Im Webinar wird eine bewährte Softwarearchitektur vorgestellt, die ihre Bewährungsprobe mit einer konkreten Praxisumsetzung in einer Landeshauptstadt bestanden hat. Die Kombination und Integration der unterschiedlichen Open Source Komponenten gewährleistet eine hoch integrierte und skalierbare IoT Plattform.
2. s
PROBLEM
Städte sind für rund drei Viertel
des weltweiten CO2-Austoßes
verantwortlich
FAZIT
Smarte Städten spielen eine
zentrale Rolle beim Kampf
gegen den Klimawandel!
ZIEL
2050: Netto-Null Ausstoß
LÖSUNG
Sensordaten und ihre intelligente
Nutzung bilden einen Eckpfeiler für
Energieeffizienz, CO2-Reduktion und eine
optimale Nutzung
Quelle: https://www.dw.com/de/st%C3%A4dte-
spielen-zentrale-rolle-beim-kampf-gegen-
klimawandel/a-50480509
3. 5 Disziplinen auf dem Weg zur Green
City*
Digitalisierung des Verkehrs
Vernetzung im Öffentlichen Personenverkehr
Elektrifizierung des Verkehrs
Förderung des Radverkehrs
Optimierung der urbanen Logistik
* vorgegeben durch das BMVI
5. Was sind Smart Spaces?
Smart Spaces ("smarte Räume") sind Bereiche in Städten oder
Gewerbezonen, in denen Video-, IoT-, Analyse- und KI-Technologien
eingesetzt werden, um neue Einsichten über Bürger, Gebäude und
Maschinen zu gewinnen. Ziel ist es, bestehende Infrastruktur effizienter
zu nutzen und die Lebensqualität zu erhöhen.
Bereiche Technologien Ergebnisse
Stadt
Universität Handel
Industrie Video
Analysen
IoT
KI
Sicherheit Effizienz
Effektivität Erlebnis
+ =
8. Beispiel:
Datengetriebene Optimierung urbaner Infrastruktur
Zählung Fahrradfahrer
Ermittlung der besten Stellen
für den Bau neuer
Fahrradwege
Rückbau nicht genutzter
Wege
Erstellung von Risikoprofilen
und Implementierung von
Sicherheitsmaßnahmen zur
Unfallvermeidung
Parkplatzanalyse
Echtzeit-Info zur Park-
platzverfügbarkeit: nützlich
für Bürger und Touristen
Auswertung der Park-dauer
und Nutzung von Parkuhren
Analyse der Parkplatz-
belegung: Erweiterung von
Parkflächen notwendig oder
Verklei-nerung möglich?
Personen- /
Fahrzeugzähler
Volumen und Art der
Flächenauslastung: +/-
gegenüber Erwartung
Überwachung von
Verkehrsveränderungen nach
Anpassungen des
Straßennetzes
Fahrzeugklassifizierung zur
Verhältnismessung von LKW,
PKW, Bussen
Beobachtung von LKW,
die unerlaubte Abkürzungen
nehmen
Verkehrsanalyse
Aufdecken von auf den ersten Blick
unauffälligen Verhaltensweisen
Bürgersteig- und
Straßenerweiterungen notwendig?
Zusätzliche Sicherheits-
maßnahmen für gefährliche
Kreuzungen
Wartezeitoptimierung für
Fußgänger / Fahrzeuge
Regelung von Passagierströmen
9. Schritt 1:
Generierung von Sensordaten und Edge Analytics
Erfassun
g
Sammlun
g
Analyse
Alarmieru
ng
Vorhersa
ge
Quelle: Bosch
Anforderungen:
Echtzeiteinblicke über die Nutzung der urbanen Infrastruktur (Verkehr,
Parkplätze, Menschenströme etc.)
Nachrüstung bzw Digitalisierung von bisher analogen
Infrastrukturobjekten
Lösungskomponenten:
Geeignete Sensorik für die jeweiligen Anwendungsfälle, z.B.
Umweltsensoren zur Messung der CO2-Belastung oder
Kameras für die Parkraumüberwachung, Verkehrsanalyse,
öffentliche Sicherheit etc.
10. Lösung für Parkdaten und eine verbesserte
Parkplatzsituation
30% des Stadtverkehrs besteht
aus Menschen, die einen Parkplatz
suchen.
Nutzen Sie Parkdaten für:
Erfassung der
Parkplatzbelegung
Intelligente Überwachungen
Ermittlung der Parkdauer
Entwerfen von Parkregeln
basierend auf der Nachfrage
11. Schritt 2:
Sammlung und Verarbeitung der Daten Erfassun
g
Sammlun
g
Analyse
Alarmieru
ng
Vorhersa
ge
c
Aktivität
Verkehrs-
analysen
Sicherheit
Parkplatz
Wetter
Hochwasser
Energie
Beleuchtung
Abfall
VIDEO
INTEGATION
Verkehrszeichen
ESRI
Parken
GEOGIS
GSM-R
Umwelt SENSOR
INTEGRATION
DATEN
INTEGRATION
ERP
VIDEO
IoT
c
Realtime Data
Lake
OSINT
DATA
STREAM
APPS
c
IoT Analytics
Plattform
SOCIAL
MEDIA
INTEGATION
Anforderungen:
Sichere und flexible Integration, aber auch
Bereitstellung der Daten für alle relevanten
Anwendergruppen
Speicherung und Verarbeitung von
heterogenen Daten in einer Plattform
Lösungskomponenten:
Edge Gateways für den Transport und erste
erste Analysen der Daten
API Gateway für die Bereitstellung sicherer
und offener Daten APIs für den Zugriff der
unterschiedlichsten Anwendergruppen
(Bürger, Entwickler, kommunale
Dienstleister und Behörden u.a.)
Streaming Data Lake für die Speicherung
und Verarbeitung der vielen Datenquellen
in Echtzeit (z.B. die Nutzung von Parkraum,
Parkraum, ÖPNV sowie Dienste wie Car-
und Bikesharing)
12. Fokus:
Die Confluent Plattform als Datendrehscheibe der
Smart City
Kafka entwickelt sich von einer
„Message Queue“ zu einer Streaming
Datenplattform
Confluent ist eine „Distribution“ die aus Kafka +
Extras besteht
Confluent Cloud ist eine managed, cloud-native
Event Streaming Plattform powered by Apache Kaka
Fokus auf Entwicklung von Apps, die mission-
critical sind anstatt Fokus auf das managen
von Kafka Clustern
Skalierbare Dateninfrastruktur für IoT und Smart
City
Plattform für App-Modernisierung &
Microservices
von langsamen, nicht reaktionsfähigen Shared-
<>
REST
Prox
y
Stream
s
App
Replicato
r
KSQ
L
Schema
Registry
Control
Center
13. Schritt 3:
Echtzeiteinblicke durch maßgeschneiderte
Dashboards
Erfassun
g
Sammlun
g
Analyse
Alarmieru
ng
Vorhersa
ge
Anforderungen:
Analyse der Sensor-Daten durch operative Anwender
Visualisierung von historischen und Echtzeitdaten
Erkenntnisse durch Echtzeiteinblicke, z.B. müssen
zusätzliche Parkflächen geöffnet werden?
Maßgeschneiderte Aufbereitung der Daten in Abhängigkeit
der Anwendergruppe
Lösungskomponenten:
IoT Plattform zur Bildung eines digitalen Zwillings der Stadt
und für die Verwaltung der unterschiedlichen Sensoren
sowie der datengetriebenen Alarmierungen und
Dashboards
14. Schritt 4:
Intelligente Alarme für schnellere ReaktionenErfassun
g
Sammlun
g
Analyse
Alarmieru
ng
Vorhersa
ge
Quelle: telematik-markt.de
Anforderungen:
Intelligente Überwachung von Schwellwerten durch
komplexe Business-Rules
Datengetriebenes Anstoßen von Prozessen und Aktionen,
z.B. die automatische Erstellung von Tickets zum
Anstoßen von Fehlerbehebungsprozessen
Datengetriebene Optimierung, z.B. durch aus der Plattform
generierte Verbesserungsvorschläge und -hinweise
Lösungskomponenten:
IoT Plattform zur Administration der Regeln für
Schwellwerte, Alarme etc.
Kommunikation der Erkenntnisse und Informationen an die
diversen Empfängergruppen über Portale, digitale
Hinweisschilder oder Apps
15. Schritt 5:
Proaktivität durch Aktivierung und Analyse der
Daten
Erfassun
g
Sammlun
g
Analyse
Alarmieru
ng
Vorhersa
ge
Anforderungen:
Tiefgreifende Analyse der Sensor Daten
Integration von unterschiedlichen Systemen und Datensilos
(Verkehrssteuerung, Sensorik, Baustellen u.v.m.) in eine gemeinsame
Datenplattform
Self-Service-Analysen für Fachanwender
Erkenntnisgewinne über die Nutzung öffentlicher Verkehrsmittel, den
Verkehrsfluss, die Parkraumnutzung etc. durch Dashboards und
Datenanalysen
Lösungskomponenten:
Datenintegration für die Verschneidung der Sensordaten mit diversen
anderen Datenquellen der Stadt oder Kommune (z.B.
Baustellenmanagement oder Veranstaltungen) bzw. auch extern
verfügbarer Daten (z.B. Open Data oder Wetterdaten) zur Gewinnung
neuer Erkenntnisse
Analytische Plattform für die operative und strategische Auswertung der
Daten und Bereitstellung der Informationen an die Anwender
17. Open Source als einer der Grundpfeiler der
Digitalisierung
Abhängigkeit
Vom Hersteller/Lieferant
Von Releasezyklen
Sicherheit
Sicherheitslücken im Code
Stabilität des „Intellectual Assets“
Flexibilität
Individuelle Anforderungen
Schnittstellen/Integration
Kosten
Lizenzen, Wartung
Implementierung, Support
Innovation
Prozessunterstützung
„Kooperative Individualentwicklungen“
18. Smart City durch bewährten Projektansatz
realisieren
START
Status Quo und
Anforderungen
verstehen
Identifikati
on
der nächst
en Gruppe
von Use
Cases
IMPLEMENTIERUN
G
Erfordert eine Reihe
von Maßnahmen, um
Skalierung sicher zu
stellen
PROOF OF
CONCEPT
Beinhaltet Use
Cases, die einen
messbaren Value
nach
Geschäftsprioritäten
liefern
WORKSHOP
Use Cases
priorisieren und
Roadmap
entwickeln
Launch
des
nächsten
Smart City
Projekts
Involviert verschiedene
Layer wie Architektur,
Entwickler „Sandbox“,
Testing
Lücken zwischen den
aktuellen und
zukünftigen
Anforderungen
identifizieren
Smart Building
Vision sowie
Business- und
funktionale Ziele
herauskristallisiere
n
19. Grundprinzipien erfolgreicher
Digitalisierungsprojekte
Design mit dem
Anwender
Das bestehende
Ökosystem
verstehen
Design für
Skalierung
Auf Nachhaltigkeit
bauen
Datengetrieben
agieren
Nutzen Sie Open
Standards, Open Data,
Open Source und
Open Innovation
Wiederverwendbarkeit
und ständige
Verbesserung
Privatsphäre &
Security
Seien Sie kooperativ
20. Anwendungsfall
Eine zentrale Plattform für die Sammlung, Verknüpfung, Aufbereitung und
Bereitstellung von Verkehrs- und verkehrsbezogenen Daten (IoT) wird benötigt
Anbindung von Daten aus Verkehrs-, Fahrrad und Fußgängerzählungen sowie
Umweltmessdaten und sonstigen Datenquellen
Echtzeitinformationen über die Nutzung von Parkraum, ÖPNV sowie Dienste
wie Car- und Bikesharing
Es müssen Daten-APIs bereitgestellt werden
Durchführung von operativen und analytischen Auswertungen
Das anspruchsvolle Ziel
Nichts weniger als eine Green City zu werden!
Digitalisierung des Verkehrs
Verbesserung der urbanen Logisitik
Förderung des Radverkehrs
Vernetzung im Öffentlichen Personenverkehr
Use Case: Einrichtung einer Plattform
für verkehrsbezogene IoT-Daten
Smart City Projekt
23. Vielen Dank
für ihre Aufmerksamkeit
T +49 661 103 942
M +49 160
96382210
E stefan.mueller@it-novum.de
it-novum GmbH Deutschland
Hauptsitz: Edelzeller Straße 44,
36043 Fulda
Niederlassung: Ruhrallee 9,
44139 Dortmund
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40212 Düsseldorf
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Hotelstrasse 1
8058 Zürich
it-novum Zweigniederlassung
Österreich
Ausstellungsstraße 50 /
Zugang C
1020 Wien