Smart City (eBook)

Andreas Meier ist Professor für Wirtschaftsinformatik an der Universität Fribourg, Schweiz. Seine Forschungsgebiete sind eBusiness, eGovernment und Informationsmanagement. Meier habilitierte an der ETH in Zürich und forschte am IBM Research Lab in Kalifornien/USA, war Systemingenieur bei der IBM Schweiz, Direktor bei der Großbank UBS und Geschäftsleitungsmitglied bei der CSS Versicherung.Edy Portmann ist Assistenzprofessor für Informationswissenschaft an der Universität Bern, Schweiz. In seiner Forschung beschäftigt er sich mit Fragen rund um Informationssysteme, -verarbeitung und -beschaffung. Im Anschluss an das Studium in Wirtschaftsinformatik, Betriebs- und Volkswirtschaftslehre promovierte Portmann in Informatik. Er war u. a. bei Link, Swisscom, PwC und E&Y tätig und forschte an der Universität Kalifornien in Berkeley.

Vorwort 6
Geleitwort: Smarte Menschen machen Städte „smart“ 9
Inhaltsverzeichnis 12
Die Autoren 17
Teil I: Smart Governance 31
1: Digitales Entwicklungsmodell smarter Städte 32
1.1 Digitaler Transformationsprozess für urbane Räume 32
1.2 Die sieben Dimensionen des digitalen Entwicklungsmodells 34
1.3 Ausgewählte Plattformen/Projekte 37
1.3.1 LoRa-Netzwerke als Basis-Infrastruktur für Smart Cities 37
1.3.2 Werkzeuge für die Smart Citizen 38
1.3.3 Smarte politische Partizipation 39
1.3.4 Offene gesellschaftliche Innovation 41
1.4 Public Memory 42
1.5 Bewertung und Ausblick 43
Literatur 46
2: Smart Governance in Smart Cities 48
2.1 Thematische Einführung und theoretische Grundlagen 49
2.1.1 Governance-Definition und -Problemstellung 49
2.1.2 Stakeholder-Landschaft in Smart Cities 50
2.1.3 Zielsetzung des Beitrags und methodisches Vorgehen 52
2.1.4 Theoretische Grundlagen zum Thema Governance in Smart Cities 53
2.1.4.1 Der Begriff der Smart City aus der Governance-Sicht 53
2.1.4.2 IEC 2014: Verortung der Governance basierend auf dem BSI-Rahmenwerk 54
2.1.4.3 Open Government Data, Linked Data, Internet of Things und Big Data 55
2.1.4.4 Weitere Hinweise aus der Literatur zum Thema Smart City Governance 59
2.1.4.5 Dimensionen des Smart City Community Buildings 60
2.2 Smart Cities in der EU – Empfehlungen und Fallstudien 62
2.2.1 EU-Empfehlungen zur Entwicklung von Smart City Governance 62
2.2.2 Smart City-Fallstudien aus der EU 63
2.2.3 Schlussfolgerungen zu den Fallstudien bezüglich Smart City Governance 65
2.3 Fallstudie eCH-0169 – Standard zur Geschäftsarchitektur und Governance eines föderierten Identity- und Access Managements 66
2.3.1 Einleitung 67
2.3.2 Einordnung des eCH-Standards 0169 67
2.3.3 Inhalte, Funktion und Prinzipien des föderierten IAM-­Prozesses in eCH-0169 68
2.3.4 Gremien und Rollen im Standard eCH-0169 70
2.3.5 Übertragung der Governance-Organisation aus eCH-0169 auf den Smart-City-Kontext 71
2.4 Zusammenfassung und Ausblick 73
Literatur 74
3: Open Smart City: Good Governance für smarte Städte 76
3.1 Einleitung 77
3.2 Open Smart City als Konzept 78
3.2.1 Die Stadt und die Globalisierung 78
3.2.2 Governance – Good Governance 80
3.2.3 Open Governance und Open Government Data 83
3.2.4 Open Smart City 85
3.3 Von Code for All bis Frag? den Bürgermeister: Good Governance für smarte Städte 86
3.3.1 Code for America – Code for Bern 86
3.3.2 Zwischen Frag? den Bürgermeister und Honolulu Answers: Question-Answering-Systems für städtische Services und Kommunikationskanäle 90
3.4 Anregungen für Open Smart Cities 94
3.5 Schlussfolgerungen 97
Literatur 98
Teil II: Smart Partizipation 101
4: Privatsphäre in Smart Cities. Eine raumsoziologische Analyse 102
4.1 Smart Cities aus der raumsoziologischen Perspektive 103
4.2 Privatheit als Modus der Konstitution von Privatsphäre 108
4.3 Privatsphäre schaffen im Auto – Privatheit unter Bedingungen elektronischer Vernetzung 112
4.4 Privatsphäre in smarten Interaktionsräumen 120
4.5 Eine gute Handlungspraxis in der Smart City 125
Literatur 126
5: Data-Driven Democracy – Chancen und Risiken datenbasierter Demokratien 129
5.1 Unterschätzte Rolle der Sozialwissenschaften 130
5.2 Die Demokratie in der Krise? 131
5.3 Chancen und Risiken einer „Data-Driven Democracy“ 135
5.3.1 Begriff und Instrumente einer datenbasierten Demokratie 135
5.3.1.1 Exkurs: Der Einsatz von smartvote bei den Wahlen in der Stadt Zürich 2014 137
5.3.2 Bestehender Nutzen und ungenutztes Potenzial 141
5.3.2.1 Informiertere Wahlentscheide 142
5.3.2.2 Verbesserte politische Partizipation 144
5.3.2.3 Einbezug der Bürger und Verknüpfung mit Social Media 144
5.3.2.4 Stärkung von Transparenz und Accountability 145
5.3.2.5 Stärkung der Responsiveness 146
5.3.2.6 Verknüpfung mit E-Voting-Systemen 147
5.3.3 Risiken einer datenbasierten Demokratie 148
5.3.3.1 Ungenügende „data literacy“ 148
5.3.3.2 Transparenz als zweischneidiges Schwert 149
5.3.3.3 Ungleiche Nutzung und digitale Spaltung 150
5.3.3.4 Unzureichender Datenschutz 151
5.3.3.5 Mangelhafte Einhaltung der Qualitätsstandards 151
5.4 Fazit 152
Literatur 154
6: Von der Hand in den Kopf in die Stadt – Konzept für eine Plattform zur partizipativen und nachhaltigen Gestaltung von Lebensräumen 156
6.1 Motivation 156
6.2 Sandkasten: Ein Projekt der TU Braunschweig zur partizipativen Campusgestaltung 157
6.2.1 Open Innovation und Customer Integration 157
6.2.1.1 Motivation 158
6.2.1.2 Kooperation 158
6.2.1.3 Kreativität 159
6.2.2 Situation der TU Braunschweig 160
6.2.3 Sandkasten: Konzept 160
6.2.3.1 Ort 160
6.2.3.2 Idee 162
6.2.3.3 Konzept 163
6.2.3.4 Umsetzung 164
6.2.3.5 Party 164
6.2.4 Erfahrungen: Sandkasten 164
6.3 Hand-Kopf-Stadt: Das Konzept zur partizipativen und nachhaltigen Entwicklung von Lebensräumen in der Stadt 167
6.3.1 Ehrenamtliche Tätigkeit, Partizipation und Tactical Urbanism 167
6.3.1.1 Ehrenamt 167
6.3.1.2 Partizipation und Bürgerbeteiligung 168
6.3.1.3 Tactical Urbanism 169
6.3.2 Implikationen 170
6.3.3 Konzept: Hand-Kopf-Stadt 171
6.3.3.1 Ort 171
6.3.3.2 Idee 171
6.3.3.3 Konzept 171
6.3.3.4 Umsetzung 172
6.3.3.5 Party 172
6.4 Fazit 172
Literatur 173
Teil III: Smart Living 176
7: Intelligentes Leben in der Stadt der Zukunft 177
7.1 Einführung 178
7.2 Altersbedingte Besonderheiten der Bevölkerung 179
7.3 Mehrwert durch technische Vernetzung 179
7.4 Vorteile der Gebäudeintelligenz 180
7.5 Mobile Revolution 181
7.6 Fallbeispiel: Autonomie im Alter 183
7.7 Sicherheitsrisiko Sturz 183
7.8 Eingesetzte Technologien 183
7.9 Sicherheitskonzept zur Unterstützung der Autonomie im Alter 185
7.10 Zusammenfassung und Ausblick 188
Literatur 189
8: Smarte Logistik- und Mobilitätslösungen für die Stadt der Zukunft: Entwicklungsbeispiele der Schweizerischen Post 190
8.1 Neue Herausforderungen: Die „Smartifizierung“ urbaner Logistik und Mobilität 191
8.2 Die Schweizerische Post: Ausgangslage und Entwicklungsstrategien 192
8.2.1 Die Ausgangslage 192
8.2.2 Unternehmensstrategie 193
8.3 E-Commerce und Smart Logistics 196
8.3.1 Von E- zu Everywhere-Commerce 196
8.3.2 Systemlösungen für Unternehmen 197
8.3.3 Paketlogistik: Flexible Empfangs- und Versandoptionen 198
8.4 Mobilitätslösungen 201
8.4.1 Heutige Ausgangslage in der Personenmobilität 201
8.4.2 E-Ticketing, Smart Shuttles und Mobilitätsplattformen 202
8.4.3 Integrierte Sharing-Modelle für Unternehmen und Gemeinden 204
8.5 Schlussfolgerungen 206
Literatur 207
9: Selbstbestimmtes Leben trotz Demenz 208
9.1 Smart Services für eine alternde Gesellschaft 209
9.2 Vom Notrufknopf zum persönlichen Helfer 209
9.3 Confidence 210
9.3.1 Das Endgerät 211
9.3.2 EndbenutzerInneneinbindung 211
9.3.3 Ethische und rechtliche Fragestellungen 212
9.3.4 Formen der Hilfestellung 212
9.3.5 Feldtests 217
9.4 Künftige Herausforderungen 218
Literatur 220
Teil IV: Smart Education 222
10: Smart Education durch Computational Thinking in der Primarschule 223
10.1 Einleitung 224
10.2 Wieso Computational Thinking? 224
10.2.1 Was, wann und ob 225
10.2.2 Erfahrungen aus den USA 226
10.3 Wie funktioniert Computational Thinking? 226
10.4 Computational Thinking ? Programmieren 228
10.5 Smart Education durch Computational Thinking Tools 229
10.5.1 Das „TrafficSim“-Projekt – Ein Beispiel für Smart Education mit Computational Thinking Tools 230
10.6 Computational Thinking spielerisch lehren: Das Scalable Game Design-Curriculum 231
10.6.1 Lerntheoretische Grundlagen 233
10.6.2 Computational Thinking Patterns 235
10.7 Ein Schweizer Schulmodell 236
10.7.1 Primarschule (1. bis 6. Klasse) 237
10.7.2 Sekundarstufe 1 (7. bis 9. Klasse) 239
10.7.3 Sekundarstufe 2 (ab 10. Klasse) 239
10.8 Fazit 239
Literatur 240
11: Grenzgänge zwischen Fiktion und Wirklichkeit – Technologien für eine partizipative Raumplanung 242
11.1 Visionen werden Wirklichkeit 242
11.2 VR- und AR-Technologien, 3D-Rendering-Technik und 3D-Brillen 243
11.3 Pokémon GO – eine virtuelle Spielwelt mit Bezug zu geografischen Standorten 245
11.4 Second Life 246
11.5 Outdoor Augmented Reality: vom Kunstprojekt zum virtuellen Lift 246
11.6 CityEngine 248
11.7 Digitale Werkzeuge für die Raumplanung 250
11.8 Hybrid Urban Visualization (HUVis) – Visualisierung im Kontext der Raumplanung 250
11.9 Fazit und Ausblick 254
Literatur 255
Teil V: Smart Mobility 257
12: Networked Logistic Hub – eine geschäftspartnerübergreifende Lösung zur intelligenten Steuerung von Transport-Logistik-Prozessen 258
12.1 Aktuelle Herausforderungen 259
12.2 Networked Logistics Hub 260
12.3 Beteiligte 262
12.3.1 Hub-Betreiber 263
12.3.2 Site Operator 263
12.3.3 Transportdienstleister 264
12.3.4 Fahrer 264
12.3.5 Dritt-Anbieter/Infrastruktur-Betreiber 264
12.4 Nutzen-Potenziale 264
12.5 Datenschutzrechtliche Aspekte 267
12.6 Praxisbeispiele 268
12.6.1 Chemie-Unternehmen 268
12.6.2 Unternehmen der Lebensmittel-Industrie 268
12.7 SAP NLH-Lösung 269
12.8 Ausblick 269
13: Digitale Mehrwertdienste in Smart Cities am Beispiel Verkehr 273
13.1 Einführender Kontext 274
13.2 Offene Urbane Informations- und Service-Plattform (OUISP) 275
13.2.1 Ausgangslage 275
13.2.2 Logische Konzeption 276
13.2.3 Technische Architektur 277
13.3 Beispiele für Smart Mobility Services in Städten 279
13.3.1 Herausforderungen und Lösungsansätze 279
13.3.2 Urban Traffic Service 280
13.3.3 Signalphasenvorhersage 282
13.3.4 Parkraum-Services 286
13.3.5 Smart Environment Services 287
13.3.6 Benutzerindividuelle Bündelung von Services 287
13.3.7 Smart City Cockpit 288
13.4 Fazit und Ausblick 290
Literatur 291
Teil VI: Smart Energy 293
14: Crowd Energy – das Kooperationskonzept für Smart Cities 294
14.1 Die Chance für einen Paradigmenwechsel 295
14.2 Crowd Energy-Aspekte 296
14.2.1 Das Crowd Energy-Konzept 298
14.3 Ein crowdbasiertes Wertschöpfungsnetzwerk 300
14.3.1 Wie Kooperation entsteht 303
14.3.2 Wie Prosumer Assets einsetzen 305
14.4 Prosumerverhalten in einer Crowd 307
14.4.1 Kooperation und kollektive Ziele 307
14.4.2 Förderung von kooperativem Verhalten in Crowd Energy 309
14.4.3 Die Crowd Energy-Selbstorganisation 310
14.5 Informationssicherheit in einer Crowd 310
14.5.1 Informationssicherheitskultur 313
14.5.2 Sicherheitsaspekte in einer Crowd 314
14.5.3 CEIS-Leitfaden 315
14.5.4 Etablierung und Nachhaltigkeit der CEIS 317
Literatur 318
15: Induktive Datenvisualisierung für Smart Energy: Fallstudie enersis suisse AG 321
15.1 Big Data Management und Datenvisualisierung 322
15.2 Datenvisualisierung mit dem IFC-Filter 323
15.3 Anwendungsmöglichkeiten für Big Data und Smart Energy 326
15.4 Nutzung der Datenvisualisierung mit IFC-Filter bei enersis suisse AG 327
15.5 Schlussfolgerungen 331
Literatur 332
Teil VII: Smart Economy 333
16: Sharing Economy – Shareable City – Smartes Leben 334
16.1 Sharing Economy – Teilen statt Besitzen 335
16.1.1 Wie ist die Sharing Economy zu definieren? 335
16.1.2 Warum wurde das Phänomen Sharing Economy möglich? 336
16.1.3 Welche Sharing Economy-Formen existieren bereits? 339
16.1.4 Vor- und Nachteile von Sharing Economy 343
16.2 Shareable City als Zugang zum nachhaltigen und smarten Leben 345
16.2.1 Städte als Plattform für die Entwicklung der Sharing Economy 345
16.2.2 Shareable City Seoul 347
16.2.3 Sharing City Amsterdam – ein europäisches Pendant zu Asien 350
16.2.4 Welche Voraussetzungen sind bei der Schaffung der Shareable Cities zu erfüllen? 350
16.3 Wie sieht die Zukunft der Shareable Cities aus? 352
Literatur 353
Glossar 355
Stichwortverzeichnis 358