Smart Cities

Berner Fachhochschule | E-Government Institut
Smart Cities
Was macht eine City
„smart“?
▶ Wirtschaft
Prof. Stephan Haller
E-Government Institut
BIT TechTalk
22. Mai 2018

1. Smart City: Begriff und typische
Anwendung
2. Smart City: Beispielprojekt aus der
Forschung
3. Smart City: Erfolgsfaktoren und
Strategieansatz
Agenda
2

Anwendung
Forschung
Strategieansatz
Agenda
3

Smart Cities weltweit…
4
Datenquelle: 2017 Smart Cities Index, Top 100 Smart Cities, https://easyparkgroup.com/smart-cities-index/

Was ist eine Smart City?
„A city to be smart when investments in human and social capital and
traditional (transport) and modern (ICT) communication infrastructure
fuel sustainable economic growth and a high quality of life, with a wise
management of natural resources, through participatory governance”
Caragliu et al., 2011
„A smart city is a well-defined geographical area, in which high
technologies such as ICT, logistic, energy production, and so on,
cooperate to create benefits for citizens in terms of well-being,
inclusion and participation, environmental quality, intelligent
development; it is governed by a well-defined pool of subjects, able to
state the rules and policy for the city government and development”
Dameri, 2013
„A smart sustainable city is an innovative city
that uses information and communication
technologies (ICTs) and other means to improve
quality of life, efficiency of urban operations and
services, and competitiveness, while ensuring
that it meets the needs of present and future
generations with respect to economic, social,
environmental as well as cultural aspects.”
ITU-T, 2016
„Eine Smart City bietet ihren Bewohnern maximale Lebensqualität bei minimalem
Ressourcenverbrauch dank einer intelligenten Verknüpfung von Infrastruktursystemen (Transport,
Energie, Kommunikation, etc.) auf unterschiedlichen hierarchischen Stufen (Gebäude, Quartier,
Stadt).
"Intelligent" ist in diesem Zusammenhang nicht automatisch mit "IT" gleichzusetzen. Bei ähnlicher
Performance sind passive oder selbstregulierende Mechanismen den aktiv geregelten Ansätzen
vorzuziehen.”
P. Richner, EMPA / IG Smart City Schweiz
5

Faktoren einer Smart City
Quelle: Griffinger at al. 2007
• Innovationsgeist
• Unternehmertum
• Wirtschaftliches Image & Marke
• Produktivität
• Flexibilität des Arbeitsmarktes
• Internationale Vernetzung
• Transformationsfähigkeit
Smart Economy
(Wettbewerbsfähigkeit)
• Lokale Erreichbarkeit
• (Inter-)nationale Erreichbarkeit
• Verfügbarkeit einer IKT-
Infrastruktur
• Nachhaltige, innovative und
sichere Transportsysteme
Smart Mobility
(Transport und IKT)
• Qualifikationslevel
• Affinität zu lebenslangem Lernen
• Soziale und ethnische Pluralität
• Flexibilität
• Kreativität
• Kosmopolitanität und Offenheit
• Partizipation am öffentlichen Leben
Smart People
(Sozial- u. Bildungskapital)
• Attraktivität der natürlichen
Bedingungen
• Verschmutzung
• Umweltschutz
• Nachhaltiges Ressourcen-
management
Smart Environment
(Natürliche Ressourcen)
• Partizipation in Entscheidungs-
findungsprozessen
• Öffentliche und soziale Dienste
• Transparenz
• Politische Strategien &
Perspektiven
Smart Governance
(Partizipation)
• Kulturelle Einrichtungen
• Gesundheitszustand
• Individuelle Sicherheit
• Wohnqualität
• Bildungseinrichtungen
• Touristische Attraktivität
• Sozialer Zusammenhalt
Smart Living
(Lebensqualität)
6

Smart City Wheel
(Boyd Cohen, 2015)
7

Smart City in der Schweiz: Fokus auf Energie
Quellen:
 energie schweiz, Trägerverein Energiestadt
 IG Smart City Schweiz
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Amsterdam Smart City:
Über 200 Projekte in 6 Themenfeldern
Quelle: Amsterdam Smart City, https://amsterdamsmartcity.com/
9

Smart City Anwendungen:
Beispiele aus Amsterdam
Energy Atlas
•Kartenbasierte Übersicht über Energieverbrauch und -quellen
•Datenbasis für die Planung nachhaltiger Entwicklung
•Bsp: Wie kann ich an einem Ort die Nachfrage nachhaltig abdecken?
Smart Light
•Adaptive Beleuchtung von zentralem Platz in Amsterdams Südosten
•Erhöhung der Sicherheit sowie Verbesserung der Ambiance
•Steuerung der Bewegungsströme («Nudging»)
Cargohopper
•Emissionsfreie Logistik in der Stadt («last mile delivery»)
•Business Case für nachhaltige Frachtlogistik
WeGo
•Car Sharing für Amsterdams Flotte städtischer Fahrzeuge
•P2P for B2B
ENERGIEMOBILITÄT
Quelle: van Winden et al. 2017
10

Beispiel Wädenswil
Smart Lighting Pole – Ein kompakter und einfacher Einstieg in die Smart City
11
Quelle inkl. Bilder: Elektron
▶ Beleuchtung
▶ E-Ladepunkt
▶ WLAN
▶ Verkehrsmanagement
▶ Parkingmanagement
▶ Not- oder Serviceruf
▶ Umweltsensorik
▶ Offen für weitere Innovationen

▶ Vom smarten Quartier zur
smarten Stadt
▶ Sanierung
genossenschaftlicher
Siedlungen (Thalgut) unter
Reduktion von Energie- und
Ressourcenverbrauch
▶ Erkenntnisse
zusammengefasst in
Leitfaden
Beispiel Winterthur: Smarte Quartiere
Quellen inkl. Bild:
 Smart City Winterthur, http://smartcitywinterthur.ch/portfolio/smartequartiere/
 ZHAW, Leitfaden Smarte Quartiere - Ideenentwicklung und Prozessgestaltung für Genossenschaften und andere Akteure der Quartierentwicklung, 2016.
http://smartcitywinterthur.ch/wp-content/uploads/2015/09/Leitfaden-Smarte-Quartiere-Broschuere-Finale-Web.pdf
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Anwendung
Forschung
Strategieansatz
Agenda
13

Mission Statement
14
Smart City
Innovation
Internet of
Things
“Eine urbane Dateninfrastruktur zur
Förderung von Innovationen in Smart
Cities”
Quelle: http://www.cpaas.io/

Projektdaten
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Gemeinsame Research and Innovation Action (RIA)
zwischen Europa and Japan
Förderinstitutionen & H2020 EUJ-02-2016 / NICT
Programme (高度通信・放送研究開発委託事業)
Projektvolumen 3.2 Mio. € / 304.5 PM
Dauer 1. Juli 2016 – 31. Dezember 2018 (2.5 Jahre)

Ziele
16
1. Entwicklung einer offenen städtischen Innovationsplattform
Offen im Sinne von Open Data ist die Plattform für alle Interessierten zugänglich, die …
2. Deployment in der Cloud (City Platform-as-a-Service)
Ziel ist es, eine Cloud-basierte offene Plattform für alle Stadtinformationen zu entwickeln, …
3. Bürger haben Kontrolle über die sie betreffenden Daten
[…] CPaaS.io geht deshalb mit einem MyData-Ansatz progressiver vor: Lassen Sie …
4. Validierung in Anwendungen mit öffentlichem Mehrwert
[…] Use Case Tests werden in Amsterdam, Sapporo, Yokosuka und Tokio stattfinden. …
5. Blaupausen für den Transfer in andere Städte
[…] Nachweis, dass Konzepte […] auf andere Städte übertragen werden können …
6. Nachhaltige Wirkung in Städten
Die […] Wirkung über die Partner des Projekts hinaus ist im Wesentlichen das ultimative Ziel. …
Quelle:https://www.cpaas.io/#post-37

Architektur
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Partnerstädte und Use Cases
Partnerstädte Use Cases
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Event Management
Öffentlicher Verkehr
Wassermanagement
Notfalldienste

Water Management in Amsterdam
Ziele
▶ Überschwemmungsschutz bei Regen
▶ Intelligentes Wassermanagement in
Gebäuden
▶ Zusammenarbeit mit EinwohnerInnen
und dem Privatsektor
Technologie
▶ Über LoRa gesteuerte intelligente
Wasserspeicher auf Dächern
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Touristeninformationen in Sapporo
Ziele
▶ Gastfreundschaft gegenüber
Besucherinnen und Besuchern
▶ Touristeninformationen: Anlässe,
Verkehrsinfo etc.
▶ Offene Datenplattform für Dritte
(Open API)
Technologie
▶ BLE-Baken
▶ Mobile App «kokosil»
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Notfalldienste in Yokosuka
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Ferngesteuerte
Kamera Patienten-
information
Videoübertragung
Ambulanzortung
Spitalärzte sehen
▶ Patientenbild
▶ Vitaldaten
▶ Aktuelle Position
▶ ETA

▶ Die Olympischen und Paralympischen Spiele als
grosser Treiber für Smart City Aktivitäten
▶ Offene Daten und sichere Plattform wichtig
▶ Komplexer öffentlicher Verkehr
▶ Hohe Frequenzen
▶ Viele Unternehmen (50 Bahnenunternehmen,
>100 Busunternehmen, >1’000 Taxiunternehmen)
▶ Wettbewerbe für die Anwendung von offenen
Daten via die Association for Open Data of Public
Transportation https://www.odpt.org/
Verkehrsmanagement und Tourismusdaten
in Tokyo
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▶ Plattform «MiMurcia» als 8 M€-Projekt
▶ Wiederverwendung von Konzepten und
Technologien aus CPaaS.io
▶ FogFlow
▶ FIWARE-basierte Plattform
▶ Anwendungen
▶ Freie Parkplätze
▶ Energiemanagement von Gebäuden
Smart Parking in Murcia
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Anwendung
Forschung
Strategieansatz
Agenda
24

Smart City: Dimensionen und Komponenten
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Smart
City
Quelle:inAnlehnunganGil-Garciaetal.2015,Griffingeretal.2007
Smarte Umgebung
Umwelt und ökologische Nachhaltigkeit
Gebaute Umgebung und Stadtinfrastruktur
Natürliche Ressourcen und Mobilität
Smarte
Gesellschaft
Sozial- u. Bildungskapital
Soziale und ethnische Pluralität
Flexibilität und Kreativität
Offenheit und Engagement
Smarte Wirtschaft
Wettbewerbsfähigkeit und Innovationsgeist
Unternehmertum – Vernetzung und Flexibilität
Wirtschaftliches Image und Marke
SmarterStaat
Institutionelle Ausgestaltung
Transparenz und Qualität
Kollaborative Leistungen
Partizipative Entscheidungen

▶ Maximierung von Public Value Creation
▶ Wettbewerbsfähigkeit & Standortförderung
▶ Lebensqualität
▶ Partizipation und Zusammenarbeit
▶ Involvierung aller Stakeholder für Nachhaltigkeit
▶ Bottom-Up und Top-Down-Ansätze
▶ Open Government (Problemidentifikation
und Lösungsfindung)
▶ Transformationsfähigkeit
Smart City: Motivation und Vorgehen
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Quelle: Puron-Cid 2017

Ziele und Vorgehensweise – Beispiel Winterthur
Stadtparameter Ziele
▶ 112’000 Einwohner
▶ Regional wichtige Stadt
▶ Bildungs- &
Innovationsstadt
▶ Reduktion des Energie-
verbrauches und CO2
▶ Lebensqualität
▶ Problemorientiert
▶ Einbezug der Betroffenen
▶ Gesteuertes,
schrittweises Vorgehen
▶ Seit 2016 umfassendere
Strategie, «Smart City
Hub» zur Steuerung
Vorgehensweise
27

Ziele und Vorgehensweise – Beispiel Amsterdam
▶ 853’000 Einwohner
▶ Hauptstadt der
Niederlande mit
internationaler
Ausstrahlung
▶ Innovationsgetriebene,
kreative Stadt
▶ Reduktion des Energie-
verbrauches und des
Abfalls
▶ Ökologische Mobilität
▶ Kreativität zur Erhöhung
der Lebensqualität
▶ Plattformbasiert und
experimentell
▶ Stadtweite (Open) Data
Strategie
▶ Steuerung durch
«Amsterdam Smart City»
▶ Einbezug der Betroffenen
auf Projektbasis
Vorgehensweise
28

Ziele und Vorgehensweise – Beispiel Barcelona
▶ 1’605’000 Einwohner
▶ Hauptstadt Kataloniens
▶ Aufstrebende,
wohlhabende Stadt mit
internationaler
Ausstrahlung
▶ Transformation zur
digitalen Gesellschaft:
▶ Transformation
▶ Innovation
▶ Empowerment
▶ Steuerung durch Office im
Präsidialdepartement
▶ Umfassendes Programm mit
heterogenen Aktivitäten
▶ > 90 Mio EUR Budget für 3
Jahre (Stadtmittel + externe
Fördermittel)
Vorgehensweise
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Barcelona – Von der Smart City zur Digital City
«Auf dem Weg zur
technologischen Souveränität
des Volkes»
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Smart
City
Smarter Staat
Vision: Barcelona als offene, gerechte, zirkuläre und demokratische Stadt
Smarte Wirtschaft Smarte Gesellschaft
Offene Dateninfrastruktur
Öffentliche Dienste
Technologie zur Bewältigung
urbaner Herausforderungen
Gestärktes lokales Ökosystem,
insbesondere KMUs
Soziale Innovation
Jobs
Citizen Empowerment
Ausbildung und Talent-
förderung
Digitale Rechte und Freiheiten

▶ Ko-Kreation und Partizipation, Teilen von Erfahrungen und Wissen
Wichtige Stakeholder mit unterschiedlichen Rollen:
▶ Stadtverwaltung und Politik
▶ Bürger und Endnutzer
▶ Unternehmen und Wissenschaft
▶ Public-Private-Partnership (PPP) als übliches
Modell, Förderung der «Fehlerkultur»
▶ Partnerökosystem muss offen für neue
Partner sein
Erfolgsfaktor 1 – «Mitmachen» Attitude
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Quellen: Walser/ Haller 2016, van Winden et al. 2016
http://freshexpressions.de

▶ Open Data (Government, IoT, …) (Policy + Regulierung)
▶ Verfügbarkeit von (offene) Dateninfrastrukturen, um Bottom-up-Innovation zu
ermöglichen
▶ Datensemantik und Verständnis der Datenqualität
Erfolgsfaktor 2 – Aus Daten Nutzen generieren
32
Quellen: Walser/ Haller 2016, van Winden et al. 2016, Fraefel et al. 2017
Picture:SocietyByte.swiss

▶ Realistisches Geschäftsmodell essentiell, um über eine Pilotphase
hinauszukommen
▶ Gesellschaftlicher Nutzen sowie Beitrag zur
Nachhaltigkeit oft schwer umzusetzen in
konkrete Finanzströme, trotzdem wichtig
▶ Skalierungspotenzial früh angehen
Erfolgsfaktor 3 – Nachhaltigkeit in Geschäftsmodellen
33
Quelle: van Winden et al. 2016

Aber: Sind solche Erfolgsfaktoren übertragbar?
Framework für
Smart City Strategieentwicklung
34
• Bevölkerungsgrösse
• Entwicklungsstand
• Politisches System
• Bildungsniveau
• Digitalisierungsgrad
• Herausforderungen
City Kontext
• Modell
• Partizipationsgrad
• Motivation
• Rolle der Stadt
• Prozessverantwortung
• Wirtschaftsförderung
• (Inter-)regionale Zusammenarbeit
Governance
• Modell
• Angestrebte Anwendungen
• Performanzmonitoring
Implementation
• Dateninfrastrukturen
• Netzwerke (WLAN, IoT)
• Cloud-Dienste
Infrastruktur
Quelle: Haller et al. 2018

Ein Ansatz: Smart City Strategieframework
35

Ausprägungen in der untersuchten Städten
36

▶ Bei der Smart City geht es um mehr als die Ausstaffierung der Stadt mit
Technologie (Internet der Dinge, Sensoren)
▶ Es geht um Lebensqualität, die Adressierung von sozialen, ökologischen und
ökonomischen Herausforderungen sowie der Transformationsfähigkeit der
Stadt  «Resilient City» als neues Schlagwort
▶ Offene Daten, Offenheit zum Erfahrungsaustausch mit Anderen sowie
partizipative Ansätze, Experimentation und dynamisches wirtschaftliches Umfeld
wichtig für die Nutzung der Innovationskraft in der Stadt
Schlusspunkte
37

Danke!
Gracias Mulțumesc 謝謝 Paldies Eskerrik asko Dziękuję Mahalo ‫תודה‬Go raibh maith agat спасибо
Grazzi आभारी Xin cảm ơn 감사합니다 நன்றி Köszönöm ‫ﻣﺮﺳﻲ‬ Ndiyabulela Grazia Tak Благодаря
Aitäh Terima kasih Děkuji Teşekkür ederim Asante Diolch ‫ﺷﻜﺮا‬ Takk Ďakujem Gràcies Kiitos
Obrigado Ngiyabonga Þakka þér Grazas Tapadh leibh ขอบคุณ Faleminderit ありがとう Thank you
Ačiū Merci Grazie Hvala Ευχαριστώ Dankon Tack Dank je Grazcha

▶ Marianne Fraefel, Stephan Haller, and Adrian Gschwend: Big Data in the Public Sector – Linking Cities to
Sensors. In 16th IFIP Electronic Government (EGOV) and 9th Electronic Participation (ePart) Conference (2017)
▶ J. Ramon Gil-Garcia, Theresa A. Pardo, and Taewoo Nam: What makes a city smart? Identifying core
components and proposing an integrative and comprehensive conceptualization. Information Polity 20, 1, pp.
61–87 (2015)
▶ Rudolf Griffinger, Christian Fertner, Hans Kramar, Robert Kalasek, Nataša Pichler-Milanović, and Evert Meijers:
Smart cities: Ranking of European medium-sized cities (2007)
▶ Stephan Haller, Alessia C. Neuroni, Marianne Fraefel, and Ken Sakamura: Perspectives on Smart Cities
Strategies: Sketching a Framework and Testing First Uses. In Proceedings of the 19th Annual International
Conference on Digital Government Research - dg.o ’18 (2018)
▶ Gabriel Puron-Cid: From Technology to Social Development: Applying a Public Value Perspective to Digital
Government in Local Governments in Mexico. In Proceedings of the 18th Annual International Conference on
Digital Government Research - dg.o ’17, Charles C. Hinnant and Adegboyega Ojo (Eds.). ACM Press, New York,
New York, USA, pp. 336–345 (2017)
▶ Willem van Winden, Inge Oskam, Daniel van den Buuse, Wieke Schrama, and Egbert-Jan van Dijck: Organising
Smart City Projects: Experiences from Amsterdam (2016)
▶ Konrad Walser and Stephan Haller: Smart Governance in Smart Cities. In Smart City, Andreas Meier and Edy
Portmann (Eds.). Springer Fachmedien Wiesbaden, Wiesbaden, pp. 19–46 (2016)
Literatur

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