Titelbild der Normungsroadmap Smart City V1.1
| DINBestehende Herausforderungen wie der demografische Wandel, die Energiewende oder Datenschutz machen es notwendig, die städtebaulichen Planungsprinzipien neu zu überdenken. Smart Cities – Städte, in denen verschiedene Bereiche wie z. B. Gebäude, Sicherheit und Schutz, Mobilität sowie Energie intelligent zusammenwirken – sind an dieser Stelle ein zukunftsorientierter Ansatz.
Kern- und Querschnittsthemen der Normungsroadmap Smart City 1.1 sind der Dienstleistungsbereich, bei dem vorrangig die Versorgung mit Elektrizität betrachtet wird, Urban Planning und Simulation Data Management, Cities Facility Management sowie das Smart Home, da zwischen dem (Smart) Home eines Einzelbürgers und der (Smart) City als Gesamtheit aller Haushalte viele Schnittstellen existieren. Auch Themen wie Mobilität und Transport werden als wichtige Teilbereiche einer Smart City beleuchtet.
Es gilt, bei der Modernisierung der Städte die Versorgungsdienste in einem holistischen Ansatz zu betrachten und eine dynamische Infrastruktur zu gewährleisten, die auf temporäre Veränderungen gezielt reagiert und die Vernetzung und Kommunikation der einzelnen Bedarfe sicherstellt. Die Durchsetzung neuer Technologien auf dem Weg zu „Smart Cities“ wird wesentlich von ihrer Vernetzungs- und Kommunikationsfähigkeit abhängen. Grundvoraussetzung dabei ist eine durchgängige Interoperabilität der Teilsysteme, welche durch die Erarbeitung und Anwendung von Normen und Spezifikationen sichergestellt werden muss. Mit der Normungsroadmap Smart City ist hierfür ein weiterer Schritt getan.
Nationale und internationale Struktur der Arbeiten im Bereich Smart City.
Nationale und internationale Struktur der Arbeiten im Bereich Smart City.
In Deutschland entwickelte Innovationen stellen bei erfolgreicher Implementierung zukünftiges Exportgut dar. Um den übergreifenden Herausforderungen des Themenbereichs Smart City effizient zu begegnen, arbeiten DKE und DIN (Deutsches Institut für Normung e.V.) im Gemeinschafts-Lenkungskreis Smart Cities und weiteren sechs nationalen Gremien eng zusammen. Durch (inter-) nationale Normen und Standards können technische Konflikte und Schnittstellenprobleme gelöst bzw. gänzlich verhindert werden. Aus diesem Grund beteiligen sich interessierte Unternehmen, Verbände und Städte in den sieben DIN/DKE-Gemeinschaftsarbeitskreisen (GAK) an Lösungsansätzen.
In den Gemeinschaftsarbeitskreisen findet die Diskussion und Dokumentation aller normungs-relevanten Informationen unter enger Abstimmung mit den nationalen Gremien, insbesondere dem Gemeinschafts-Lenkungskreis, statt. Die dabei erhaltenen Informationen gehen in die inhaltliche Gestaltung der nationalen Normungsroadmap ein, welche bedarfsgerecht aktualisiert wird.
Eine erste Analyse wurde im April 2014 mit der frei zugänglichen Normungsroadmap veröffentlicht. Die deutsche Normungsroadmap Smart City ist nicht nur für nationale Interessensverbände von Bedeutung, sondern dient darüber hinaus als Vorlage für zukünftige internationale Projekte bei ISO und IEC.
Der Gemeinschafts-Lenkungskreis von DKE und DIN ist nationaler Ansprechpartner zu allen übergreifenden europäischen und internationalen Normungs- und Standardisierungsaktivitäten der Smart-City-Thematik.
Durch DKE und DIN ist Deutschland, neben Japan und China, Gründungsmitglied der Systems Evaluation Group (SEG) Smart Cities der internationalen Elektrotechnikkommission (IEC). Bei der Evaluierung der unterschiedlichen technischen Felder im Bereich Smart City und bei der Identifizierung der notwendigen Standardisierungsmaßnahmen, kann die SEG Smart Cities unabhängig von der IEC agieren und profitiert gleichzeitig von der Expertise der bereits zahlreich vertretenen internationalen Unternehmen.
Green City durch Smart City: Die Verwendung von energieeffizienter Gebäudetechnik ist zentraler Bestandteil für eine nachhaltige Nutzung des urbanen Raumes. Die technische Gebäudeausrüstung profitiert dabei zunehmend von der Vernetzung einzelner Systemkomponenten.
Green City durch Smart City: Die Verwendung von energieeffizienter Gebäudetechnik ist zentraler Bestandteil für eine nachhaltige Nutzung des urbanen Raumes. Die technische Gebäudeausrüstung profitiert dabei zunehmend von der Vernetzung einzelner Systemkomponenten.
Die Entwicklung in den Bereichen Smart Metering, Smart Home/Building und Smart Grid ermöglicht eine effiziente und zentrale Regelung des Energie- und Stromverbrauchs und gilt als besonders zukunftsträchtig. Außerdem erhöhen diese und andere intelligente Systeme (beispielsweise die Alltagsunterstützenden Assistenz-Lösungen AAL) dauerhaft die Lebensqualität und den Komfort.
Eine solche vernetzte (und auch ortsunabhängige, via Smartphone oder Tablet) Anlagensteuerung stellt spezifische Anforderungen an die Hersteller, Architekten und Städteplaner. Smart City verlangt nach einer ganzheitlichen Herangehensweise. Normungsbedarf besteht aufgrund einer Vielzahl von einflussnehmenden Faktoren bei der nachhaltigen und intelligenten Gestaltung bzw. Steuerung von städtischer Infrastruktur. Diesem Umstand widmet sich die Normungsroadmap mit dem besonderen Fokus auf urbane Prozesse. In diesem Sinne gilt es nicht nur die Wasser- und Gasversorgung, sondern auch die medizinische Versorgung und die Möglichkeiten von Dienstleistungen zu analysieren und zu optimieren.
Damit ein erhöhter Bedienkomfort der verwendeten Systeme, ihre Energieeffizienz und ihre Zuverlässigkeit sichergestellt werden kann, ist ein hoher Grad an Kompatibilität notwendig. Die Normung stellt hierbei das nötige Instrument dar, um das reibungslose Interagieren des Internets der Dinge zu gewährleisten.
Mobilität und Logistik sind innerhalb der Smart City nicht voneinander zu trennen. Um Waren- und Personenströme nachhaltig und ressourceneffizient zu bewältigen, ist die richtige Infrastruktur entscheidend. Eine ganzheitliche und adäquate Normung und Standardisierung ist Voraussetzung für einen reibungslosen Ablauf in der Praxis.
Mobilität und Logistik sind innerhalb der Smart City nicht voneinander zu trennen. Um Waren- und Personenströme nachhaltig und ressourceneffizient zu bewältigen, ist die richtige Infrastruktur entscheidend. Eine ganzheitliche und adäquate Normung und Standardisierung ist Voraussetzung für einen reibungslosen Ablauf in der Praxis.
Umsichtig geplante Smart Cities müssen sowohl den Wandel der Mobilitätsbedürfnisse seiner Bewohner als auch die Entwicklung vielfältiger Antriebskonzepte und Szenarien für deren Einsatzzweck berücksichtigen.
Die Integration und Verknüpfung von weiteren Systemen, wie beispielsweise dem Smart Grid, dem Smart Home oder städtelogistischer Konzepte muss gewährleistet sein. Ob in den Bereichen Green Logistics, kombinierter Güterverkehr, Verkehrsmanagement oder LKW-Vorrangnetz: Eine gründliche Standardisierung ermöglicht die Einbindung von isoliert entwickelten Systemen und schafft Kompatibilität zwischen den einzelnen Komponenten der Smart City.
In der industriellen Automation müssen unterschiedlichste Systeme verschiedener Hersteller verlässlich und effizient zusammenwirken. Die global aufgestellten Anwender erwarten, dass sie überall auf der Welt auf ihre gewohnten Produkte und Lösungen zurückgreifen können.
In der industriellen Automation müssen unterschiedlichste Systeme verschiedener Hersteller verlässlich und effizient zusammenwirken. Die global aufgestellten Anwender erwarten, dass sie überall auf der Welt auf ihre gewohnten Produkte und Lösungen zurückgreifen können.
Um diese globale Einsatzfähigkeit und die systemübergreifende Durchgängigkeit sicherzustellen, wurde in der industriellen Automation die internationale Normung immer als von besonderer Bedeutung angesehen und nachhaltig vorangetrieben. Für wichtige Themenstellungen in der industriellen Automation sind bereits Normen vorhanden oder befinden sich in der Entstehung.
Normungsbedarf entsteht durch die Herausforderung von neuen Technologien und den an die Produktionsstätten gestellten neuen Anforderungen. Eine Smart Factory greift auf das „Internet der Dinge“ zurück, um wettbewerbsstark zu bleiben und ressourceneffizient zu arbeiten. Gerade an Produktionsanlagen im Bereich von Städten werden hohe Anforderungen gestellt, beispielsweise hinsichtlich des Platzbedarfs und der Optimierung der Umgebungsbelastung. Gleichzeitig bieten siedlungsraumnahe bzw. integrierte Industrieanlagen große Vorteile hinsichtlich der Arbeitsplatzmöglichkeiten sowie einer sinnvollen Nutzung von umweltfreundlichen Verkehrsmitteln.
Durch sinnvolle Normierung werden Produktions- und Geschäftsprozesse aufeinander eingestimmt. Die Standardisierung erleichtert die Integration von Produktionsabläufen in die von der Zukunftsinitiative Industrie 4.0 beschriebenen Struktur von Cyber-Physical Production Systems.
Bereits seit über 20 Jahren existiert eine stetig gewachsene und mittlerweile umfangreiche IKT-Struktur in urbanen Ballungsräumen. Durch die steigende Relevanz und Anwendbarkeit von vernetzten Systemen ist die Informations- und Kommunikationstechnik das Schlüsselelement einer Smart City. IKT als Querschnittstechnologie bildet die Grundlage für die Vernetzung.
Bereits seit über 20 Jahren existiert eine stetig gewachsene und mittlerweile umfangreiche IKT-Struktur in urbanen Ballungsräumen. Durch die steigende Relevanz und Anwendbarkeit von vernetzten Systemen ist die Informations- und Kommunikationstechnik das Schlüsselelement einer Smart City. IKT als Querschnittstechnologie bildet die Grundlage für die Vernetzung.
Die in allen Anwendungen von IKT enthaltenen und essentiellen Aspekte Sicherheit und Datenschutz werden in eigenen Normungsroadmaps differenziert und tiefergehend berücksichtigt.
IKT darf im Kontext der Smart City nicht als auf den öffentlichen Bereich begrenzt und nur durch öffentliche Institutionen betrieben angesehen werden. Diese Abgrenzung ist nicht sinnvoll, da die statische Lokalisierung von Daten, Systemen oder Diensten im Zeitalter der Virtualisierung und Cloud nicht mehr gegeben ist. Technologien, Dienste und Daten werden in der Stadt der Zukunft nicht mehr rein städtisch oder privatwirtschaftlich zu verorten sein. Vielmehr lässt das Konzept der Smart City das Verschwimmen dieser Grenzen und das Entstehen neuer Geschäftsmodelle erwarten, um urbane Bedürfnisse effizient und nachhaltig bedienen zu können.
Die bedeutsame Stellung und Reichweite der IKT erfordert besondere Sorgfalt in der Normung.
Das Smart City-Konzept zielt darauf ab, den Energieverbrauch und die Ressourcennutzung zu optimieren. Möglichkeiten hierfür ergeben sich aus der Vernetzung von bislang unabhängig voneinander agierenden Systemen.
Das Smart City-Konzept zielt darauf ab, den Energieverbrauch und die Ressourcennutzung zu optimieren. Möglichkeiten hierfür ergeben sich aus der Vernetzung von bislang unabhängig voneinander agierenden Systemen.
Die Beispiele hierfür sind zahlreich: Die Umwandlung von überschüssiger, ökologisch erzeugter elektrischer Energie in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas sowie deren Beimischung in Gasnetze ermöglicht große Mengen Strom aus erneuerbaren Energien langfristig zu speichern. Abwärme aus Industrieanlagen kann als Nutzwärme in Gebäudeheizungen eingesetzt werden. Die Energieeffizienz im Straßenverkehr lässt sich durch intelligente Verkehrsleitsysteme steigern.
Aus diesem Grund ist es wichtig, die Teilsysteme Elektrizität, Gas, Wärme und andere Energieträger als Gesamtsystem Energie in der Normungsroadmap tiefergehend zu analysieren und Kompatibilität zu schaffen.
Ein Smart Grid stellt viele Voraussetzungen für ein effizientes und intelligentes Steuern und Regeln des Energiesystems bereit: Ein weitgehend automatisiertes und selbstheilendes Versorgungsnetz, Smart Meter, dezentrale Energieerzeugung und Zwischenspeicherung, lokales Energiemanagement, Übernahme von Netzdienstleistungen durch Smart Homes und -Buildings, Bündelung kleiner Einheiten zu virtuellen Kraftwerken sowie elektronisches Marktplätze für Energie und Regelleistung.
In einer Smart City kommt dem Zusammenspiel der einzelnen Akteure eine besondere Bedeutung zu. Grundvoraussetzungen sind eine flächendeckende Kommunikationsinfrastruktur, Interoperabilität und Kompatibilität aller beteiligten Systeme. Normung und Standardisierung stellen hierfür die geeignete und erprobte Basis.
Innerhalb einer Smart City ist die Kommunikationsfähigkeit im Krisenfall gestiegen. Alle betroffenen und relevanten Entitäten sind im Ernstfall in der Lage, schnell informiert (bspw. durch Warn-Apps) und delegiert (durch Unterstützung von Smart Metering und Smart Building etc.) zu werden. Um die Reaktionszeit und die Koordination der Rettungskräfte zu verbessern, sind Normen und Standardisierungen unabkömmlich.
Innerhalb einer Smart City ist die Kommunikationsfähigkeit im Krisenfall gestiegen. Alle betroffenen und relevanten Entitäten sind im Ernstfall in der Lage, schnell informiert (bspw. durch Warn-Apps) und delegiert (durch Unterstützung von Smart Metering und Smart Building etc.) zu werden. Um die Reaktionszeit und die Koordination der Rettungskräfte zu verbessern, sind Normen und Standardisierungen unabkömmlich.
Gleichzeitig erfordert die Sicherheit der in der Smart City vorhandenen Vernetzung von bislang isolierten Systemen besonderes Augenmerk. Die fortschreitende Durchdringung mit Informations- und Kommunikationstechnologie einer modernen Stadt ermöglicht potenziellen Angreifern schwerwiegenden Einfluss auf kritische Infrastrukturen zu nehmen und die Datenintegrität zu gefährden. Dies macht eine frühzeitige, persistente und genaue (Re-)Evaluation der Cybersecurity zwingend notwendig.
Um mögliche Schadensauswirkungen analysieren zu können und potenzielle Schwachstellen schneller identifizieren zu können, müssen Schutzmechanismen technischer und organisatorischer Art von Anbeginn eine zentrale Rolle bei der Entwicklung einnehmen. Neue sichere und selbstheilende Architekturen der vernetzenden Informationstechnik sind zu definieren.
Dabei sollte auch auf bereits bestehende und etablierte Standards der Cybersecurity zurückgegriffen werden. Die DKE Kontaktstelle Informationssicherheit (KSI) hat eine Übersicht erstellt (diese Übersicht soll laut Tabelle nicht migriert werden), die als Ausgangspunkt für die Identifizierung geeigneter existierender und erprobter IT-Sicherheitsstandards herangezogen werden kann.
Die wichtigsten Gründe für Normungsroadmaps
| DKE
Die Elektromobilität ist eine Sprunginnovation, die ein neues, übergreifendes Systemdenken erfordert. Um die deutsche Wirtschaft erfolgreich im Bereich Mobility zu positionieren, ist es wichtig, die positiven Effekte von Normen und Standards von Beginn an in den Entwicklungsprozess einzubeziehen und damit voll auszuschöpfen. Gleiches gilt aber auch für die jüngsten Entwicklungen im Bereich der Mobilität – die Mikromobilität. Weitere Inhalte zu diesem Fachgebiet finden Sie im
