Projektübersicht

Gleich drei Anwendungsfälle deckt das Smart-City-Projekt der Stadt Koblenz ab. Neben der smarten Parkraumbewirtschaftung informieren Sensoren über den Füllstand von Müllcontainern und andere leiten Informationen zur Bodenfeuchte von Grünflächen in Echtzeit weiter. Die positiven Auswirkungen sind dabei vielfältig:

Die Anzeige freier Parkplätze verhindert Staus, sie reduziert Emissionen und hilft dadurch Mensch und Natur.

Die Füllstandanzeige von Müllcontainern erspart unnötige Routen. Das spart auf Dauer Kosten und führt dank dem geringeren Einsatz von Müllabfuhrfahrzeugen zu weniger Verkehr.

Gleiches gilt für die Befahrung von Grünflächen und Bäumen zur Bewässerung. Bodensensoren melden den Bedarf jetzt in Echtzeit. So kann punktgenau und ressourcensparend gegossen werden.

Ergänzende Informationen: https://smartmacher.com/praxisberichte/klimastrasse-koblenz/

Für die Zählung der Fahrradfahrer wurde ein Sensor am Fahrradweg am Peter-Altmeier-Ufer angebracht, der sich bei seiner Zählung an den Bewegungsgeschwindigkeiten der Passanten orientiert. Diese Methodik kommt ohne Bildaufnahmen aus, wodurch die Messung und der Datentransport sehr energieeffizient sind. Dass dabei allerdings auch Ungenauigkeiten in der Zählung an Standorten wie diesem herauskommen, hat unsere Vergleichsmessung bewiesen. Vor allem dann, wenn etwas mehr los ist und sich die Wege der Passanten kreuzen, stößt die Technik an ihre Grenzen. Auf Grund der Gegebenheiten vor Ort müssen die Fahrradfahrer oftmals langsamer fahren, sodass sie als Fußgänger und nicht als Fahrradfahrer gemessen werden. An anderen Standorten kann es bei dieser Technik auch zu Fehlmessungen in die entgegengesetzte Richtung kommen, nämlich dann, wenn Jogger aufgrund ihrer Geschwindigkeit als Fahrradfahrer gewertet werden.    

Ergänzende Informationen: https://klimastrasse.smartmacher.com/traffic

Die Routen der kommunalen Flotte sollen optimiert werden, um Kraftstoff und somit Emissionen als auch Geld zu sparen. Zudem können die vorhandenen Ressourcen optimiert eingesetzt werden.

Die Routenoptimierung kann auf Basis der Daten von Füllstandssensoren in Abfallbehältern und -containern, Bodenfeuchtemessungen für die anschließende Bewässerung oder auch bei der Vermeidung von Glätte eingesetzt werden. Durch die Routenoptimierung werden Emissionen reduziert, Kosten für Kraftstoff reduziert, die Arbeitszeit von Mitarbeitenden effizient eingesetzt und entsprechende Ressourcen wie Wasser/Salz/Sand/... schonend und zielgerichtet eingesetzt. Die ersten Ergebnisse sind zweigeteilt. Bei der Optimierung der Routen für Papiercontainer konnte kein signifikanter Vorteil in den Arbeitsabläufen erzielt werden. Interessant ist der Einsatz von Glättesensoren. Nach einem positiven Test wird das Projekt weiter ausgebaut.

Weniger Parksuchverkehr durch Smart-Parking-Anwendungen Wer kennt es nicht: Schnell mit dem Auto in die Stadt zum Einkaufen, für einen Restaurant-Besuch oder ins Kino. Schnell ist dabei aber meist relativ. Denn Parkplätze sind begrenzt und oft schwer zu finden. Das Ergebnis: Autofahrer kurven mehrfach um den Block, um eine geeignete Abstellmöglichkeit für ihr Fahrzeug zu finden. Hier setzt die intelligente Parkraumüberwachung Smart-Parking an.  Um den Parksuchverkehr, der momentan zwischen 18 und 25 Prozent des Verkehrs in der Innenstadt ausmacht“ zu minimieren und den Verkehrsfluss aufrechtzuerhalten wurden bisher bereits einige smarte Anwendungen in der Klimastraße installiert. Im Sommer 2020 wurden Parkplätze in einem Teilstück der oberen Löhrstraße (Friedrich-Ebert-Ring bis Rizzastraße) mit insgesamt 44 Bodensensoren ausgestattet. Die smarten Sensoren geben dabei in Echtzeit Auskunft über belegte und freie Parkplätze. Im zweiten Teilabschnitt der Löhrstraße (Kreuzung Rizzastraße bis zum Bahnhofsplatz) sind hingegen Overhead-Sensoren verbaut worden. Diese sind an Straßenlaternen angebracht und können bis zu 100 Parkplätze in der näheren Umgebung erfassen.  Mittels einer anonymisierten Bildanalyse erkennen die Detektionssensoren die Belegung einzelner Parkplätze. Digitale Anzeigetafeln an den Kreuzungen zeigen Autofahrern auf Basis dieser gesammelten Informationen, wie viele Parkplätze noch frei sind. Der Datenschutz ist hierbei vollständig gewährleistet, denn die Sensoren zeichnen weder Videos noch Fotos auf, sondern geben nur Informationen nach dem Muster „belegt“ und „nicht belegt“ weiter.   Um den Parksuchverkehr einzudämmen und Staus, die aufgrund von Kurzzeitparkern entstanden sind, zu verhindern, wurde ein Parkleitsystem verbaut. Dieses funktioniert über Bodensensoren und Overhead- Sensoren, die den Parkraum überwachen und in Echtzeit Auskunft über besetzte und freie Parkplätze geben. Während die Bodensensoren in Parkbuchten eingelassen sind, erkennen die Overheadsensoren per anonymisierter Bildanalyse die Belegung einzelner Parkplätze, und können so jeweils bis zu 100 Parkplätze erfassen. Digitale Anzeigetafeln an den Kreuzungen zeigen Autofahrern, auf Basis dieser gesammelten Informationen, wie viele Parkplätze noch frei sind. Überdies hat die evm die Parkraumdaten inklusive direkter Navigation zur freien Parklücke neben der Integration in die Koblenz App auch in die evm-App integriert.        

Ergänzende Informationen: https://www.evm.de/ueber-uns/unser-unternehmensblog/schon-von-der-klimastrasse-in-koblenz-gehoert/

Dezentrale Zustellstützpunkte für Kurier- und Expressdienstleister (insbesondere die einschlägigen Paketdienste), v.a. in Innenstädten, erleichtern den Einsatz von Lastenrädern und Cargo-E-Bikes auf der "letzten Meile". Infrage kommen z.B. Ladenlokal-Leerstände, aber auch andere Flächen außerhalb des öff. Straßenraums, z.B. in Parkgaragen und vorhandenen Lade-/Lieferhöfen (im Ausnahmefall temporär auch öffentlicher Straßenraum - als Container-Standort). Städtisches Anliegen ist es darüber hinaus, die Kooperation der konkurrierende Unternehmen zu fördern, um das Aufkommen an Lieferfahrten zu minimieren.

Ergänzende Informationen: https://buergerinfo.koblenz.de/getfile.php?id=328328&type=do

Die kommunale Wärmeplanung (KWP) ist ein Instrument der strategischen Planung und Grundlage für die Wärmeversorgung der Zukunft auf Basis vor allem regionaler erneuerbarer Energien. Sie basiert auf einer umfangreichen Datenerhebung, der Abbildung der Stadt in einem digitalen (Wärme-)Zwilling und der Durchführung zahlreicher Szenariorechnungen. Das Projekt wird durch die evm im Auftrag der Stadtwerke Koblenz durchgeführt.

Die Meilensteine der Kommunalen Wärmeplanung sind:

1. Die Bestandsanalyse:

Bei der Bestandsanalyse werden Energieverbrauchs- und Energiebedarfserhebungen durchgeführt, Gebäude- und Siedlungstypen nach Baualtersklassen eingeteilt und eine Energie- und Treibhausgasbilanz erstellt werden.

2. Die Potenzialanalyse: 

Bei der  Potenzialanalyse werden die Potenziale zur Energieeinsparung sowie lokale Potenziale erneuerbarer Energien und Abwärme ermittelt. Bei den Potenzialen für erneuerbare Energien werden neben klassischen Erneuerbaren wie Solarenergie und Biomasse beispielsweise auch Geothermie und Flusswärmepumpen in den Blick genommen. 

3. Die Erarbeitung der Zielszenarien: 

Bei der Erarbeitung der Zielszenarien geht es darum, unter Berücksichtigung bestehender Pläne Zielformulierungen und Entwicklungspfade zu erstellen. Im Ergebnis erfolgt eine kartografische Einteilung des Stadtgebietes in Wärmeversorgungsgebiete. Dies können Wärmenetze (Fern-/Nahwärme), Gebiete für die dezentrale Wärmeversorgung (Wärmepumpe, Pelletheizung, Solarthermie, etc.) oder Wasserstoffnetzgebiete sein. 

4. Die Erstellung der Wärmewendestrategie: 

Bei der Erstellung der Wärmewendestrategie und des Maßnahmenkatalogs werden zwei bis drei Fokusgebiete identifiziert, die bezüglich einer klimafreundlichen Wärmeversorgung kurz- bzw. mittelfristig prioritär zu behandeln sind. Für die ausgewiesenen Fokusgebiete werden konkrete, räumliche verortende Umsetzungspläne erarbeitet. Zudem werden Maßnahmenvorschläge erarbeitet, mit denen die sukzessive Umsetzung des Wärmeplans bis 2040 vorangetrieben werden kann.

Ergänzende Informationen: www.stadtwerke-koblenz.de/kommunale-waermeplanung/

Die Stadt Koblenz zeichnet sich (besonders seit der BUGA 2011) durch ihre schönen Bäume und Blumen aus. Diese benötigen jedoch einen hohen Aufwand in Form von Bewässerung und Pflege. Um diese Pflege effizienter und bedarfsgerechter zu gestalten, können zukünftig Feuchtigkeitssensoren in den Beeten der Stadt helfen. 

Siehelfen bei der Überwachung des Pflanzensubstrats und geben Auskunft, wann bewässert werden muss. Diese Informationen können mit einem Routenoptimierungstool verbunden werden. 

Durch die Echtzeitdaten zur Bodenfeuchte, die den kommunalen Betrieben dann zur Verfügung stehen, kann tagesaktuell entschieden werden, wann bestimmte Blumen oder Bäume eine erneute Bewässerung benötigt. Somit werden Service bzw. Gies-Fahrten optimiert und ggf. Emissionen durch Anfahrten eingespart.

Ergänzende Informationen: https://smartmacher.com/produkte-loesungen/bewaesserung/

Adaptive Beleuchtung bezeichnet eine Straßenbeleuchtung, die sich bereichsweise oder zeitlich an die sich ändernden Bedingungen anpasst. Diese Bedingungen umfassen Geschwindigkeit, Verkehrsaufkommen, Verkehrsart, Umgebungshelligkeit, Witterung und weitere Faktoren. Das Hauptziel ist die Reduzierung der Lichtverschmutzung.

Die Festlegung einer Teststrecke von etwa 400 Metern erfolgt zunächst, gefolgt von der Ermittlung des Verkehrsaufkommens und der technischen Planung der Beleuchtung. Anschließend werden die Komponenten festgelegt, die Leuchten umgebaut, sowie Sensoren und Komponenten zur Vernetzung der Leuchten montiert. Nach der Inbetriebnahme erfolgt die Auswertung der gesammelten Daten.

Der aktuelle digitale Zwilling der Stadt Koblenz (verfügbar als 3D-Ansicht im GeoPortal Koblenz) entspricht einem erweiterten Geobasiszwilling. Dieser ist der Grundstein für weitere Zwillinge mit Echtzeitdaten und Dashboards.

Neben Geobasisdaten sind im aktuellen 3D-Stadtmodell auch Informationen zur Stadtplanung, zur Entwässerung und zum städtischen Baumbestand enthalten. Über diese Instanz hinaus kann es eine Vielzahl weiterer UDZ geben. Exemplarisch sind ein Umweltzwilling, ein Mobilitätszwilling, ein Immobilienzwilling (ggf. für freie Gewerbeimmobilien/-flächen) oder ein Wärmezwilling denkbar.

Zur Erstellung solcher weiteren Instanzen ist zunächst ein Proof of Concept mit den zu beteiligenden Fachämtern sowie einem externen Dienstleister (z. B. Hexagon, Geoplex oder Virtual City Systems) durchzuführen. Hier werden sowohl die Use Cases sowie die benötigten Daten im Vergleich mit den vorhandenen Daten geprüft.

Betaversion (nicht performanceoptimiert): dz.koblenz.de