Krisensichere Städte dank intelligentem Versorgungsmanagement
Die COVID-19-Pandemie hat die Menschen in vielerlei Hinsicht überrascht – auch in Bezug auf die Aufrechterhaltung essenzieller Dienstleistungen. Die Behörden sahen sich mit Störungen infolge der Ausgangsbeschränkungen konfrontiert: Der Strom- und Wasserverbrauch stieg sprunghaft an, der Hausmüll nahm zu und die digitalen Netze waren überlastet. Wie können Städte besser darauf vorbereitet sein, die grundlegenden Versorgungsleistungen unter zukünftigen Extrembedingungen zu managen? Das Team des Projekts eUMaP(öffnet in neuem Fenster) hat die Antwort geliefert: eine digitale offene Plattform, die dafür konzipiert wurde, die Grundversorgung in Krisenzeiten zu überwachen, zu planen und auszugleichen. Das mit Unterstützung der Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) durchgeführte Projekt vereinte neun Partner aus fünf Ländern. Es wurden vier Pilotstudien aufgebaut.
Einheitliche Sicht auf städtische Infrastruktur
Die eUMaP-Plattform integriert verschiedene Technologien, um Städte beim effizienteren Management ihrer Versorgungseinrichtungen zu unterstützen. Es werden Gebäudedatenmodellierung (Building Information Modeling, BIM), geografische Informationssysteme (GIS), IoT-Sensoren und KI-Werkzeuge eingebunden. „Mit ihrer Verknüpfung von Echtzeitdaten mit räumlichen und gebäudetechnischen Informationen gestattet Plattform den Nutzenden, den Energie-, Wasser-, Abfall- und Telekommunikationsbedarf zu visualisieren und vorherzusagen“, erklärt Alessio Di Iorio, Projektkoordinator von eUMaP. Im Gegensatz zu konventionellen Stadtplanungsinstrumenten, die sich jeweils auf eine Dienstleistung konzentrieren, verknüpft die Plattform Daten aus verschiedenen Quellen und präsentiert sie in Form einer interaktiven Oberfläche, die sowohl technischen Fachleuten als auch den für Entscheidungen Verantwortlichen zugänglich ist. Während mit BIM-Daten die physischen Eigenschaften und Systeme jedes Gebäudes beschrieben werden, liefern GIS- und Erdbeobachtungsdaten einen räumlichen Kontext, etwa Infrastrukturaufbau und Bevölkerungsdichte. Gleichzeitig liefern IoT-Sensoren Echtzeitdaten zum Energie- und Wasserverbrauch, zur Abfallentsorgung und rund um die Netzwerkaktivität. Darüber hinaus existieren Simulations- und Überwachungsdatensätze, die das Nutzungsverhalten während der Phase der Ausgangsbeschränkungen modellieren, sowie Verhaltens- und demografische Informationen. „In ihrer Gesamtheit bilden diese Ebenen eine dynamische digitale Umgebung, mit der sich analysieren, erproben und vorhersagen lässt, wie städtische Versorgungseinrichtungen unter Belastung funktionieren“, sagt Di Iorio.
Praxistests
Im Verlauf des Projekts wurden Pilotstudien durchgeführt, um die Plattform unter verschiedenen städtischen Bedingungen und Datenrealitäten zu testen. In Griechenland standen Wohngebäude im Mittelpunkt der Fallstudie, während sie sich in Italien einen Krankenhauskomplex mit 41 Gebäuden konzentrierte. Im Zuge des Pilotprojekts in Zypern wurden Wohneinheiten mit solarer Warmwasserbereitung untersucht, während es sich bei dem Fall in Litauen um Mehrfamilienhäuser für verschiedene soziale Gruppen handelte. Bei jedem Pilotvorhaben wurden lokal verfügbare Informationen von Echtzeit-Sensorwerten bis hin zu historischen und modellierten Datensätzen genutzt. Auf diese Weise konnte nachgewiesen werden, dass der Plattform heterogene Datenquellen aufnehmen und analysieren kann. „Bei allen Pilotvorhaben wurde innerhalb von eUMaP bewiesen, dass die Kombination aus räumlichen, gebäudebezogenen und in Echtzeit eingehenden Informationen das Lagebewusstsein verbessert und eine effektivere Koordinierung der Versorgungseinrichtungen in Krisenzeiten unterstützt wird“, sagt Di Iorio. Anhand der integrierten Datenanalyse konnte das Projektteam bestätigen, dass mit mehr zu Hause verbrachter Zeit die Verbrauchsmuster erhöht und destabilisiert werden. „Der Verbrauch von Energie und Wasser wurde unregelmäßiger, während die Abfallerzeugung und der Kommunikationsaufwand merklich zunahmen“, fügt er hinzu.
Intelligenteres Krisenmanagement in Sicht
Die Plattform des Projekts eUMaP wird mithilfe der weiterführenden Erprobung und der Integration neuer Daten kontinuierlich weiterentwickelt. Kurzfristig besteht das Ziel darin, die schnelle Entscheidungsfindung in Notlagen zu unterstützen. Langfristig lautet das Ziel, europaweit zu resilienteren, nachhaltigeren und besser vorbereiteten urbanen Systemen beizutragen. „Durch verstärkte Lageerfassung und Zusammenarbeit zwischen Gemeinden, Versorgungsunternehmen und Forschungseinrichtungen wird im Rahmen von eUMaP das Ziel verfolgt, datengestütztes Management zu einer gemeinsamen europäischen Norm werden zu lassen“, so Di Iorio abschließend.