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(Quelle: Wista)

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Intelligente Straßenleuchten für die Smart City

Bestückt mit einem Mini-Computer und einer Sim-Karte der Telekom kommunizieren die Leuchten untereinander und per Mobilfunk mit den Servern von ICE Gateway (Quelle: Berliner Netzwerke )

Bestückt mit einem Mini-Computer und einer Sim-Karte der Telekom kommunizieren die Leuchten untereinander und per Mobilfunk mit den Servern von ICE Gateway (Quelle: Berliner Netzwerke )

„Die Lösung amortisiert sich für Wista innerhalb von fünf Jahren. Und wir können heute schon unseren Energieverbrauch für die kommenden Jahre abschätzen“, sagt Wista-Energiemanager Simon Hamperl (re.) (Quelle: Wista)

„Die Lösung amortisiert sich für Wista innerhalb von fünf Jahren. Und wir können heute schon unseren Energieverbrauch für die kommenden Jahre abschätzen“, sagt Wista-Energiemanager Simon Hamperl (re.) (Quelle: Wista)

Eine Technik für alle Services einer modernen Stadt - von intelligenter Verkehrsflusssteuerung über WLAN-Hotspots bis zu Ladestationen für Elektrofahrzeuge (Quelle: Telekom)

Eine Technik für alle Services einer modernen Stadt – von intelligenter Verkehrsflusssteuerung über WLAN-Hotspots bis zu Ladestationen für Elektrofahrzeuge (Quelle: Telekom)

Straßenlaternen, die den Verkehr regeln, über Sehenswürdigkeiten informieren und die Umgebung nachts sicherer machen: Im Technologiepark Berlin-Adlershof sind bereits 160 solcher Leuchten in Betrieb – ein wichtiger Schritt in Richtung einer Smart City.
Auf den ersten Blick sieht sie aus, wie eine herkömmliche Straßenleuchte – aber sie kann viel mehr. Sie kann auf Basis von eingebauten, individuell abgestimmten „Lichtkalendern“ automatisch das Licht dimmen. Sie kann aber auch den Verkehr zählen und dabei messen, wie sich die Luftqualität verändert. Oder Passanten ausgewählte Informationen zur Verfügung stellen und Autofahrern den Weg zu einem freien Parkplatz in der Nähe zeigen.
Insgesamt 160 dieser intelligenten Straßenlaternen beleuchten die Wege im Technologiepark Berlin-Adlershof, in dem viele Start-ups zu Hause sind – darunter die 2013 ­gegründete ICE Gateway GmbH. Das Unternehmen hat mit Wissenschaftlern der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen eine Lösung entwickelt, mit der sich traditionelle Straßenlaternen zu intelligenten Leuchten aufrüsten lassen. „Wir wollten den Standort effizienter gestalten und Energie sparen“, sagt Simon Hamperl, Energiemanager der Wista-Management GmbH, die den Technologiepark betreibt. „Hinzu kommt, dass wir die europä ­ische Öko-Designrichtlinie erfüllen müssen. Darin werden Städte und Kommunen aufgefordert, ihre Straßenbeleuchtung zu modernisieren.“ Aufgrund dessen entschied sich Wista, die Lösung von ICE Gateway im Rahmen eines Forschungsvorhabens des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie einzusetzen – unter einer besonderen Bedingung: Optik und Design der Leuchten müssen erhalten bleiben.
Von einfachen Lampen zur digitalen Infrastruktur
Innerhalb kurzer Zeit verwandelten die Techniker von ICE Gateway die Standard-Straßenlaternen in intelligente Leuchten: Sie tauschten lediglich deren Steuereinheiten gegen ICE-Gateways und die bisherigen Leuchtmittel gegen LED aus. Am äußeren Erscheinungsbild änderte sich nichts. Die ICE-Gateways sind neben M2M-Sim-Karten der Deutschen Telekom auch mit WLAN, Bluetooth, Beacons, Speicher sowie mehreren Prozessoren und Sensoren ausgestattet. Die simplen Lichtquellen verwandelten sich auf diese Weise zu smarten Steuereinheiten für energiesparende Beleuchtung, Verkehrsplanung, Echtzeit-Marketing, Sicherheit und Logistik. Die Straßenleuchten sind über WLAN untereinander in kleinen Gruppen vernetzt und senden im Abstand weniger Minuten die gesammelten Daten über das Mobilfunknetz der Telekom an einen Portal-Server der ICE Gateway GmbH. Das öffentliche Internet bleibt außen vor.
Die Wista steuert jede umgerüstete Lampe über die ICE-Gateways via PC oder mit dem Smartphone einzeln oder in Gruppen an und kann beispielsweise individuell das Licht dimmen, es punktgenau ein- und ausschalten oder Wartungsdaten abrufen. Automatische „Lichtkalender“, die ICE Gateway eng mit den Kunden abstimmt, sorgen dafür, dass Straßen und Plätze künftig nur dann beleuchtet werden, wenn Bedarf besteht. „Dadurch verbrauchen unsere Leuchten wesentlich weniger Energie, und wir sparen bis zu 80 % unserer Kosten ein“, sagt S. Hamperl.
Sichere Datenverarbeitung
Neben der Lichtsteuerung können Betreiber die digitale Infrastruktur der Leuchten für eine Vielzahl von weiteren Möglichkeiten nutzen. Sensoren messen beispielsweise die Luftqualität, registrieren vorbeigehende Passanten anhand ihrer Bluetooth-Geräte oder bieten Informationen über anliegende Geschäfte. Die Lampen zeigen freie Parkplätze an oder bieten per Navigation eine Route um den Stau herum. „Unser System ist wie ein Smartphone konzipiert, auf das der Nutzer einfach neue Apps laden kann. Wir können ergänzen, was der Kunde braucht, ohne dass er jedes Mal eine neue Lösung kaufen und installieren muss“, sagt Ramin Mokhtari, Geschäftsführer und Mitgründer der ICE Gateway GmbH.
Mit der Lösung des Berliner Start-ups unternimmt die Hauptstadt einen großen Schritt Richtung Smart City – und wird damit zum Vorreiter für andere Städte. Experten gehen davon aus, dass im Jahr 2050 bis zu 66 % der Bevölkerung weltweit in urbanen Zentren leben. Um den wachsenden Anforderungen an die Städte der Zukunft gerecht zu ­werden, spielen laut Machina-Research-Studie „The Smart City Playbook“ intelligente ICT- und IoT-Plattformen eine entscheidende Rolle beim Wandel zur Smart City.
Bei den intelligenten Straßenleuchten in Berlin-Adlershof ist für die Sicherheit gesorgt: Die Daten werden lokal verarbeitet und erst anschließend an den Server von ICE Gateway übertragen. Auf diese Weise können Hacker – wenn überhaupt – immer nur einzelne Lampen „kapern“. Zudem schlägt jede Leuchte Alarm, sobald sie einen Angreifer erkennt. Vor unbefugtem Zugriff schützt das sichere Mobilfunknetz der Telekom inklusive SSH-Verschlüsselung. Der Sicherheitsaspekt war aber nicht das einzige Argument für die Zusammenarbeit mit der Deutschen Telekom. „Das System muss zu jeder Zeit in der Lage sein, Daten zu senden und Störungen schnellstmöglich an die Server zu kommunizieren“, sagt Dido Blankenburg, Senior Vice President Mobilfunk Corporate Customers der Deutschen Telekom. „Das garantiert das zuverlässige Netz der Telekom.“
Störungen per Fernwartung beheben
Rund 204 Mio. € bezahlen Städte und Kommunen pro Jahr in Deutschland für die Wartung ihrer Straßenlaternen, so der Deutsche Städte- und Gemeindebund. Jedes Jahr kon ­trollieren Straßenwärter die Lampen oder reparieren sie nach Hinweisen aus der Bevölkerung. Die Leuchten von ICE Gateway helfen auch hier beim Sparen: Sie melden sich selbstständig, wenn sie nicht mehr einwandfrei funktionieren. Defekte LED tauschen Mitarbeiter von ICE Gateway vor Ort aus, andere Fehler können sie per Fernwartung beheben.
Die Kosten für die neuen Leuchten im Technologiepark amortisieren sich innerhalb von fünf Jahren. „Außerdem können wir heute schon abschätzen, wie viel Energie wir in den kommenden Jahren verbrauchen werden“, sagt Wista-Energiemanager S. Hamperl.
www.telekom.de/geschaeftskunden

Autorin:
Elena Wagner ist Redakteurin bei der Palmer Hargreaves GmbH in Köln.