Daten spielen in der intelligenten Stadt von Morgen eine zentrale Rolle. Wie und welche Daten in einer Smart City erfasst werden können wird aktuell in der Aalener Innenstadt erprobt. Rund um den Sparkassenplatz wurden zu Testzwecken mehrere Anwendungsfälle in Kooperation mit regionalen Unternehmen umgesetzt. Zusammen bilden diese den „Showcase Smart City“ und geben einen Einblick in die Stadt der Zukunft. Verschiedene Sensoren und Elemente beleuchten wichtige Themenfelder wie Mobilität und Umwelt in einer Smart City. Informationstafeln erklären die Technik und funktionsweise der einzelnen Sensoranwendungen.

Die Daten laufen auf eine Datenplattform und sind auf einem Dashboard (Aalen-dashboard.de) einsehbar.

Die Anwendungsfälle, die auf dem Kreissparkassenplatz erfasst wurden:

Smarte Bank: Die Schaltzentrale   

Jede smarte Stadt braucht Schaltzentralen, in denen die Messwerte und Informationen der Sensoren zusammenlaufen. In dieser smarten Bank ist eine solche Schaltzentrale („LoRaWAN-Gateway“) unsichtbar integriert. LoRaWAN ist ein Funknetz, das darauf optimiert ist, kleine Datenpakete mit geringem Energieeinsatz über weite Distanzen zu übertragen. Darüber hinaus ist in der smarten Bank eine autarke Stromversorgung mit Solarmodul und Pufferbatterie und ein Umweltsensor, der die Luftqualität in der Umgebung erfasst, integriert.

So funktioniert‘s

• LoRaWAN Gateway als Zentraler Punkt der Sensoranwendungen, Datenanbindung nach außen per Mobilfunk
• Umweltsensor mit Messwerten zu CO₂, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit, Lufttemperatur
• Anbindung über Langstreckenfunk (LoRaWAN)
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung und Zustandsüberwachung aus der Ferne
• PV-Modul mit Laderegler und Pufferbatterie, im Testbetrieb mit Backup durch externe Stromversorgung

Bewässerung intelligent planen         

Viele Pflanzen und Bäume in der Stadt leiden durch vermehrt auftretende Hitze- und Dürreperioden immer stärker unter Trockenstress. Dabei ist den Pflanzen und Bäumen dieser Zustand oft erst anzusehen, wenn eine Rettung nur sehr aufwändig oder gar nicht mehr möglich ist. Mittels eines Bodenfeuchtesensors kann der Feuchtigkeitsgrad der Erde im Wurzelbereich erfasst und die notwendige Bewässerung unter Berücksichtigung von Wetterprognosen ausgeführt werden.

So funktioniert‘s

• Bodenfeuchtesensor erfasst die Wasserverfügbarkeit im Boden über eine Druckdifferenz
• Ermöglicht eine intelligente Bewässerung unter Einbeziehung von Bodenfeuchte, Wetter und Tageszeit
• Anbindung über Langstreckenfunk (LoRaWAN)
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung und Zustandsüberwachung aus der Ferne

Parkraum: Wissen, wo Platz ist

Parksuchverkehr macht bis zu 40% des innerstädtischen Verkehrs aus. Eine einzelplatzgenaue Erfassung von Parkflächen ist Grundlage für ein intelligentes und effizientes Parkraummanagement. In unserem Showcase werden einzelne Parkplätze mit unterschiedlichen, sich gegenseitig ergänzenden Systemen erfasst. Die Information, ob ein Parkplatz frei oder belegt ist, kann dann über ein Dashboard abgerufen werden.

So funktioniert‘s

• Bodenparksensoren messen für einen einzelnen Stellplatz, ob sich über ihnen ein Fahrzeug befindet
• Anbindung über Langstreckenfunk (LoRaWAN)
• Kamerabasierte, DSGVO-konforme Auswertung von Parkflächen durch Smart City Vision System (Sensor)
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung und Zustandsüberwachung aus der Ferne

Pegelstand erfassen

Für eine zuverlässige, möglichst frühzeitige Warnung vor Überflutungen werden die Pegel relevanter Gewässer durch kostengünstige Sensoren erfasst und bei Überschreiten der festgelegten Grenzwerte wird eine automatische Warnkette für die betroffenen Gebiete ausgelöst.

Durch den Einsatz von Smart City-Sensorik kann die Überwachung kostengünstig mit minimalem Infrastruktur- und Wartungsaufwand realisiert werden. Die Batterielaufzeit der Sensoren beträgt über 5 Jahre, zur Installation genügt eine Brücke oder ein einfacher Pfahl.

So funktioniert‘s

• Distanzsensor der den Abstand zur Wasseroberfläche erfasst (Ultraschall)
• Anbindung über Langstreckenfunk (LoRaWAN)
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung und Zustandsüberwachung aus der Ferne

Wie viele kommen hier vorbei?

Die zuverlässige Information über die Besucherfrequenz auf öffentlichen Plätzen ist Grundlage sowohl für Anwendungen im Smart-City-Kontext als auch für die bedarfsgerechte Planung öffentlicher Räume und Wege. Livedaten zur Belebtheit eines Bereichs sind wertvolle Informationen für die Steuerung von Besucherströmen. Darüber hinaus kann die Platzierung von Stadtmobiliar, Beleuchtung und Sicherheit mit Kenntnis der Besucherfrequenz besser geplant werden.

So funktioniert’s

• Radarbasierter Personenzähler
• Reine Bewegungserfassung, keine Bilderfassung
• vollständig DSGVO-konform
• verbaut hinter der Kunststoffwand der smarten Bank
• Anbindung über Langstreckenfunk (LoRaWAN)
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung und Zustandsüberwachung aus der Ferne

Verkehrszählung: Wissen was los ist

Eine Verkehrszählung durch Personen ist mühsam, personalaufwändig und verhältnismäßig ungenau. Eine Künstliche Intelligenz (KI)-gestützte Lösung ist hier nicht nur schneller, anonymer und genauer, sie erkennt auch große Verkehrsmuster, die einem menschlichen Beobachter nicht auffallen. Darüber hinaus sind Zählungen über einen sehr viel längeren Zeitraum problemlos möglich.

Das System unterscheidet zuverlässig zwischen verschiedenen Arten von Verkehrsteilnehmern und schafft somit die Grundlage für eine detaillierte und bedarfsgerechte Verkehrsplanung unter Berücksichtigung der Bedürfnisse aller Teilnehmer.

So funktioniert’s

• Kamerabasierte, DSGVO-konforme Erfassung der Verkehrsströme in Smart City Vision System durch Künstliche Intelligenz (Sensor)
• Trennscharfe Erkennung der Teilnehmerklassen (z.B. Fußgänger, Radfahrer, Autos, Lieferwagen, Busse, …)
• Kamerabild wird ausschließlich im Gerät verarbeitet, nach außen werden lediglich anonymisierte Datenpunkte weitergeleitet

Rettungswege freihalten

Im Ernstfall geht es um Sekunden: Zugeparkte Rettungswege sind ein tägliches Ärgernis für Einsatzkräfte und kosten immer wieder wertvolle Zeit und im Extremfall sogar Leben.

Durch eine kontinuierliche Erfassung der Situation auf kritischen Rettungszufahrten, inklusive Echtzeitmeldung an die Ordnungsbehörden bei widerrechtlichem Parken, kann das widerrechtliche Blockieren von Rettungswegen drastisch reduziert und im Ernstfall eine schnelle und unbehinderte Erreichbarkeit der Zufahrten sichergestellt werden.

So funktioniert‘s

• Kamerabasierte, DSGVO-konforme Auswertung der Flächenbelegung durch Smart City Vision System (Sensor)
• Unterscheidung von ruhendem und fließendem Verkehr
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung, Zustandsüberwachung und Benachrichtigung aus der Ferne

Wissen wo Platz ist und das Rad sicher abstellen

Eine Fahrradgarage bietet nicht nur Schutz gegen Witterungseinflüsse aller Art, sondern auch vor Diebstahl. Mithilfe eines Sensors in der Box kann die passende freie Box im Stadtgebiet über das Smart City Dashboard gefunden werden. Die autarke Fahrradbox kann flexibel aufgestellt und durch ein mechanisches Schließsystem genutzt werden. Neben der Abstellmöglichkeit des Rades können größere Gepäckstücke bei Fahrradtouren abgelegt werden. In Zusammenarbeit mit dem Aalener Unternehmen ERLAU wurde basierend auf einem bestehenden Produkt eine einfache und von Dauerstrom unabhängige smarte Lösung entwickelt.

So funktioniert’s

• Distanzsensor, der einen Gegenstand in der Box erfasst (Ultraschall)
• Anbindung über Langstreckenfunk (LoRaWAN)
• Integration in eine zentrale Datenplattform zur Weiterverarbeitung, Zustandsüberwachung und Benachrichtigung aus der Ferne