Bausteine einer Digitalen Stadt

Die Bausteine der digitalen Stadt im Überblick

Die folgenden Icons stehen für die einzelnen Bausteine einer digitalen Stadt. Ein Klick auf das entsprechende Symbol leitet Sie zu den spannenden Lösungen und Ansätzen in dem zugehörigen Bereich. 

 Bildung in der digitalen Stadt: was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

Die digitale Stadt bildet digitale Köpfe aus. Schülerinnen und Schüler erwerben digitale Kompetenzen in den Smart Schools der Stadt. Tafel und Kreide waren gestern – Kollaboration, Kreativität, Flexibilität und Individualisierung prägen den Alltag der Lernenden und Lehrenden heute. Jeder Lernende verfügt über digitale Endgeräte.

Lerninhalte sind voll digitalisiert und jederzeit, von überall abrufbar. Studierende aus aller Welt strömen in die Stadt, um an der Collaborative University zu lernen. Studierende vernetzen sich über Ländergrenzen hinweg und Lernen wann und wo sie wollen – Zuhause, auf Reisen, unterwegs. Lern- und Forschungsergebnisse werden geteilt und in der städtischen Datenplattform zur Verfügung gestellt. Innovationen werden durch weltweite Kollaboration vorangetrieben.

Folgende Technologien wären hierfür notwendig

• Virtuelle Lernumgebungen zum interaktiven und kollaborativem Lernen (Virtual Reality Tools)
• Digitales Klassenzimmer
• (papierlos) Classroom Management
• Bildungscloud (Co2 Abdruck)
• Zugangssteuerung abhängig von Rolle, Kontext und Aufgabe für mobile Arbeitsplätze, BYOD und Smarte Gebäude
• Social Collaboration
• Bargeldlose Zahlungsabwicklung, z.B. Campus Card für Studenten

 Städtische Datenplattform in der digitalen Stadt: was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

Die Digitale Stadt verfügt über eine eigene Datenplattform, auf die Bürger, Unternehmen und die Stadt zugreifen können. Über diese Plattform können sie sich ganz einfach vernetzen, indem sie nach eigenen Regeln verschiedenste Daten einbringen und austauschen.

Auch nicht personenbezogene Daten aus den Bereichen Energie, Verkehr, Verwaltung, Gesundheit, Handel und Bildung werden dort gesammelt (Zugriffsrechte nach Sensibilität und Vertraulichkeit gestaffelt). Auf der städtischen Datenplattform sind Daten im Rohzustand zugänglich, so dass jeder den Zustand der Stadt daraus ableiten kann. Diese Daten können für unterschiedlichste Anwendungen genutzt werden:

• Vermittlung von Kita-Plätzen,
• Schulplatz-Management,
• Wohnraum-Management,
• Bücherei-Angebot,
• Energiemanagement,
• Verkehrsmanagement,
• Facharzttermine, etc.

Startups und Forscher können auf dieser Basis ganz neue Anwendungen und Apps entwickeln. Routenplaner empfehlen beispielsweise tagsüber Wege mit wenig Verkehr und nachts Wege, auf denen man nicht alleine läuft.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Rollen- und kontextbasiertem Datenzugriff
• Analytics
• API
• Dashboard-Visualisierung aller Stadt-Informationen, und Heatmaps
• Automatisierte Zusammenführung urbaner Datenquellen
• Automatisierte Überprüfung der Datenqualität
• Standort-basierte Dienste
• Indoor Navigation
• Bereitstellung von Sofortnachrichte

Energie & Umwelt in der digitalen Stadt: was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

In der digitalen Stadt ist die Energie erneuerbar und die Luft sauber. Die Bürger beziehen ihren Strom aus den eigenen Wind- und Solar-Anlagen in der Nachbarschaft und der Autoverkehr ist elektrisch.

Geräte und Heizungen passen ihren Verbrauch automatisch an die Energieproduktion der eigenen oder benachbarten Solaranlage an. Überschüssiger Strom wird in gemeinsam genutzten Batterien zwischengespeichert und bei Bedarf abgerufen.

Elektromobile finden Lademöglichkeiten auf Parkplätzen und an Laternen. Sie orchestrieren ihre Ladevorgänge untereinander im Schwarm, so dass das Stromnetz auch bei 100% Erneuerbaren kaum ausgebaut werden muss.

Die Beleuchtung im öffentlichen Raum ist zwecks effizienter Auslastung digitalisiert. Die Digitale Stadt hat volle Echtzeit-Transparenz über die lokalen Umwelt-Daten. Saubere Luft und saubere Gewässer tragen zur Lebensqualität der Bürger bei.

Intelligente Müllfahrzeuge wissen vorher via Sensorik, welche Müllcontainer geleert werden müssen und können die Routen viel effizienter planen und leere Container nicht ansteuern.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Energie-Austausch-Plattform / Peer-2-Peer-Energie-Plattform (SaaS) zur Interaktion von Kunden und Erzeugern aus Wind und Solar
• Batteriespeicher
• Elektromobil-Ladeinfrastruktur in/an Straßenlaternen, inkl. Sensorik zur Verkehrsoptimierung und intelligentem Beleuchtungsmanagement
• Energiemanagement
• Predictive Analytics
• Smart Environment (Sensordaten über Wasser- und Luftqualität, Wetterprognosen, Unwetter-Frühwarnsysteme)
• Smart Waste

Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

Die digitale Stadt möchte die Weiterentwicklung einer sozialen Stadt unterstützen, die innerstädtische Kommunikation und die Stadtgemeinschaft stärken.

Mehr Transparenz über ehrenamtliche und zivilgesellschaftliche Aktivitäten kann in der Digitalen Stadt geschaffen werden. Über eine digitale Plattform können Bürgerbeteiligung und Nachbarschaftshilfe besser koordiniert und Synergie-Effekte erzielt werden.

Höhere gesellschaftliche und kulturelle Teilhabe der BürgerInnen am politischen, gesellschaftlichen und kulturellen Stadtgeschehen wird so ermöglicht. Digitale Museen und Bibliotheken ermöglichen eine neue virtuelle Erfahrung – im (physischen) Museum mit virtualisierten Exponaten, smarter Innenraum-Navigation oder auch mit einer Echtzeit-Videoübertragung an andere Kulturstätten.

Entscheidungsträger der Stadt erfahren durch positive oder negative Kommentierung schneller, welche Themen die BürgerInnen bewegen.

Die Analyse der öffentlichen Daten innerhalb einer Stadt kann eine Entscheidungshilfe für Stadtlenker sein und kann Kommunalpolitik wieder näher an den Bedürfnissen der BürgerInnen orientieren, etwa bei städtischen Bauprojekten, verfügbaren Kindergartenplätzen, der Stadtplanung oder bürgerlichem Engagement (z.B. Integration, Umwelt etc.).

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Partizipations-Plattform (FhG)
• Digitale Behördenplattform
• Bürgerportal als Plattform für Vereine und die Zivilgesellschaft
• Social Media Analytics
• Museum 4.0 (digitales Museum)
• Digitalisierung von Ausstellungsstücken(3D) und Archiven (FhG)

Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

In der digitalen Stadt ist Gesundheit ein wichtiger Faktor für Lebensqualität. Dies gilt sowohl für den medizinischen Bereich als auch für die Pflege – insbesondere vor dem Hintergrund des soziodemographischen Wandels.

Patienten sollen schnell, unkompliziert und rund um die Uhr Zugang zu gesundheitlichen Diensten oder Medikamenten bekommen. Stundenlanges Sitzen im Wartezimmer, die seltenen Hausbesuche oder lange Wege haben ein Ende – die Rundumversorgung zu Hause ist endlich möglich. Über Videosprechstunden kann jeder schnell und unkompliziert seinen Arzt konsultieren, ob akut, für die Therapiebegleitung oder das Monitoring. Patienten behalten zu jeder Zeit die Hoheit über ihre digitalisierten Daten.

Arztrezepte können direkt von der Praxis aus an die Apotheke übermittelt. Von dort kann das Medikament über einen Lieferservice direkt zum Patienten gebracht werden.

In den nächsten Jahren wird aufgrund des soziodemographischen Wandels der Pflegebedarf signifikant ansteigen. Durch intelligente assistive Lösungen in Wohnungen – in Verbindung mit ambulanten Pflegedienstleistungen – kann die auftretende personelle und wirtschaftliche Lücke geschlossen werden.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Videosprechstunde
• Elektronische Patientenakte
• Elektronisches Rezept / qualifizierte elektronische Signatur
• Bargeldlos zahlen im Krankenhaus, beim Arzt in der Apotheke (mobile, Gesundheitskarte mit Zahlfunktion)
• Bodensensorik zur Sturzerkennung und assistive Technologien in Wohnungen zur Unterstützung von Pflegeprozessen.
• Arzneimittelautomat mit Rezeptscanner
• Intelligente, nachrüstbare Hausassistenten für ältere Menschen
• Telemedizin auch auf Smartphones und Tablets
• Innenraum Navigation zu Behandlungsstationen und –zimmern
• Personalisierte Medizin Apps

Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

In einer digitalen Stadt gedeiht der Einzelhandel, da den Kunden die Produkte immer und überall zur Verfügung stehen. Eine digitale Einkaufsstraße vereinfacht die Navigation in der Stadt.

Es ist überall möglich mit dem Smartphone zu bezahlen und das Portemonnaie getrost durch die digitale Wallet zu ersetzten. Alle Zahlungen in der Stadt können ohne Bargeld getätigt werden. Einkäufe können im stationären Ladengeschäft getätigt oder vom Büro oder Sofa aus online bestellt werden.

Selbst Haltestellen des öffentlichen Nahverkehrs bieten auf dem Heimweg bequeme Einkaufsmöglichkeiten durch virtuelle Supermärkte. Auch das lästige Tüten schleppen entfällt, denn die Lieferung erfolgt egal wann, egal wohin.

Neue auf den digitalen Handel zugeschnittene Technologien ermöglichen es den Händlern, ihre Supply Chain lückenlos für das eigene Ladengeschäft aber auch für den Kunden abzubilden. In der digitalen Stadt spart der stationäre Einzelhandel viel Zeit und damit bares Geld da er durch den Einsatz eines Warenwirtschaftssystem in Echtzeit automatisiert bei seinem Lieferanten bestellen bzw. Dropshipping betreiben kann. Einzelnen Händlern stehen umfangreiche Beratungsangebote zur Verfügung, wie sie ihr bisheriges Geschäft digitalisieren und mit einem eigenen Onlineshop verknüpfen können.

Touristen können die Sehenswürdigkeiten (inkl. Navigation und ggf. historische Hintergrundinformationen), Spazierrouten sowie die verfügbaren Unterkunftsmöglichkeiten oder aktuellen Veranstaltungen der Stadt auf einer entsprechenden App abrufen und so die Stadt entspannt kennenlernen. Spezielle Bedürfnisse – barrierefrei oder mit Kind etc. – können ebenfalls berücksichtigt werden.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Omnichannel
• Onlineshop/Lokaler Marktplatz/App
• Real Time Marketing (SMS, MMS)
• Alle Arten von Zahlungsabwicklung: online, am POS (NFC, mPOS,…), Card Issuing, Loyaltyprogramme
• 3D Druck
• Lieferdrohnen
• Datenintegration Warenwirtschaftssystemen
• Dropshipping
• Cloudbasierter B2B-Marktplatz für Kleinstunternehmer
• Loyalty Programm zum Punktesammeln
• B2C real-time Kommunikation (customer relationship/Kundenbetreuunng) zwischen Einzelhandel/Dienstleistern und Kunden via Messenger-App.
• Beacons
• Digitale Einkaufsstraße für einheitliche Einkaufserfahrung über eine digitale Kommunikationsplattform und einer App
• Analyse von Lokationsdaten

Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

In der Digitalen Stadt steht eine leistungsfähige Kommunikationsinfrastruktur für alle Bereiche zur Verfügung.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Glasfaser-basierte Netze
• City WLAN Netze (offen für Provider) als Grundversorgung für datenintensive Dienste
• 4,5G oder 5G

Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

Die digitale Stadt analysiert in Echtzeit die aktuelle Verkehrssituation und passt das Mobilitätsangebot entsprechend bedarfsorientiert an. Aus historischen Daten, aktuellen Reisewünschen und modellgestützten Prognosen werden Busse, Bahnen, Ampelschaltungen, etc. so aufeinander abgestimmt, dass nur geringste Wartezeiten bis zur Weiterfahrt entstehen.

Staus werden minimiert, Lieferwagen fahren vor, wenn es für Verkehr und Geschäft passt. Auf der Stadtautobahn muss der Fahrer sein autonomes Fahrzeug nicht mehr selbst lenken. Die Zahl der Unfälle sinkt erheblich.

Autos parken automatisiert in kleinstmöglichen Abständen in Parkhäusern bzw. werden von dort abgerufen. Auch sonst ist der nächste Parkplatz immer per App erkennbar. Vernetzte Fahrzeuge in der Digitalen Stadt antizipieren die Wetter- und Verkehrssituation.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Testfeld automatisiertes Fahren
• Demand Responsive Transport
• Kopplung Verkehrsleitzentrale und weitere Navigationsdienste
• Car Pooling
• Bargeldlose Zahlung der Services
• Vernetzte Fahrzeuge (car2car, car2infrastructure)
• Smart Parking
• Echtzeitinformationen im ÖPNV
• multimodale Mobilitätsapps

 Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

Das Leben in der digitalen Stadt ist sicher durch IT. Die Basissektoren wie Energie, Wasser oder Verkehr werden durch den Einsatz Intelligenter Technologien noch stärker gegen Ausfälle und Unfälle geschützt.

Notfälle werden schneller erkannt und professionelle wie ehrenamtliche Helfer werden mit den notwendigen Informationen versorgt. Verfügungs- und Bereitschaftsplanungen werden effizienter und die Kosten der Stadt für Sicherheit sinken. Auf der anderen Seite sorgt ein hoher Standard an IT-Sicherheit für einen effizienten Schutz gegen Hacker-Angriffe.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Emergency Management
• Sichere und auf Wunsch in Deutschland gehostete Cloudlösungen für Kommunen und Regionen
• Intelligentes Lagezentrum, Real Time Situational Awareness
• Cyber Resilience

Was heutzutage bereits technologisch möglich wäre

In der digitalen Stadt erfolgt der Austausch mit der Verwaltung primär elektronisch – kaum jemand muss mehr „zum Amt“. Dafür sorgt ein persönliches digitales Bürgerkonto, mit dem jeder Bürger Zugriff auf seine Stammdaten, Dokumente und Bescheide hat.

Bei Bedarf sorgt ein intelligentes Terminmanagement für eine unmittelbare Zuteilung eines/r Sachbearbeiters/in. Bürokratie wird auch für Unternehmen erleichtert. Notwendige Unternehmensdaten werden automatisch an die Behörden übermittelt. Bürger und Unternehmen tragen keine Daten zur Verwaltung, die diese ohnehin schon hat (z.B. Geburtsurkunde), stattdessen tauschen Verwaltungen notwendige Nachweise durch intelligente Registerabfragen selbstständig untereinander aus.

Die Stadtverwaltung hat jederzeit ein Echtzeitbild über ihre Verwaltungsvorgänge,kann Ressourcen besser planen und macht nicht-vertrauliche Daten der Allgemeinheit zugänglich und visualisiert sie gegebenenfalls.

Mobiles Arbeiten wird auch für Verwaltungsangestellte zur Normalität und erhöht so die Motivation und Mitarbeiterzufriedenheit.

Zur Umsetzung eignen sich zum Beispiel folgende Lösungen:

• Zahlungsabwicklung online, mobiler point-of-sale “auf dem Amt direkt beim Beamten“
• Digitales Bürgeramt
• Transparenzportal
• Zentrale Anmeldeplattform für Kindergärten und Schulen
• Digitaler Einkauf/Beschaffung
• 3D Plattform der Stadt
• Bürgerbeteiligungsportal zur Partizipation der Einwohner bei der Stadtentwicklung, Bauprojekten oder beim Bürgerhaushalt