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Smart Standards für Smart Cities

In der Smart City werden digitale Technologien eingesetzt, um die Lebensqualität ihrer Bewohnerinnen und Bewohner in der Zukunft zu sichern, Innovationen zu ermöglichen und eine nachhaltige Stadtentwicklung zu fördern. Offene Standards bilden die Grundlage, schaffen Vertrauen und ermöglichen Kooperationen.

«Smart» bedeutet, Menschen, Organisationen oder Infrastrukturen so zu vernetzen, dass sozialer, ökologischer oder ökonomischer Mehrwert geschaffen wird. Für die Zukunft ist das eine grosse Herausforderung, denn nach Einschätzung der Vereinten Nationen werden im Jahr 2050 zirka 6,5 Milliarden Menschen (30 Prozent mehr als heute) in Städten leben.

Smart Cities
Bei der Smart City handelt es sich nicht nur um eine Infrastruktur, die Informations- und Kommunikationstechnologien (ICT) nutzt, sondern vielmehr um ein komplexes Ökosystem, das aus vielen verschiedenen Interessengruppen besteht, darunter Bürger, Regierungen sowie die Wirtschaft. Auf Grundlage der jeweiligen städtischen Situation und der Ausgereiftheit der vorhandenen ICT entstehen verschiedene Konzepte für Smart Cities.

Open Data Hub
Der Open Hub bezeichnet eine Daten- Infrastruktur, die öffentliche Daten zusammen mit Daten von verschiedenen Quellen in der Stadt sammelt und zur Verfügung stellt. Dabei werden die von den Bürgern betriebenen Innovationen in den Städten gefördert. Der Open Data Hub nutzt die Datentechnologie und Mechanismen, wie Identifikationsstandards zur Nachverfolgung eines Gegenstands, Datenmodellstandards zur gezielten Bezeichnung der Daten und Datenspeicher, um die Daten aus den unterschiedlichsten Quellen aufzunehmen. Hinzu kommen Datenschutzund Sicherheitstechnologien sowie offene und funktionale Schnittstellen, die den Datenaustausch gewährleisten.

Die englische Stadt Milton Keynes hat die Bedeutung und den Nutzen von Daten und Vernetzung für sich erkannt und das Projekt MKSmart ins Leben gerufen. Kernstück ist der MK Data Hub. Alle Daten stehen anonymisiert in gleicher Struktur in einer Datenbank zur Verfügung. Algorithmen suchen nach Zusammenhängen, Regel- und Unregelmässigkeiten und können Verbesserungsvorschläge berechnen und vorschlagen. Milton Keynes nutzt den Data Hub, um die eigenen Ressourcen besser auszunutzen. Zu den Anwendungen gehören die effiziente Nutzung von Infrastruktur, Energie und Wasser sowie das Management von Verkehrsströmen.

City Living Lab
Das Konzept von City Living Lab ist als ein System zu verstehen, welches verschiedene Personengruppen, die Regierung sowie die ortsansässige Wirtschaft miteinander vernetzt. Die Art der Kooperation ermöglicht das gegenseitige Lernen und alle Beteiligten tragen zur gemeinsamen Entwicklung neuer Lösungen bei. Beim City Living Lab konzentriert sich die Informationsund Kommunikationstechnologie in erster Linie auf die Bewohner. Sie übernehmen eine führende Rolle bei der Nutzung neuer Technologien.

Das schwedische Projekt E2-Home steht für den «intelligenten Haushalt von morgen». Bewohner von E2-Home- Haushalten sollen ihre Haustüre per Fingerabdruck öffnen können und die Beleuchtung wird von Sensoren kontrolliert. Über PC und Mobiltelefone greifen die Bewohner auf integrierte Serviceeinrichtungen bestimmter Geräte zu. Ein Breitbandanschluss ermöglicht den Zugang zum Internet und zu allen E2-Home-Dienstleistungen und gewährleistet so den wichtigen Austausch. Ein weiteres Beispiel ist das Philips Home Lab in den Niederlanden. Hier werden die Bewohner beim Umgang mit Technologie und neuen Produkten beobachtet.

GS1 goes smart
In herkömmlichen Städten verwalten die verschiedenen Organisationsbereiche wie Transport, Energie, Umwelt, Sicherheit und Verwaltung ihre Daten selbst. Unzählige Geräte von diversen Anbietern sind im Einsatz und speichern Daten in den unterschiedlichsten Formaten. Damit aber eine Stadt nachhaltig intelligent wird, müssen die verschiedenen Bereiche sowie die öffentlichen und privaten Einrichtungen bestehende Strukturen aufbrechen, um ihre Daten unter Anwendung einheitlicher Klassifikationen und offener Standards zu vereinen. Der so erzeugte Datenstrom kann öffentlich zugänglich gemacht werden.

Die weltweit einheitlichen Identifikationsschlüssel von GS1 lassen sich zur Lösung der Kompatibilitätsprobleme auch auf Smart Cities anwenden. Städtische Ressourcen und Dienste sind mit Produkt- und Dienstleistungseigenschaften zu vergleichen und können mit einer Global Trade Item Number (GTIN) ausgezeichnet werden. Die serialisierte GTIN (SGTIN) ist eine um eine Serialnummer erweiterte GTIN und dient der Auszeichnung individueller Objekte im städtischen Umfeld. Örtlichkeiten wie Gebäude, Bushaltestellen, Ampeln und Parkplätze können mit einer Global Location Number (GLN) belegt werden.

Mit dem Global Returnable Asset Identifier (GRAI) werden gemeinsam genutzte Ressourcen wie Carsharing- Angebote und Mietfahrräder gekennzeichnet, der Global Individual Asset Identifier (GIAI) dient zur Auszeichnung städtischer Anlage- und Vermögensgegenstände, wie Computer oder Strassenbahnwagen. Weitere Identifikationsschlüssel erfassen Dokumente oder Beziehungen zwischen Leistungserbringern und -bezügern.

Die Kennzeichnung erfolgt mit traditionellen GS1-128-Barcodes oder mit dem speicherfähigeren GS1 DataMatrix. Neben der physischen Auszeichnung besteht auch die Möglichkeit der elektronischen Kennzeichnung. Der weltweit gültige EPC/RFID-Standard ermöglicht die Nutzung der RFID-Technologie entlang der gesamten städtischen Wertschöpfungskette. Die GS1 Identifikationsschlüssel sind mit dem EPC/ RFID-System vollständig kompatibel. Der Austausch der EPC/RFID-Daten erfolgt über den EPCIS-Standard und wird mit den Ereignissen Was?, Wann?, Wo? und Warum? ergänzt. So können alle Partner in Echtzeit auf dieselben Daten zugreifen und den Ressourceneinsatz der Stadt in Echtzeit verfolgen.

Korea zeigt, wie’s geht
Bei den strategischen Entwicklungsprojekten im Bereich der Smart Cities, die vom Staat Korea ausgeschrieben wurden, hat sich das Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST) auf die Verwendung von GS1 Standards festgelegt. Das Projekt hat erfolgreich ein System zur Identifizierung auf Basis von GS1 vorgeschlagen, um die verschiedenen Identifikationssysteme vor Ort zu harmonisieren.

Das Projekt KAIST nutzt die EPCISPlattform, um einen zentralen Datenhub für die Smart City zur Erhebung von Daten in den Bereichen Transport, Umwelt, Energie und sozialer Fürsorge aufzubauen. Dabei wird die Anmeldung, Verwaltung und Weitergabe von Diensten mit Bürgerbeteiligung ermöglicht. Um die Bereitstellung der Dienste über die zentrale Plattform zu erreichen, setzt die Stadt Seoul im Bezirk Songpa-gu durchgängig auf GS1 und hat bereits Strassen und Wanderwege mithilfe der GLN und des GS1 Digital Link identifiziert. Korea verbindet so in einer wachsenden Metropole erfolgreich die physische mit der digitalen Welt und ist somit gewappnet für die steigenden Herausforderungen der Zukunft.

Dr. Uwe Rüdel 
Autor des Original-Beitrags: Prof. Daeyoung Kim, Director of Auto-ID Labs, KAIST 

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Dr. Uwe Rüdel
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