Wie innovative KI-Lösungen und Edge-Computing die Smart City der Zukunft prägen
Die Entwicklung von Smart Cities gewinnt in Deutschland an Dynamik. Laut dem Smart City Index 2024 von Bitkom führen Metropolen wie München, Hamburg und Köln in Deutschland die Rangliste an, während auch kleinere Städte mit innovativen Konzepten aufholen. Der Schlüssel liegt in moderner Infrastruktur und digitalen Technologien, die städtische Räume effizienter, nachhaltiger und lebenswerter gestalten.
Die Bedeutung dieses Marktes spiegelt sich in seinem Wachstum wider: Laut der Studie Der Smart-City-Markt in Deutschland 2021–2026 von eco – Verband der Internetwirtschaft e.V. und Arthur D. Little wird der deutsche Smart-City-Markt bis 2026 von 38,5 Milliarden Euro (2021) auf 84,7 Milliarden Euro anwachsen. Die steigende Menge und intelligente Verknüpfung von Daten ermöglichen neue Geschäftsmodelle und machen Datenökosysteme zur Grundlage erfolgreicher Smart-City-Plattformen.
Angesichts der Herausforderungen des Klimawandels stehen Städte unter Druck, innovative Technologien einzusetzen, die nicht nur Daten erfassen, sondern diese gezielt analysieren und umsetzen. So wird die Smart City von morgen Realität – mit Lösungen, die Städte effizienter und nachhaltiger gestalten.
Lösungsansätze für die smarte Stadt der Zukunft - AI revolutioniert die urbane Zukunft
Branchenevents wie der Smart City Expo World Congress wie Technologie nicht nur urbane Herausforderungen löst, sondern bereits heute ein integraler Bestandteil moderner Stadtplanung ist. Die rasant wachsende Datenmenge in Städten ermöglicht neue Geschäftsmodelle und bildet die Basis für erfolgreiche Smart-City-Plattformen. Der Wandel beginnt mit der Fähigkeit, Daten, die von unzähligen Sensoren und verschiedenen IoT-Geräten stammen, durch die Anwendung von KI in unternehmenskritische Entscheidungen umzuwandeln.
Entscheidungsrelevante Daten, die durch Sensoren und IoT-Geräte erfasst werden, können mithilfe von KI effizient analysiert und genutzt werden. Künstliche Intelligenz (KI) und Echtzeit-Datenanalyse sammeln Daten, die Aufschluss darüber geben, wie Stadtplanung und Stadtleben verbessert werden können. So liefern etwa Sensoren und Edge-Computing-Server, integriert in Straßenlaternen oder Ampeln, wertvolle Informationen, die beispielsweise zur Optimierung des Verkehrsflusses, zur Reduzierung des Energieverbrauchs oder zur Verbesserung der öffentlichen Sicherheit eingesetzt werden können. Daten lassen Muster erkennen, um künftige Trends vorherzusagen und die städtischen Verkehrsdienste zu optimieren.
Kommunen als auch Anbieter intelligenter Lösungen sind gleichermaßen gefordert, diesen Wandel aktiv voranzutreiben. Folgende Beispiele zeigen, wie KI schon heute Teil unserer Städte ist.
Effiziente CO₂-Reduktion durch smarte Technologien
Die Verringerung der CO₂-Emissionen ist ein zentraler Baustein in der Entwicklung smarter Städte. Innovative Technologien bieten vielfältige Möglichkeiten, um Emissionen effizient zu verwalten und zu reduzieren, beispielsweise durch die Förderung von Fahrgemeinschaften und den Einsatz autonomer Fahrzeuge.
Förderung von Fahrgemeinschaften ist hier als ein Punkt zu nennen. Mithilfe von Computer Vision können Fahrzeuge mit mehreren Insassen automatisch erkannt und bevorzugt behandelt werden. Solche Fahrzeuge erhalten Zugang zu reservierten Fahrspuren oder emissionsarmen Zonen, die speziell für Fahrgemeinschaften vorgesehen sind. Dies fördert nicht nur umweltfreundliche Transportoptionen, sondern verringert auch die Zahl der Fahrzeuge auf den Straßen. Besonders im Pendlerverkehr trägt diese Lösung entscheidend zur Reduzierung von Staus und CO₂-Emissionen bei. Hinzu kommt intelligente Verkehrssteuerung: Ein weiteres Beispiel ist intelligentes Parken, das freie Stellplätze effizient verwaltet, unnötige Fahrten auf der Suche nach Parkmöglichkeiten reduziert und so sowohl Zeit als auch Emissionen einspart. Autonome Fahrzeuge können diesen Prozess ergänzen, indem sie durch KI-optimierte Routenplanung den Energieverbrauch weiter minimieren.
Die französische Metropolregion Lyon zeigt heute etwa schon, wie solche Technologien in der Praxis angewendet werden können. Sie arbeitet hier eng mit dem Lösungsanbieter Pryntec zusammen. In Lyon werden so bereits Systeme zur Förderung von Fahrgemeinschaften sowie intelligente Verkehrs- und Parklösungen eingesetzt. Diese Maßnahmen tragen nicht nur zur Verbesserung der Luftqualität bei, sondern schaffen auch eine nachhaltigere und lebenswertere urbane Umgebung. Smarte Technologien bieten somit nicht nur ökologische, sondern auch gesellschaftliche Vorteile.
Straßenbeleuchtung der Zukunft: Intelligente Anpassung an jede Situation
In der Stadt von morgen geht es nicht mehr nur darum, den Verkehr zu überwachen, sondern aktiv auf wechselnde Umgebungsbedingungen zu reagieren. Smarte Straßenbeleuchtung ist ein herausragendes Beispiel für diese Entwicklung: Sie passt sich dynamisch an Faktoren wie Straßenbeschaffenheit, Wetterbedingungen oder die Tageszeit an. Sensoren in intelligenten Kameras erfassen in Echtzeit äußere Gegebenheiten wie Regen, Schnee oder Dunkelheit und leiten diese Informationen direkt an das System weiter.
Daraufhin regulieren die Straßenlampen ihre Helligkeit und Ausleuchtung automatisch – mal stärker, um Sicherheit bei schlechter Sicht zu gewährleisten, mal weniger, um Energie zu sparen, wenn die Bedingungen es zulassen. Das Ergebnis: Maximale Sicherheit im Straßenverkehr, ein signifikanter Rückgang des Stromverbrauchs, und ein wichtiger Beitrag zu Nachhaltigkeit und Kosteneffizienz basierend auf den Umgebungsbedingungen. Diese intelligente Technologie zeigt, wie Städte smarter und umweltfreundlicher gestaltet werden können. Das Unternehmen A.I. Tech bietet Städten beispielsweise innovative Lösungen, die diesen Fortschritt Realität werden lassen.
Intelligentes Abfallmanagement: Saubere Städte durch smarte Technologien
Ein wegweisender Ansatz für die saubere Stadt von morgen ist die Bekämpfung illegaler Müllentsorgung mithilfe von intelligentem Abfallmanagement. Durch den Einsatz von Computer Vision und einer vernetzten Infrastruktur werden Stadtzentren präzise überwacht. Visuelle Sensoren, etwa in Straßenlampen oder Ampeln, erkennen illegale Müllablagerungen in Echtzeit und lösen automatisch Warnmeldungen aus. Diese werden an Behörden oder Entsorgungsunternehmen weitergeleitet, sodass ein rasches Eingreifen möglich ist. So wird die Umweltverschmutzung bzw. visuelle Umweltverschmutzung im öffentlichen Stadtbild einfach und effizient reduziert bzw. potenzielle Risiken in Echtzeit identifiziert, sodass schnelle Gegenmaßnahmen eingeleitet und Umweltschäden effektiv vermieden werden können.
Mit Edge Computing können die Sensoren, etwa in Ampeln oder Straßenlampen nicht nur Daten erfassen, sondern auch direkt vor Ort verarbeiten und einen Alarm auslösen. Ergänzend berechnet Künstliche Intelligenz die optimalen Routen für Einsatzfahrzeuge, um Reaktionszeiten zu minimieren und Ressourcen effizient zu nutzen. Die Einsatzmöglichkeiten gehen jedoch über die Müllbeseitigung hinaus: Mit der gleichen Technologie lassen sich auch Wasserschäden, Verkehrsunfälle oder andere städtische Probleme frühzeitig erkennen und bewältigen. Es geht dabei nicht mehr nur um Überwachung und Analyse, sondern um eine proaktive, dynamische Reaktion auf Grundlage von Machine-to-Machine-Kommunikation. Dieses Zusammenspiel aus KI, Sensorik und Edge Computing markiert einen bedeutenden Schritt hin zu nachhaltigeren und effizienteren Städten.
Smartes Stadtmobiliar: Baustein der digitalen Transformation
Ein Netzwerk modernisierter Stadtmöbel, ausgestattet mit fortschrittlichen Sensoren, Edge-Computing und Solarenergie, bildet die Grundlage für ein stadtweites Sensornetz. Dieses System ermöglicht die Erfassung und Verarbeitung von Daten in Echtzeit und schafft so die Basis für eine intelligente Steuerung urbaner Prozesse. Hier gibt es vielseitige Einsatzmöglichkeiten:
Bushaltestellen mit integrierter KI-Technologie sind ein hervorragendes Beispiel für diese Entwicklung. Sie optimieren nicht nur Wartezeiten durch dynamische Fahrgastinformationen, sondern informieren Fahrgäste in Echtzeit über Verspätungen, Störungen oder alternative Routen. Darüber hinaus können sie durch visuelle Sensoren und Machine Learning Fahrgastströme analysieren, um den öffentlichen Nahverkehr effizienter zu gestalten. Solches Stadtmobiliar bietet aber noch mehr Vorteile:
- Energieeffizienz: Solarenergie ermöglicht den autarken Betrieb der Anlagen und reduziert den Energieverbrauch.
- Konnektivität: Integrierte WLAN-Hotspots fördern die digitale Vernetzung von Bürgerinnen und Bürgern.
- Sicherheit: Sensoren können Unregelmäßigkeiten wie Vandalismus oder ungewöhnliche Aktivitäten erkennen und melden.
- Nachhaltigkeit: Intelligente Müllentsorgungssysteme an Bushaltestellen oder Sitzbänken können die Müllentsorgung optimieren und somit Ressourcen sparen.
Unternehmen wie Buspas bieten solche innovativen Lösungen an, die Städte dabei unterstützen, ihre Infrastruktur smarter, nachhaltiger und bürgerfreundlicher zu gestalten. Durch die Kombination von moderner Technologie, nachhaltiger Energieversorgung und intelligentem Design leisten diese Stadtmöbel einen bedeutenden Beitrag zur digitalen Transformation urbaner Lebensräume.
Youssef Nadiri, Produkt und Business Development Manager SMART CITIES & SPACES, PNY Technologies
Ingenieur mit Expertise in der Entwicklung innovativer Produkte, Business Intelligence und Change Management. Nachgewiesene Erfolge in der Konzeption und Implementierung intelligenter Lösungen für Smart Cities und Spaces, verbunden mit Leidenschaft für technologische Innovationen, datengetriebene Entscheidungsfindung und nachhaltige urbane Entwicklung.
