Smart City: Zur Bedeutung des aktuellen Diskurses für die Arbeit am Zentrum Technik und Gesellschaft

Seit 2013 befasst sich eine interdisziplinäre Arbeitsgruppe am Zentrum Technik und Gesellschaft (ZTG) mit dem Thema Smart City. In diesem discussion paper werden die Ergebnisse dieser Arbeit zusammengefasst und diskutiert, um die ZTG-interne Diskussion und Meinungsbildung zum Thema zu unterstützen und unsere Perspektiven interessierten Dritten zugänglich zu machen. Kapitel 2 bietet ein Überblick über den Forschungs- und Diskussionsstand zum Thema Smart Cities sowie zu den vielfältigen Definitionen und Begriffsverständnissen. Die Smart City Strategien einiger Städte werden exemplarisch analysiert sowie eine Abgrenzung zu ähnlichen Konzepten vorgenommen. Des Weiteren werden kritische Aspekte des Smart City Konzepts dargestellt. In Kapitel 3 wird der Arbeitskreisinterne Diskussionsstand zusammenfasst (3.1) und berichten einzelne Forschungsbereiche des ZTG über ihre bisherigen Erfahrungen und die für diese relevanten Aspekte von Smart Cities (3.2). Im abschließenden 4. Kapitel wird der wissenschaftliche Diskussionsstand mit den ZTG-internen Perspektiven zusammengeführt und die Bedeutung für die zukünftige Arbeit am ZTG und darüber hinaus reflektiert. Eine wesentliche Erkenntnis lautet, dass Smart City Konzepte keine neuartigen Entwicklungsperspektiven repräsentieren, sondern existierende Leitvorstellungen ergänzen. Weiter sind Technologien dann smart, wenn sie den Interessen und Bedürfnissen der Menschen dienen und wenn sie soziale und politische Teilhabe und Inklusion sowie gerechte und demokratische Gesellschaftsstrukturen fördern. So können Smart Cities entstehen, die sich durch ihre hohe Lebensqualität auszeichnen.Since 2013, an interdisciplinary working group at the Center for Technology and Society (CTS) is dealing with the topic smart city. This discussion paper summarizes and discusses results of its activities. Thus, the CTS-internal discussion and opinion building on the topic shall be supported and the findings be made accessible to third parties. Chapter 2 of the paper looks at the state of research and discussion on smart cities and gives an overview of the diverse definitions and understandings of the term. Smart City strategies of selected examples are analysed. Furthermore, similarities and differences with related concepts are worked out and critical aspects of the smart city concept are outlined. Chapter 3 summarizes the working group's internal state of discussion (3.1) and CTS research areas describe their experiences and relevant aspects regarding smart city (3.2). The final chapter 4 merges the scientific discussion with the CTS-internal perspectives and reflects them towards their implications for the future work at the CTS and beyond. Major findings show that smart city concepts do not represent new development perspectives but complement existing conceptions. Furthermore they say that technology is smart when it serves the interests and needs of people, promotes social and political participation and inclusion as well as just and democratic social structures. In this way, cities characterized by a high quality of life will develop

Methodische und konzeptionelle Hinweise zur Entwicklung einer IVS-Rahmenarchitektur für Deutschland

Das nahezu kontinuierlich steigende Verkehrsaufkommen im Personen- und Güterverkehr (DIW 2012) erfordert verstärkt eine flexible Nutzung der Verkehrsinfrastruktur und damit den Einsatz Intelligenter Verkehrssysteme (IVS). Gefestigt wird dieser Trend dadurch, dass ein Ausbau von Verkehrswegen heute überwiegend aus finanziellen, politischen und gesellschaftlichen Gründen nur noch sehr eingeschränkt möglich ist. Parallel dazu entwickeln sich die Telematiksysteme rasant weiter. So haben in den letzten Jahren z. B. auch Smartphones erheblich zur Verbreitung und Entstehung neuer IVS-Dienste beigetragen. Ein Ende dieser Entwicklungen ist nicht absehbar und heute gelten die IVS sowohl auf nationaler Ebene als auch auf Ebene der EU als Schlüsselinstrument zur Gestaltung eines sicheren, leistungsfähigen, wirtschaftlichen und umweltverträglichen Verkehrssystems. Es wird erwartet, dass der Einsatz von IVS erheblich dazu beitragen wird, das wachsende Verkehrsaufkommen überhaupt bewältigen zu können und den Verkehrskollaps zu vermeiden. Für die Entwicklung und Nutzung interoperabler Telematikdienste bieten nationale IVS-Architekturen wesentliche Vorteile. Die Planung Intelligenter Verkehrssysteme erreicht schnell eine enorme Komplexität, die sich bereits aus der Vielzahl der möglichen Dienste und Anwendungen ergibt, weswegen solche Architekturen dringend benötigt werden. Ansonsten führen individuelle Vorgehensweisen zu technischen Insellösungen, die unvernetzt betrieben werden und damit erhebliche Wohlfahrtsverluste verursachen. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, haben bereits seit vielen Jahren zahlreiche Länder nationale IVS-Architekturen eingeführt. Ein Vorreiter dieser Entwicklungen sind die USA, aber auch die EU hat bereits im Jahr 2000 eine erste Version der Europäischen IVS-Rahmenarchitektur eingeführt. Vor diesem Hintergrund erstaunt es, dass es in Deutschland bis heute noch keinen vergleichbaren Ansatz einer nationalen IVS-Architektur gibt, auch wenn bereits in zahlreichen Architekturen potenziell Teilbereiche der nationalen Architektur festgelegt sind, wie z. B. in den Technischen Lieferbedingungen für Streckenstationen (TLS) oder dem Merkblatt für die Ausstattung von Verkehrsrechnerzentralen und Unterzentralen (MARZ) (BAST 2002, 1999). Im 2012 veröffentlichten IVS-Aktionsplan des BMVBS ist nun zunächst die Erarbeitung einer IVS-Rahmenarchitektur für den Straßenverkehr als Maßnahme vorgesehen, mit deren Entwicklung voraussichtlich 2014 begonnen wird (BMVBS 2012). Hier setzt der praktische Nutzen der vorliegenden Arbeit an. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit besteht darin, methodische und konzeptionelle Hinweise für die Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur für Deutschland zu geben. Dafür wurden die weltweit bedeutendsten nationalen IVS-Architekturen detailliert analysiert, verglichen und deren Entwicklungsstand bewertet. Zahlreiche Expertengespräche im In- und Ausland wurden geführt und die Ergebnisse diskutiert. Darüber hinaus sind verschiedene Vorgehensweisen zur Erstellung einer IVS-Architektur anhand eines Praxisbeispiels erprobt und die Ergebnisse vergleichend bewertet worden. Auf diese Weise konnten umfassende Kenntnisse über die weltweit vorhandenen Ansätze sowie deren Vor- und Nachteile gewonnen werden. Als Ergebnis dieser Arbeit ist ein strukturierter Katalog von 70 Empfehlungen formuliert worden, der zum einen wichtige Grundsätze benennt, die für den Prozess zur Entwicklung und Fortschreibung der nationalen IVS-Architektur in Deutschland beachtet werden sollten. Zum anderen werden Hinweise gegeben, welche der weltweit vorhandenen Elemente nationaler IVS-Architekturen auch für Deutschland berücksichtigt werden sollten. Darüber hinaus wird mit den Empfehlungen auch aufgezeigt, wo noch Weiterentwicklungsbedarf besteht und wo Ergänzungen der etablierten IVS-Architekturen sinnvoll erscheinen. Ebenso wurde in dieser Arbeit ein Alternativvorschlag erarbeitet, der die Vorteile verschiedener existierender Modelle verbindet. Diese neue Möglichkeit wird diskutiert und bewertet. Damit will diese wissenschaftliche Arbeit einen Beitrag für die anstehende Entwicklung der IVS-Rahmenarchitektur in Deutschland leisten und darüber hinaus Hinweise für die anschließenden Nutzungs- und Fortschreibungsprozesse geben

Generische Systemarchitektur für die Erhebung mikroskopischer Verkehrsdaten

Die fortschreitende Entwicklung im Bereich der Digitalisierung, Datenerfassung und Informationsverarbeitung ermöglicht die Konzeption und Ausgestaltung neuer innovativer Lösungen für ein intelligentes Verkehrssystem. Die sich stetig verschiebenden Grenzen des technisch Machbaren lassen neue Denkweisen und Konzepte für die unterschiedlichen Zielbereiche Sicherheit, Effizienz und Umweltverträglichkeit zu. Ein Kernaspekt liegt dabei in der Analyse von verkehrlichen Verhaltens- und Interaktionsmustern. Ein wichtiger Baustein hierfür ist die Erfassung und Interpretation der jeweils maßgeblichen verkehrlichen Bewegungen, auf deren Grundlage das Wissen um Wirkketten und Zusammenhängen für unterschiedliche Anwendungen erarbeitet werden kann. Für die wissenschaftliche Untersuchung der zugehörigen Fragestellungen ist der Aufbau von adäquaten Werkzeugen essentiell. Der Aufbau und die Entwicklung von Referenzarchitekturen für diese Werkzeuge schlüsselt die Zusammenführung aus verschiedenen Nutzungskontexten in einen gesamtheitlichen Konzeptentwurf auf. Aus diesem Entwurf lassen sich daran anschließend effizient einzelne technische Lösungen unter grundsätzlicher Wahrung von gewünschten Systemeigenschaften und Interoperabilitätsbedingungen ableiten. Durch die Einbettung dieser Systemlösungen in einen Testfeldbetrieb können nachhaltig genutzte und aufeinander abgestimmte Infrastrukturen mit dem Nutzungsfokus der vorwettbewerblichen Forschung und Entwicklung geschaffen werden. Dabei ermöglicht dieses Vorgehen die Wiederverwendbarkeit und den Transfer der zugrundeliegenden Konzepte über die bestehenden technischen Ausprägungen hinaus und damit eine Weiternutzung im Zuge zukünftiger technischer Entwicklungen und Anwendungsfelder. Diese Forschungsarbeit entwickelt eine Systemarchitektur für die messtechnische Erfassung, Verfolgung und Interpretation von verkehrlichen Bewegungen in Form von Trajektorien für unterschiedliche verkehrliche Szenarien. Zielstellung ist die Schaffung eines Ansatzes mit einem übergreifenden Gestaltungsschema, welcher alle gegebenen Anforderungen einbezieht und abdeckt. Die Systemarchitektur wird dabei ausgehend von einem generisch angelegten Entwurfsmuster stückweise expliziert und ausgestaltet. Für die vorliegende Arbeit werden verschiedene Blickwinkel und Arbeitsfelder zusammengeführt. Dies sind Technologien und Methoden der Objekterfassung und Situationsinterpretation, des Datenmanagements und verteilter Systemkonzepte wie auch technische und organisatorische Rahmenbedingungen für eine betriebliche Einbindung unter grundsätzlicher Wahrung datenschutzrechtlicher Gegebenheiten. Der Ansatz ermöglicht die Nutzung der resultierenden Systemstrukturen für die unterschiedlichen relevanten Anwendungsbereiche. Diese liegen in der automatisierten Erfassung von Bewegungsverläufen und Interaktionsformen von Verkehrsteilnehmern als Grundlage für spezifische Situationsanalysen im Bereich der Verkehrskonflikttechnik, der Nutzung im Bereich szenariengebundener Entwicklungsprozesse automatisierter und vernetzter Fahrfunktionen und deren Validierung sowie der echtzeitfähigen infrastrukturellen Erfassung und Interpretation von verkehrlichen Bewegungen als Baustein für prototypische Implementierungen von kooperativ ausgelegten Fahrfunktionen. Der Nachweis zur Umsetzbarkeit und Leistungsfähigkeit der entwickelten Konzepte erfolgt an den physischen Systemstrukturen und etablierten Diensten des Testfelds Anwendungsplatt-form für intelligente Mobilität (AIM) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt. Die Nutzung dieses Testfelds im Kontext unterschiedlicher Projekte zeigt die erschlossenen Möglichkeiten für die Bearbeitung der maßgeblichen Anwendungsfälle auf. Diese reichen von der Ex-Post-Analyse der Trajektoriendaten bis in die echtzeitbasierte Einbindung der ermittelten Informationen in innovative Konzepte mit kooperativer verteilter Umfelderfassung für die Nutzung im Rahmen der Fahrzeugautomation

Kooperative Mobilität in Megastädten

Mobilität in Form des Transports von Waren und Personen ist ein wesentlicher Bestandteil unserer heutigen Gesellschaft, da diese einen enormen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit und das soziale Leben hat. Nichts verkörpert die Begriffe Individualität, Flexibilität und Freiheit mehr als das eigene Auto und ist - in der Masse - gleichzeitig deren größte Bedrohung. Insbesondere in Megastädten konzentrieren sich die mit dem Verkehr verbundenen Probleme, die neben Staus auch zu einer überlasteten Infrastruktur führen und erhebliche Konsequenzen für die Umwelt nach sich ziehen. Im Rahmen dieser Arbeit werden einige Ansätze vorgestellt und deren technische Umsetzung erläutert. Aus Sicht der Benutzer werden Anwendungen zur Förderung des kollektiven und gemeinschaftlichen Transports sowie ein Ansatz zur gemeinschaftlichen Parkraumverwaltung präsentiert. Im Anschluss wird aus der Sicht der Mobilitätsanbieter ein kooperativer Ansatz für einen flexiblen und bedarfsorientierten Tür-zu-Tür Transportdienst beschrieben. Abschließend wird auf ein System zur gemeinschaftlichen Schadstoffüberwachung eingegangen, welches einerseits eine detaillierte Grundlage für Infrastrukturbetreiber und Stadtplaner bietet und andererseits als Basis für umweltsensitive Anwendungen genutzt werden kann. Mit der Unterstützung von Informations- und Kommunikationstechnologien in Kombination mit mobilen Endgeräten sowie auf der Basis des gemeinschaftlichen Zusammenwirkens, leisten die entwickelten Anwendungen und Systeme damit einen Beitrag zur Förderung einer effizienten und nachhaltigen Mobilität in Megastädten.Mobility in terms of transportation of persons and goods is an essential part of our society today, as it has a huge impact on the economy and the social life. Nothing embodies the concepts of individuality, flexibility and freedom more than owning a car, which - in bulk - is also their greatest threat. Problems associated with traffic are concentrated especially in megacities and besides congestion cause an overburdened infrastructure and have serious consequences for the environment. In the context of this work, different approaches will be presented and explained. From the perspective of the users, applications to leverage collective and collaborative transport as well as an approach for cooperative parking space managemant will be illustrated. In the following, from the point of view of mobility providers, a cooperative approach for a flexible an demand responsive door-to-door transportation service is described. Finally, a system for joint monitoring of pollutants will be explained which on the one hand provides a detailed basis for infrastructure managers and urban planners, and on the other hand can be used as a basis for environmentally sensitive applications. With the support of information and communication technologies in combination with mobile devices as well as on the basis of the community interaction, the developed applications and systems, thus contributing to the promotion of efficient and sustainable mobility in megacities

Automatisierter Verkehr und Einsatz autonomer Fahrzeuge - (mögliche) Folgen für die Raum- und Verkehrsentwicklung

Die technologischen Entwicklungen zum (teil-)automatisierten oder sogar zum autonomen Fahren werden kaum kurzfristig in den Fahrzeugkollektiven der Privat-Pkw, der Ride- und Carsharing-Fahrzeuge, der Stadt-/Straßenbahnen sowie der Busse umgesetzt. Die Einsatzpotenziale im öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) werden bislang kaum berücksichtigt. Mittel- und langfristig bedeutet der Einsatz automatisierter Fahrzeuge jedoch Veränderungen der Betriebsformen und der Nutzbarkeit - vor allem auch für die Verkehrsteilnehmer mit eingeschränkten Fähigkeiten zur selbständigen Führung von Straßenfahrzeugen. Die Fahrten können durch andere Aktivitäten der Unterhaltung, des Lesens, des Arbeitens, aber auch des Konsums genutzt werden. Mit diesen Veränderungen der Nutzung von Fahrten und Fahrzeiten können veränderte Raumwiderstände und damit auch Veränderungen von Raumstrukturen einhergehen. Es können sich aber auch verbesserte Erschließungsmöglichkeiten durch den ÖPNV für periphere Gebiete ergeben. Insofern sind Chancen und Risiken dieser technischen Innovationen für Verkehrssysteme, Infrastrukturen und Siedlungsstrukturen in einem umfassenden Umfang abzuwägen. Nutzen liegen vor allem in Effizienzsteigerungen des Verkehrs durch geringere Flächenbeanspruchungen, durch höhere Leistungsfähigkeiten und verbesserte Verkehrssicherheit. Der zukünftige Einsatz autonomer Fahrzeuge bedarf einer Einbindung in Gesamtverkehrssysteme und der Vermeidung kontraproduktiver Effekte wie z. B. Segmentierung von Straßenräumen durch bauliche Abgrenzung der Fahrstreifen oder Rückverlagerungen vom "Umweltverbund" (ÖPNV, Fußwege, Fahrradfahrten) auf den motorisierten Individualverkehr.Technical development of automated cars is increasing in a rather high speed, but the big hopes of car-manufacturers concerning the role and the effects of autonomous, in the means of "driverless" going by car will not be realized in such a short time as wished. Till now, no one really cares about bringing automation to vehicles of public transport (heavy railways, light railways, underground/tubes, street cars, busses). In the middle and long run, the usage of automated cars and the roll-out of "autonomous driving" will lead to a strong change of traffic and transport in cities and regions concerning the operating system as well as utilization. In public traffic there might be improved possibilities to reach peripheral regions/areas. But maybe, from public transport there will be a role-back to the usage of private cars. Many efforts must be put on preserving the quality of public spaces in the means of streets and places for people living there, just walking around, and looking for leisure opportunities and so on. The usage of autonomous cars offers possibilities in means of reducing car traffic and needs of parking lots as well as for increasing efficiency of traffic. Going by autonomous cars opportunities might be offered for eating, reading, using the smartphone, working at tablet or preparing the next business meetings for example. In street traffic it also might be very useful for participant with reduced abilities or unlabeled persons to drive vehicles like cars for their one. Risks as well as opportunities for traffic, transport, usage of streets and cities have to be considered and calculated to give opportunities the chance to grow up. There is a strong need to prepare suitable conditions concerning regulations, design of streets, and rules for using automated cars. The expected use of autonomous cars necessarily needs the inclusion into the entirety of the traffic system as well as the avoidance of contra productive effects on traffic systems, infrastructures, and structure of settlements

Innovationsinseln in korporatistischen Arrangements: Public Private Partnerships im Feld sozialer Dienstleistungen

Öffentlich-private Kooperationen im Sozialen Sektor sind ein altes und neues Phänomen. Der vorliegende Text gibt in dieser Spannung einen Überblick über die Entwicklung von Public Private Partnership in diesem Feld. Die Arena der personenbezogenen sozialen Dienstleistungen zeigt sich nach den Bereichen der Stadt- und Regionalentwicklung und der technischen Infrastrukturen als jüngster Sektor in Deutschland, in dem Public Private Partnerships (PPP) Bedeutung erlangen. Allerdings entstehen diese neuen Kooperationsformen innerhalb eines dichten Netzes korporatistischer Arrangements von staatlichen Institutionen und Dritt-Sektor- Organisationen. Zum jetzigen Zeitpunkt sind PPP lediglich vereinzelte neue Organisationsformen in diesem Feld. Aus der Dynamik der Interaktionsbeziehungen und Ressourcenkopplungen innerhalb dieser PPP können jedoch spezifische Qualitätsverbesserungen hervor gehen, die wir vor allem in der Integration von Aufgaben zu neuen lebenslagenorientierten Angeboten und in der Entwicklung höherer Dienstleistungsstandards sehen. -- In the Social Service Sector, public private cooperation is an old, but also a new phenomenon. The present study gives an overview of the development of public private partnerships in this area. The most recent sector in Germany, after those of urban development and technical infrastructure, in which public private partnerships (PPP) become relevant, is the arena of person-related social services. Such new forms of cooperation develop, however, within a dense network of corporatist arrangements between national institutions and Third Sector service organizations. To date, PPPs have only become sporadic new organizational forms in this field. Nevertheless, specific improvements in quality might emerge from the dynamics of inter-organisational relations and the linkage of resources within PPPs which, eventually, should lead to an integration of services which better consider specific personal circumstances and to the development of higher standards of social service.