datenschutz einzuschlagen. Daten dürfen nur für einen vorab definierten Zweck erhoben werden. Zudem muss sichergestellt sein, dass große Datenmengen für alle beteiligten Stakeholder derart nutzerspezifisch aufbereitet werden, dass sie den Zweck, zu dem sie erhoben wurden, auch erfüllen können. Wenn eine Stadt es seinen Bürgerinnen und Bürger also mithilfe von Daten ermöglichen will, Staus zu umfahren, dürfen Daten auch nur zu diesem Zweck erhoben und entsprechend analysiert werden. Wenn auf einem Kinderspielplatz DSGVO-konform sichergestellt werden soll, dass sich nachts keiner dort aufhält, ist eine optische Sicherheitstechnik nicht geeignet. Stattdessen wäre Radartechnik zum Beispiel ein intelligentes Werkzeug.“

Vom öffentlichen Nahverkehr bis hin zur Kurzmiete von Fahrzeugen – welche Herausforderungen ergeben sich durch den Modal Shift und die Nutzung unterschiedlicher Transportmittel?

Dietmar Bethke: „Eine zentrale Herausforderung beim Modal Shift ist die Vielzahl der Beteiligten. Verkehrs- und Transportmittel können nicht aus einer Hand angeboten werden. Dadurch entsteht ein gewisses Wettbewerbsdenken und es geht zu Lasten der Transparenz. Bei Verkehrsträgern denken wir zunächst an Busse und Bahnen, doch müssen wir hier auch Leute miteinschließen, die Geld damit verdienen, dass noch Autos über die Straßen fahren. Hier herrschen also auch wirtschaftliche Interessen vor. Welche Verkehrsmittel zur Verfügung stehen, kann heute bereits über Apps abgebildet werden. Herausfordernder sind die begrenzten Flächen in unseren Städten. Man muss prüfen, wie viel Prozent der Fläche man überhaupt für alternative Verkehrsangebote wie Radwege erhalten kann. Im europäischen Ausland gibt es meiner Meinung nach Städte, die das schon besser machen als Deutschland. Bei uns haben eindeutig Autos noch das Sagen.“

Jochen Sauer meint: „Meiner Meinung nach müssen wir uns zunächst mehr Gedanken machen, wie und wann wir den Verkehr am besten nutzen. Dafür brauchen wir valide Daten. Doch fällt es teilweise noch schwer, diese zu erheben. Wenn wir uns zum Beispiel auf Daten von Google beschränken, liegen nur globale Informationen vor. Wir wissen also, dass wir während Corona weniger Staus gehabt haben, aber nicht, in welchem genauen Raster – Stadt oder Ortsteil – das der Fall war. Hier gilt es, Ansätze für die lokale Datenerhebung zu finden. Wir müssen Impulse geben, auch in Richtung der Politik, um im Bereich Smart City weiter voranzukommen und insgesamt mehr Interesse am Thema zu generieren.“

Dr. Michael Gerz fügt hinzu: „Interoperabilität ist hier ein wichtiges Stichwort. Wir müssen sicherstellen, dass verschiedene Systeme miteinander Informationen austauschen können – und zwar so, dass beide Systeme dabei das gleiche Verständnis der Daten haben. Was ich bisher noch nicht beobachten kann, ist, dass wir städteübergreifend zu Lösungen kommen. Ich war letzten Freitag zum Beispiel in einer mittelgroßen Stadt bei einer Großveranstaltung und habe allein 45 Minuten gebraucht, um einen Parkplatz zu finden. In der Stadt gab es kein Verkehrsleitsystem. Aber selbst wenn es eines gegeben hätte, hätte ich es vermutlich nicht nutzen können, weil ich die passende App nicht rechtzeitig gehabt hätte. Wir brauchen daher Interoperabilitäts-Lösungen, die auch Personen, die nicht in dieser Stadt wohnen oder die nicht tagtäglich mit dieser Art von Services umgehen, nutzen können. Hier sehe ich einen großen Handlungsbedarf. Wir dürfen nicht zulassen, dass Insellösungen, sogenannte Datensilos entstehen, sondern müssen uns für übergreifende Lösungen einsetzen. Dabei ist es wichtig, dass die Städte Herr über die Daten bleiben – im Sinne von Datensouveränität – und zu gemeinsamen Lösungen kommen. Gerade in einem föderalen System ist das natürlich nicht einfach.“

Fehlt es in Deutschland an einer entsprechenden Wertehaltung, um das Thema konsequent in Städten durchzusetzen?

Ulf Hüther zieht einen Vergleich zum Ausland: „In Ländern wie Ägypten wird tatsächlich bereits sehr stark auf Nachhaltigkeit geachtet. In der Planstadt Neu-Kairo, in der es Wasser nicht einfach an jeder Ecke gibt, werden zum Beispiel Flächen nicht bewässert, ohne vorher die Wettervorhersage kontrolliert zu haben, um zu prüfen, ob es eventuell bald regnet. Auch Licht wird hier nicht in Übermaß angeboten. Über Smart Poles kann die Stadtverwaltung Licht in Zeiten, in denen an den Masten nur wenig Aktivität gemessen wird, dimmen. Bewohnerinnen und Bewohner können Lichtmasten über eine App zudem selbst einschalten. Bei uns ist ein solches Energiemanagement auf kommunaler Ebene noch nicht vorhanden. Nachhaltigkeit könnte ein großes Thema für Städte sein, wenn sie es richtig anpacken, die richtigen Daten erheben und die richtigen Rückschlüsse daraus ziehen. Dafür braucht es aber auch genug Datenanalysten, die in der Lage sind, Daten zu lesen und auszuwerten. Wenn Städte jedoch nicht bereit sind, diesen Analystinnen und Analysten ein angemessenes Gehalt zu zahlen, wird eine Stadt auch nie smart werden.“

Für Smart-City-Konzepte braucht es letztlich viele, hochqualitative Daten. Entsteht dadurch nicht viel Datenmüll?

Ulf Hüther: „Wenn man die Daten, die bereits erhoben wurden, mit den Daten, die aktuell gebraucht werden, in Einklang bringt, vermeidet man Datenmüll. Hemmschwelle ist das Datensilo als solches, das nur Einblick auf eine spezifische Lage gibt, aber nicht auf das gesamte, komplexe Szenario. Wenn ich Daten sauber in einem Kontext zusammenführe, wird das sicherlich dazu beitragen, weniger Datenmüll zu produzieren.“

Jochen Sauer: „Die Zweckbindung im Sinne der DSGVO hilft ebenfalls dabei, keinen Datenmüll zu produzieren. Im Bereich der Videosicherheitstechnik wird beispielsweise an Tankstellen strikt festgelegt, dass Daten, also Videoaufzeichnungen, drei Tage vorzuhalten sind. Nach drei Tagen muss das System die Daten löschen und überschreiben.“

Dr. Michael Gerz: „Datenqualität ist ebenfalls ein wichtiger Punkt. Es muss sichergestellt werden, dass Daten in der richtigen Qualität erfasst werden. Entscheidend ist auch ein guter Daten-Mix. Beispiel Wetterdaten: Es sind Daten aus unterschiedlichen Stadtteilen und unterschiedlicher Höhe vonnöten, um letztlich repräsentative Daten zu erhalten. Bei der Community, die sich mit Datenauswertung beschäftigt, ist diese Thematik bekannt. Andere Stakeholder müssen entsprechend sensibilisiert werden.“

Dietmar Bethke: „Die Frage ist auch generell, was Datenmüll ist. Beispielsweise könnte der Überfluss an Touristenfotos im Netz Datenmüll sein. Wenn dann aber jemand mit neuen Methoden und Werkzeugen kommt und aus genau diesen Daten einen Schatz macht, ändert sich die Lage. Oft entscheidet sich erst später, welche Daten wirklich gebraucht werden.“

Um Smart-City-Konzepte weiter voranzutreiben, bleibt folgendes essenziell wichtig: Wir müssen alle Beteiligten, insbesondere die Bürgerinnen und Bürger, aufklären und ihnen den Nutzen von intelligenten Technologien in Städten transparent übermitteln. Big Data darf dabei nur zum vorher definierten Zweck erhoben werden, um sicherzustellen, dass weder Datenmüll noch Datenmissbrauch entsteht.