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Karlsruhe Karlsruhe wird zur Smart City: Mülleimer sollen künftig selbst denken

Die deutschen Städte sollen smarter werden - Karlsruhe wird es! Die Stadtwerke Karlsruhe bauen eine neue digitale Infrastruktur und verwandelt die Fächerstadt in eine Smart City! ka-news verrät was das genau bedeutet, welche Projekte diese Umwandlung mit sich bringt und wie die Karlsruher Bürger davon profitieren werden.

Die Fächerstadt wird, als eine der ersten Städte überhaupt, in eine Smart City umgebaut. Dadurch wird  Karlsruhe künftig in vielen Dingen effizienter, innovativer und digitaler werden. Für diese neue Infrastruktur der städtischen Zukunft bauen die Stadtwerke Karlsruhe nun Antennen im gesamten Karlsruher Stadtgebiet auf. Doch was ist eigentlich eine Smart City und wie funktioniert sie?

Smart City oder das "Internet der Dinge"

Das Thema Smart City besteht aus vielen verschiedenen Bereichen, die unser Leben von morgen betreffen werden. Dazu gehören beispielsweise die Bereiche Smart Living (zum Beispiel private Sicherheit), Smart Energy und Environment (Wasserversorgung, Abfallentsorgung, Energiespartechnologien), Smart Learning (digitalisierte Schulen) und Smart Government (digitale Verwaltungsprozesse).

All diese Bereichen fallen unter den Begriff "Internet der Dinge", was die Vernetzung von Gegenständen mit dem Internet bedeutet und in der selbstständigen Kommunikation dieser Gegenstände untereinander resultiert. Das soll unser Leben vereinfachen und optimieren.

Benötigte Technik wird installiert

Die dazu benötigte Infrastruktur beruht auf einer flächendeckenden, neuen international normierten Funktechnik namens "Long Range Wide Area Network" (LoRaWAN). Innerhalb eines solchen Netzwerks werden geringe Datenmengen übertragen und kleinste Sensoren können diese über weite Strecken funken.

Das bekannte Wlan ist räumlich stark begrenzt, eine LoRaWAN-Antenne dagegen kann Daten über Entfernungen bis zu 20 Kilometer senden und empfangen. Die Sensoren, die dann zum Einsatz kommen, sind eine Eigenentwicklung, die in Kooperation der Stadtwerke Karlsruhe und dem Hamburger Unternehmen Zenner IoT Solutions entstanden ist.

Neue Sensoren in den Unterflurcontainern an den Straßenbahnhaltestellen melden die Füllhöhe.
Neue Sensoren in den Unterflurcontainern an den Straßenbahnhaltestellen melden die Füllhöhe. | Bild: VBK

Die Datenpakete die von den Sensoren aus zur Antenne gefunkt werden, werden verschlüsselt verschickt und dann auf sicheren Leitungen zu den Servern der Stadtwerke weitergeleitet. Die LoRaWAN-Funktechnik ist dabei sowohl kostengünstig als auch energiesparend.

"Die Belastung durch Strahlen ist minimal und beträgt nur einen Bruchteil im Vergleich zu konventionellen Mobilfunkanwendungen", erklärt Andreas Hallwachs Geschäftsführer von der SWK-Novatec, einem Tochterunternehmen der Stadtwerke.

Volle Mülleimer ade!

Doch wo könnten die Sensoren bereits zum Einsatz kommen und die Karlsruher Bürger von "ihrer Smart City" profitieren? Am weitesten fortgeschritten ist das Projekt "Smart Waste". In Zusammenarbeit mit den Verkehrsbetrieben Karlsruhe (VBK) werden aktuell Ultraschall-Sensoren in einige der rund 350 Abfallbehälter mit Unterflur-Containern der Karlsruher Haltestellen installiert und getestet.

Die Sensoren übermitteln in regelmäßigen Abständen Informationen zum aktuellen Füllstand. Erreicht die Füllhöhe ein zuvor festgelegtes, kritisches Maß, werden Mitarbeiter der VBK per Signal darüber informiert. Die Verkehrsbetriebe, Kooperationspartner in diesem Projekt, können die Behälter somit gezielt ansteuern und leeren.

Diese smarte Art des Abfallmanagements kann eine Reihe von Vorteilen bieten. So wird es möglich sein, die Unterflur-Container bedarfsgerecht zu leeren und die Route des Müllfahrzeugs intelligent zu planen. Hierdurch können die Entleerungszeiten und Fahrtrouten optimiert werden. Außerdem kann Personal effektiver einsetzt werden, unnötige Leerfahrten zu weniger frequentierten Müllcontainern vermieden und Benzinkosten und Abgasemissionen reduziert werden.

Parkplatz-Suche leicht gemacht

Ein weiteres Projekt könnte die Parkplatzsuche in Karlsruhe in Zukunft optimieren und deutlich vereinfachen. Parkplatzsensoren, die in Parkhäusern und insbesondere öffentlichen Parkplätzen installiert sind, melden ihren Zustand (besetzt oder frei) und können so gezielt vom Fahrer angesteuert werden. Durch die Integration in Routenplanern und Navigationssystemen kann so die lästige Parkplatzsuche beschleunigt werden. Zusätzlich ist eine minutengenaue Abrechnung der Parkgebühren möglich.

Energiemanagement: Strom, Wasser, Gas

Neben der intelligenten Abfallwirtschaft und smartem Parken sollen die Sensoren auch zukünftig zur Funkfernüberwachung von Trafostationen dienen. So können Ausfälle der Ortsnetz-Trafostationen frühzeitig erkannt und behoben werden.

Eine weiteres Projekt beschäftigt sich mit der Ad-hoc-Auslesung von energierelevanten Zählern wie Wasser-, Gas-, Wärme- und Stromzähler. Sie ermöglicht ein intelligentes Energiemanagement in Echtzeit. Darüber hinaus ermöglicht die Digitalisierung von schwer erreichbaren Zählern eine kosteneffektivere Auslesung.

Alternative Verkehrsrouten bei zu hoher CO2-Belastung

Auch die Messung von Grundwasserpegelständen wird zukünftig durch die LoRaWAN-Infrastruktur deutlich erleichtert. Sensoren an unzugänglichen Orten können mit Hilfe ihrer Funkverbindung zuverlässig ausgelesen werden. Die Stadtwerke Karlsruhe behalten so den Grundwasserpegel im Blick.

Weitere konkrete Anwendungen der LoRaWAN-Technologie in Karlsruhe sind GPS-Tracker sowie Umweltsensoren, die Feinstaub- und CO2-Belastungen in der City messen und melden. Indem man Fußgängern und Radfahrern umweltoptimierte Routen vorschlägt, können sie gesundheitliche Belastungen durch schlechte Luft vermeiden.

ka-news Hintergrund

2017 nahmen die Karlsruher Stadtwerke mit ihrem flächendeckenden Aufbau einer Kommunikationsinfrastruktur für das Internet der Dinge in Karlsruhe am internationalen E-Government-Wettbewerb in Berlin teil und erhielten zwei Preise. Den dritten Platz belegten die Stadtwerke in der Kategorie "Bestes Infrastrukturprojekt 2017". Beim Publikum punktete das Vorhaben besonders und wurde mit dem zweiten Platz in der Kategorie "Publikumspreis" geehrt.

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  •   Michael
    (2 Beiträge)

    31.05.2019 17:35 Uhr
    Der könnte z. B. Informationen sammeln
    Ich fände es klug, er könnte Daten auch zur Müllbeschaffenheit etc. sammeln.
    Wenn Müll eigentlich nicht feucht wäre, könnte dann auf eine Plastiktüte als Auskleidung verzichtet werden ?

    Der Behälter könnte eine „Lotusblütenoberfläche“ bekommen ...

    Oft sind in öffentlichen „Mülleimern“ nur Wertstoffe (Verpackung ...)

    Da könnte ich mir sehr smarte Mülleimer vorstellen. (Hatte es ursprünglich als neuen Post geschrieben - nur da kam nix- ev Doppelpost)
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  •   IchKA
    (1120 Beiträge)

    30.01.2018 13:05 Uhr
    Statt sich um volle Mülleimer zu kümmern
    und sich selbst zu beweihräuchern sollte sich die IT Hauptstadt mal endlich um den Verkehr kümmern. Darmstadt lässt grüßen. Dort wird Verkehr in Echtzeit erfasst. Alle Ampelanlagen sind über ein Lichtwellennetz verbunden und liefern permanent Daten über Verkehrsdichte, um auch in Stoßzeiten mit flexiblen Ampelschaltungen möglichst reibungslos voranzukommen. An einer Vorstadtampel minutenlang stehen, obwohl keiner kommt, gibt es nicht mehr. Über Apps erfahren die Autofahrer bei welchem Tempo sie grüne Welle haben. Hier in KA scheint man immer noch die Milliarde für die kleinst U-Bahn der Welt amortisieren zu wollen und versucht die Leute mit aller Gewalt der verkehrstechnischen Untätigkeit auf den öffentlichen Nahverkehr zu drücken mit all seinen Widrigkeiten. Individualverkehr wird bleiben - saubere Fahrzeuge werden kommen. Und vielleicht könnte das hohe Haus im Rathaus sich mal um die maroden Straßen in der Stadt kümmern und die vielen vielen anderen Dingen die im Argen liege.
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  •   lynx1984
    (3389 Beiträge)

    30.01.2018 11:49 Uhr
    Das eigene Denken nicht einstellen!!!
    Nette Idee die Füllstände der Mülleimer zu übermitteln, damit dann effizienter geleert werden kann.
    Genau an dieser Stelle ist dann aber auch eine intelligente Anwenderschaft notwendig die auch über die entsprechenden Befugnisse verfügt. Was nützt es, wenn ein Mülleimer nur 1/3 voll ist aber im Hochsommer zur Hölle stinkt und dringend geleert werden muss?! Auch vor Großveranstaltungen mit entsprechendem Müllaufkommen wird sich eine Leerung unabhängig vom Füllstand anbieten. Hierfür muss aber intelligent und vorausschauend gesteuert werden und nicht auf einen Sensormechanismus hin nur eine Subfirma zur Leerung fahren.
    Daher meine Bitte an die Stadtverwaltung: gestaltet diese Prozesse so, dass Eure Mitarbeiter weiterhin mitdenken DÜRFEN und dann auch entsprechend vorausschauend handeln können und nicht nur Befehlsempfänger von Sensoren sind und sich rechtfertigen müssen warum am 19.07.2018 ineffizient halbvolle Mülleimer an der Haltestelle Europahalle geleert wurden.
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  •   betablocker
    (4089 Beiträge)

    30.01.2018 14:41 Uhr
    Gutes Beispiel grade
    sind die Glascontainer. Ich vermute, dass die nicht nur in den Strassen um mich rum durch neue ersetzt werden/wurden. Im Prinzip zu begrüssen, ABER! Jetzt sind es zwei Container, einer für weiss und einer getrennt für grün und braun. Dummerweise ist halt das Glasaufkommen 'grün' viel höher als 'weiss', mit dem Ergebnis, dass der grüne immer voll ist. Hat man wohl nicht bedacht. Soviel zur intelligenten Leerung und Planung...
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  •   schmidmi
    (2793 Beiträge)

    31.01.2018 10:18 Uhr
    Das stimmt nicht so pauschal
    bei uns ist immer der weiße Container voll.
    Die unhübschen Folgen sind aber ähnlich grinsen
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  •   Hüttenkäse
    (421 Beiträge)

    30.01.2018 15:59 Uhr
    Mal nachdenken...
    Dass könnte auch daran liegen, dass grün/braune Glascontainer mit demselben Zweikammer-Fahrzeug geleert werden, weil eine Vermischung der Scherben nicht so relevant ist. Der Weißglas-Container hingegen wird einzeln geleert, deshalb evtl. nur 14-tägig während der grün/braune wöchentlich dran ist.

    Aber vielleicht liegt's ja auch nur an den Trinkgewohnheiten in Ihrer Straße... zwinkern (Weniger Babygläschen halt.)
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  •   betablocker
    (4089 Beiträge)

    30.01.2018 16:16 Uhr
    Macht
    nicht wirklich Sinn die Container in verschiedenen Zyklen mit verschiedenen Autos anzufahren. Glas ist Glas.
    Und dass mehr Grün anfällt ist überall so, vor allem deshalb weil das praktisch nur Flaschen sind, während Weiss eben überwiegend mehr kleinere Gläser sind. In grünen Containern ist also deutlich mehr Luft drin. Dieser Effekt wird jetzt durch die neuen Container noch verstärkt, da es durch den gedämpften Einwurf weniger Bruch gibt.
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  •   Hüttenkäse
    (421 Beiträge)

    30.01.2018 16:40 Uhr
    Naja, ob Glas Glas ist...
    ... kommt ja wohl auf die unterschiedlichen Verwertungswege an (Wiedereinschmelzen, Zuschlagsgranulat für Baustoffe, etc.). Wenn es tatsächlich nicht auf die Sorten/Farben-Reinheit ankäme, wären ja die unterschiedlichen Container von vorneherein idiotisch.
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  •   schmidmi
    (2793 Beiträge)

    31.01.2018 10:18 Uhr
    Ja
    es kommt auf die Sortierung an....
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  •   betablocker
    (4089 Beiträge)

    30.01.2018 21:47 Uhr
    Es geht nicht
    um die unterschiedlichen Container, sondern darum, dass wohl alles Glas zunächst einmal zentral gesammelt wird. Darum ist Glas Glas. Wie es dann weiterverwertet wird ist eine andere Sache.
    Worauf ich hinauswollte und auch immer noch will ist, dass die Kapazität und Leerungszyklen bedarfsgerecht sein müssen.
    Und sollte die leicht freche unterschwellige Bemerkung bezüglich des Trinkverhaltens an bestimmten Ecken zu einem erhöhten Aufkommen an Grünflaschen führen, dann muss dort eben ein weiterer Grünbehälter aufgestellt werden.
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