Smart products, smart cities, smart planet, die Liste „smarter“ Dinge wird immer länger. Smart wird dabei üblicherweise mit „kommunizierend und vernetzt“ übersetzt, es geht also darum, dass Produkte, Bestandteile von Städten oder des ganzen Planeten miteinander verbunden sind und sich gegenseitig Informationen liefern.
Möglich machen dies moderne Hard- und Softwarelösungen, die die riesigen Datenmengen, die in solchen Netzwerken entstehen, verarbeiten und nutzen können. Aus dem Zusammenbringen von smarten Produkten, deren Sensoren und Aktuatoren mit dem Informationsschatz des Internets ergeben sich viele logische, aber auch überraschende Anwendungen. So bietet Google in seiner Landkarten- und Routenplanungssoftware Maps eine Anzeige der Verkehrslage bis in Ortschaften hinein. Diese Verkehrslage wird nicht, wie beispielsweise bei den Verkehrsnachrichten im Radio, aus Meldungen der Polizei generiert, sondern aus den zurückgemeldeten Standortdaten der Android-Smartphones. Diese melden sehr regelmäßig ihren Standort an Google; bewegen sich viele Smartphones auf einer Straße hintereinander in eine Richtung, kann daraus geschlossen werden, dass es die Handys der Fahrer auf dieser Straße sind. Aus deren Positionsmeldungen lassen sich dann die Geschwindigkeit und damit die Verkehrsdichte errechnen.
Für eine Smart City-Anwendung müsste nun nur noch das Ampelsystem der Stadt diese Daten auswerten und auf dieser Basis seine Schaltzyklen anpassen. Sogar die Straßenbauplanung könnte auf Basis dieser Daten automatisiert werden. In einer ferneren Zukunft könnte die Stadt beziehungsweise deren „Intelligenz“ selbst entscheiden, wo Straßen gebaut und entfernt werden, und dann autonome „Straßen-3D-Drucker“ diese Pläne ausführen.
Sensoren in Gebäuden könnten das Licht löschen, sobald niemand mehr anwesend ist – man könnte dazu in Bürogebäuden und Fabriken die Daten des Zeiterfassungs- und Zugangssystems oder Bewegungsmelder nutzen. Da das Gebäude mit der Zeit lernt, wie die typischen Abläufe sind, könnte es beispielsweise die Heizung einige Zeit, bevor die letzten Mitarbeiter gehen, herabfahren und so Energie sparen. Analog könnte das Wohnhaus in dem Augenblick, wenn der Bewohner seine Heimfahrt antritt – die Nachricht erhält es vom Bürogebäude – die Heizung hochfahren, so dass der Bewohner eine warme Wohnung vorfindet, ohne den ganzen Tag heizen zu müssen.
In der weiteren Konsequenz kann die smarte Stadt aus den aktuellen Daten und Vorausplanungen der Gebäude Energiebedarf und -fluss sowie andere Infrastrukturparameter berechnen und jederzeit flexibel vorausplanen. Diese Vision vom Zusammenspiel smarter Fahrzeuge, Gebäude, Straßen und Städte ist eine große Chance, Energie- und Ressourcenverschwendung zu minimieren.
Je mehr Daten durch die Systeme geschleust werden, desto wichtiger wird jedoch auch der Datenschutz – in jeder Beziehung: Zum ersten der Schutz der Daten vor Manipulation, zum zweiten der Schutz der Daten davor, in falsche Hände, beispielsweise in die eines Konkurrenten, zu fallen und zum dritten der Schutz der Privatsphäre der Einzelperson. All dies muss die Software des smarten Objekts leisten können.
Basis dieser Vision sind zum einen die Sensoren, zum anderen dreidimensionale Modelle der ganzen Stadt und ihrer Gebäude sowie digitale Modelle der Systeme, die sie am Laufen halten. Welche Systeme wären besser als Basis geeignet als die Anwendungen der 3DEXPERIENCE Plattform, die seit langer Zeit darauf optimiert werden, mit System- und Geometriemodellen umzugehen, Verbindungen herzustellen und große Datenmengen zu verwalten?
Innerhalb des Portfolios von Dassault Systèmes finden sich Lösungen für Smart Cities unter der Anwendung GEOVIA. Diese Softwaresuite ermöglicht das Erstellen ganzheitlicher virtueller Stadtmodelle. Mit diesen ist es unter anderem möglich, eine ganz andere Herangehensweise an die Stadtplanung zu entwickeln: Bisher sind die Elemente von Städten, beispielsweise Straßen, Kreuzungen und Gebäude, möglichst standardisiert, um möglichst effiziente Herstellung, Wartung und Reparatur zu ermöglichen. Vordenker wie Vice President GEOVIA 3DEXPERIENCity Ingeborg Rocker glauben, dass in der Zukunft Städte wie lebende Orgamismen behandelt werden. Und wie unsere Medizin von standardisierten Medikamenten hinsteuert auf individuell angepasste, so sind die Lösungen in jeder Stadt anders.
Technologien wie sie im 3DEXPERIENCity-Projekt entwickelt werden, ermöglichen es Stadtplanern und Architekten, den Einfluss jeder noch so kleinen Änderung im Gesamtzusammenhang der Stadt zu testen und zu analysieren, um deren Einfluss auf alle anderen Bestandteile abzuschätzen, bevor der erste Bagger anrückt. Bausünden, die auf Jahrzehnte hinaus die Infrastruktur einer Stadt negativ beeinflussen, ließen sich von vornherein vermeiden. Bevor eine neue Stadtautobahn gebaut wird und dafür wertvolle Bäume weichen müssen, kann am virtuellen Modell der Einfluss der neuen Straße auf die Verkehrsströme analysiert werden – und daraus werden dann hoffentlich die richtigen Schlüsse gezogen.
