EIN GROSSER SCHRITT NACH VORNE

Mehr Sicherheit, weniger Staus, eine noch effizientere Verwaltung – eine Stadt in eine Digitalstadt zu verwandeln, sollte vor allem den Bürgerinnen und Bürgern nutzen. In Darmstadt hat man dieses Ziel fest im Blick und arbeitet mit Hochdruck daran, es zu erreichen.

Heute gilt der Blick dem
Fotografen. Sonst hat Ralf
Tank vor allem den Verkehr
genau im Blick.

„Wir haben in Darmstadt ein System, das seinesgleichen sucht."

Ralf Tank

Neue Perspektiven

Die erste digitale Modellstadt Deutschlands entsteht nicht von heute auf morgen. Und manchmal reichen die Vorbereitungen sogar schon einige Jahre zurück. „Bereits 1989 haben wir in Darmstadt damit begonnen, alle Ampeln mit Lichtwellenleiterkabeln zu verbinden und ein Echtzeitsystem aufzubauen. Dass wir ein solches, nach außen abgeschlossenes System heute für mehr als 180 Signalanlagen haben, ist einmalig in Deutschland“, sagt Ralf Tank, Ingenieur im Straßenverkehrs- und Tiefbauamt. Über viele Jahre wurde das System immer weiter optimiert, wurden Daten erfasst und die technische Ausstattung immer auf den neuesten Stand gebracht. „Jetzt allerdings erleben wir einen Quantensprung“, betont Tank.

Bereits heute wird der Straßenverkehr in Darmstadt je nach Verkehrsaufkommen digital und in Echtzeit gesteuert. Neben den über das Lichtwellennetz miteinander verbundenen Ampeln sind auch die über 350 im gesamten Stadtgebiet installierten Verkehrskameras an das Lichtwellennetz angeschlossen. Die Kameras übermitteln laufend und in Echtzeit anonymisierte Bilder der Verkehrsdichte. Die auf Basis der erfassten Daten optimierten Schaltungen der Ampeln können sie dann automatisch auslösen.

Alle Verkehrsdaten stehen auf einer Open-Data- Plattform für Bürger, Unternehmen und Wissenschaftler kostenfrei zur Verfügung. Die über die Ampeln erhobenen aktuellen Verkehrsdaten können somit in Echtzeit abgerufen, genutzt und auch auf einer Karte im Internet eingesehen werden. Dass es in Darmstadt aber nach wie vor Staus gibt, treibt auch den Verkehrsexperten Ralf Tank um. Dafür kann er allerdings Gründe nennen. „Fließender Verkehr ohne jeden Stau ist natürlich das Optimum. Allein aufgrund der Bevorzugung von Bussen und Bahnen in Darmstadt ist dies aber kaum zu erreichen“, so Tank. „Jede Bahn sorgt für die Unterbrechung jeder noch so guten Koordination. Außerdem hat die Verkehrsbelastung in den letzten Jahren deutlich zugenommen. Es gibt immer mehr Autos, wobei sich die Kapazität des Straßennetzes nicht verändert hat.“

Der Wettbewerb

Der Wettbewerb „Digitale Stadt“ des IT-Branchenverbandes Bitkom und des Deutschen Städte- und Gemeindebunds lief von November 2016 bis Juni 2017. Bewerben konnten sich mittelgroße Städte mit rund 100.000 bis 150.000 Einwohnern. In der ersten Runde bewarben sich 14 Städte um die Auszeichnung. Nach der Bewertung der Konzepte durch eine Jury kamen fünf Städte in die Endrunde. Letztlich setzte sich Darmstadt mit dem besten Gesamtkonzept aller Teilnehmer durch. Mit der Unterstützung von mehr als 20 Partnerunternehmen wird Darmstadt seit Anfang 2018 zu einer digitalen Modellstadt ausgebaut.

Eine App für die „Grüne Welle“

Mit den neuen Möglichkeiten der Digitalisierung kommen die Verkehrsoptimierer ihrem Ziel der „Verkehrsverflüssigung“ aber wohl dennoch ein weiteres Stück näher. „Wir haben hier in Darmstadt ein System, das seinesgleichen sucht. Die eigentliche Arbeit beginnt aber im Grunde jetzt erst“, sagt Tank. „Erst vor einigen Wochen haben wir zum Beispiel damit begonnen, die anonymisierten Daten von allen Signalanlagen dauerhaft abzuspeichern, um die Daten nun künftig mit unserem neuen Verkehrsrechner analysieren und weiter optimieren zu können.“

„Dass wir in Darmstadt so viele Dinge miteinander kombinieren, ist schon einzigartig."

Joachim Fröhlich

Weiterhelfen könnte staugeplagten Autofahrern aber vielleicht auch eine App, die auf die vorhandenen Verkehrsdaten zugreift. Sie ermöglicht dem Fahrer eines Fahrzeugs künftig eine individuelle „Grüne Welle“. So zeigt sie auf dem Navigationssystem des Fahrzeugs an, wann die nächste Ampel auf Grün schaltet und welches Tempo man einhalten muss, um diese Ampel bei Grün passieren zu können.

Die technischen Weiterentwicklungen und Verbesserungen im Bereich Verkehr sind ein treffendes Beispiel dafür, wie vielfältig die Möglichkeiten durch die neuen und digitalen Technologien heute bereits sind. Zugleich ist es eines von zahlreichen Beispielen, die zeigen, dass die Vision der digitalen Stadt Darmstadt nun nach und nach Wirklichkeit wird.

„Wir arbeiten mit ganzer Kraft, um das Projekt zum Erfolg zu führen."

José David da Torre Suárez

Das Gesamtvorhaben allerdings braucht Zeit. „Wir arbeiten aber mit ganzer Kraft daran, das Projekt zum Erfolg zu führen. Die Bürgerinnen und Bürger merken in ihrem Alltag zurzeit zwar noch nicht ganz so viel von der digitalen Stadt. Hinter den Kulissen passiert aber schon enorm viel. So schreiben wir zum Beispiel Projekte aus, sprechen regelmäßig und intensiv mit allen Beteiligten und kümmern uns um Förderanträge und die Finanzierung“, sagt José David da Torre Suárez, einer der drei Geschäftsführer der Digitalstadt Darmstadt GmbH und Geschäftsführer der ENTEGA-Tochter COUNT+CARE GmbH & Co. KG.

„Wir wissen, dass die Erwartung der Bevölkerung hoch ist, aber ein Projekt dieser Größenordnung braucht eben zunächst die passenden Strukturen und Voraussetzungen, wenn es gelingen soll“, ergänzt Joachim Fröhlich, ebenfalls Geschäftsführer der Digitalstadt Darmstadt GmbH. Nach dem Gewinn des bundesweiten Wettbewerbs des Branchenverbandes Bitkom im Sommer 2017 mussten daher zunächst die organisatorischen Grundlagen gelegt werden. Die Gründung der Digitalstadt Darmstadt GmbH im Dezember 2017 war daher ein wichtiger Schritt. Gerade die große Zahl der Beteiligten und Akteure – von Vertreterinnen und Vertretern der Stadt über die Bürgerinnen und Bürger bis hin zu den vielen Sponsoren aus der Wirtschaft – macht eine zentrale Koordination des Gesamtvorhabens unabdingbar.

Joachim Fröhlich, Simone Schlosser und José David da Torre Suárez, Geschäftsführer der Digitalstadt GmbH (v. l. n. r.)

Professor Michael Waidner, Chief Digital Officer der Wissenschaftsstadt Darmstadt

Mit dabei – ENTEGA

Wenn es um die Digitalisierung der Stadt Darmstadt geht, ist ENTEGA ein wichtiger Partner. Ob es um Energieversorgung geht, um den zügigen Ausbau der Infrastruktur für die Elektromobilität oder um ein leistungsfähiges Breitbandnetz – ENTEGA trägt an vielen Stellen dazu bei, die Voraussetzungen für die digitale Stadt zu schaffen. Die Beteiligung am Projekt „Digitale Stadt“ bedeutet auch einen Schub für die Arbeit der ENTEGA, indem neue Technologien und Geschäftsmodelle im Rahmen des Projekts erprobt werden können, etwa wenn es um die intelligente Straßenbeleuchtung oder das LoRa- WAN-Funknetz geht.

Geführt wird die Digitalstadt Darmstadt GmbH von den drei Geschäftsführern José David da Torre Suárez, Joachim Fröhlich und Simone Schlosser. Joachim Fröhlich ist Leiter der IT-Abteilung der Stadt Darmstadt und Simone Schlosser hauptberuflich kaufmännische Geschäftsführerin der Digitalstadt Darmstadt GmbH. „Bei unserer Arbeit sind wir auf die Hilfe und das Wissen vieler Menschen angewiesen. Unterstützung bekommen wir daher vor allem von einem tatkräftigen Team aus Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern. Es ist geplant, dass die Digitalstadt Darmstadt langfristig aus zehn Mitarbeitern besteht“, betont Simone Schlosser.

Gerade das Thema Datensicherheit beziehungsweise IT-Sicherheit spielt für alle Beteiligten und für die Umsetzung des Gesamtvorhabens eine wesentliche Rolle. Als Berater und Chief Digital Officer (CDO) der Wissenschaftsstadt Darmstadt arbeitet Professor Michael Waidner eng mit den drei Geschäftsführern und dem Team der Digitalstadt zusammen. Der Wissenschaftler ist Leiter des Fraunhofer-Instituts für Sichere Informationstechnologie (SIT) und Inhaber des Lehrstuhls für Sicherheit in der Informationstechnik an der Technischen Universität Darmstadt.

Dass Michael Waidner seine Expertise einbringt, ist ein Gewinn für das gesamte Projekt. „Das Konzept der Digitalstadt – und das war auch einer unserer Pluspunkte beim Bitkom-Wettbewerb – beinhaltet eben nicht nur neue digitale Technologien oder neue Geschäftsmodelle, sondern ganz entscheidend ist: Überall ist von Beginn an auch die Cyber-Sicherheit dabei, es geht stets auch um Datenschutz und um die Vermeidung größerer Ausfälle der IT-Systeme“, betont Waidner. „Von Beginn an sollen diese Fragen bei allen Projekten berücksichtigt werden und auch übergreifend im Fokus stehen. Das ist ein Versprechen, das wir der Stadt gegeben haben und auch einhalten wollen.“

Gegliedert sind die Projekte des Gesamtvorhabens insgesamt in dreizehn Bereiche, die im Grunde das gesamte Stadtleben abdecken: von der Verwaltung bis zur Gesundheit oder Mobilität. „Gerade in dieser Breite und Vielfalt gibt es das nirgendwo sonst in Deutschland“, betont da Torre Suárez. Und Jürgen Fröhlich ergänzt: „Dass wir hier in Darmstadt so viele verschiedene Dinge miteinander kombinieren, ist schon einzigartig und macht für mich auch die besondere Faszination des Projekts aus.“

Bei allen Projekten und Maßnahmen steht der mögliche Nutzen für die Bürgerinnen und Bürger der Stadt im Vordergrund. Einfacher soll künftig beispielsweise die Suche nach einem Parkplatz werden. Experten sprechen in diesem Fall vom Smart Parking. Mit Hilfe von auf dem Boden installierten und vernetzten Parksensoren und einer speziellen App sollen Autofahrer in Zukunft bei der Suche entlastet werden: Die Sensoren registrieren, ob ein Parkplatz frei ist, und können diese Information an eine App und damit an den Fahrer weitergeben.

Grundlage für solche und andere Vernetzungslösungen ist allerdings ein leistungsfähiges Funknetz, das ENTEGA in Darmstadt gerade flächendeckend ausbaut. Das Unternehmen setzt dabei auf die drahtlose Netzwerktechnologie LoRaWAN. Damit gehört ENTEGA zu den ersten Unternehmen in Deutschland, die diese Technologie anbieten. Der Ausbau des neuen Funknetzes soll bis Ende 2018 abgeschlossen sein. Schon jetzt besteht Empfang: Zehn Funkeinheiten sind bereits installiert, am Ende sollen es rund 25 Funkeinheiten sein.

Perfekt für das Internet der Dinge

Bei LoRaWAN handelt es sich um ein sicheres, kostengünstiges und reichweitenstarkes Funknetz. Das Netz wurde speziell für Anwendungen im Bereich des Internets der Dinge entwickelt. Dies umfasst batterieschonende Ortungsdienste oder auch die Erfassung von Umweltdaten oder Füllständen von Müllbehältern. LoRaWAN benötigt zur Datenübertragung sehr wenig Energie, da nur kleine Datenmengen übertragen werden. Daher ist es speziell für solche Anwendungen hervorragend geeignet.

„Wir bauen in Darmstadt die Infrastruktur der Zukunft weiter aus."

Thomas Schmidt, Geschäftsführer ENTEGA Medianet

Neues Netz für das Internet der Dinge. Antonio Jorba zeigt eine LoRaWAN-Funkantenne.

Einfach praktisch – auch Thomas Schmidt nutzt das kostenfreie „Darmstadt WiFi“.

„Nehmen Sie das Halsband für eine Katze, das über einen kleinen Ortungssensor verfügt. Die Batterie im Halsband hält dank der energiesparenden Technologie über viele Jahre“, erklärt Antonio Jorba, Mitarbeiter der COUNT+CARE und im Team der Digitalstadt zuständig für Cyber-Sicherheit. „Da wir mit dieser Technologie sogar durch Wände hindurch bis in Kellerräume funken können, ermöglicht das LoRaWAN-Netz die automatische Auslesung von Strom- oder Gaszählern. Dazu müsste nur ein mit dem Netz verbundenes Fahrzeug am Haus vorbeifahren. Die Ablesung vor Ort wäre dann nicht mehr erforderlich“, erläutert Jorba eine weitere denkbare Anwendung.

Auch an den Internetzugang für das gewöhnliche Surfen mit Smartphone und Tablet im öffentlichen Raum ist in Darmstadt gedacht. Dazu steht in weiten Teilen der Innenstadt das kostenlose „Darmstadt WiFi“ zur Verfügung, was ebenfalls ein modernes Funknetz ist. Anders als LoRa- WAN ermöglicht es aber deutlich höhere Datenübertragungsraten.

„Die unterschiedlichen Dienste haben andere Anforderungen an die Übertragungsgeschwindigkeit“, erläutert Thomas Schmidt, Geschäftsführer der ENTEGA Medianet, diesen Zusammenhang. „Ein Parksensor zum Beispiel muss nur mitteilen, ob der Parkplatz frei ist. Dazu reicht ein ganz kleines Datenpaket, das binnen kürzester Zeit in regelmäßigen Abständen übertragen wird. Wenn jemand aber im Café sitzt und auf dem Tablet ein Internetvideo anschaut, dann sieht das schon ganz anders aus.“ Die Kosten und der Energiebedarf sind natürlich entsprechend höher.

Dass das kostenfreie „Darmstadt WiFi“ bereits ein Erfolg ist, zeigen die steigenden Nutzerzahlen: Jeden Monat wird das WiFi im Schnitt bereits über 100.000 Mal von bis zu 25.000 Menschen genutzt. „Wir wollen und werden kein flächendeckendes Angebot für die gesamte Stadt schaffen, und das ist auch nicht notwendig. Im Moment geht es vielmehr darum, das WiFi-Angebot an verschiedenen interessanten Punkten der Stadt, beispielsweise am Hauptbahnhof oder auf der Mathildenhöhe, zu erweitern“, so Schmidt.

Eigene Strukturen ausbauen

„Die Grundlage für solche Angebote ist natürlich, dass wir in Darmstadt die Infrastruktur der Zukunft weiter ausbauen. Das umfasst vor allem das Glasfasernetz und zum anderen den neuesten Mobilfunkstandard 5G. Das Mobilfunknetz ist dabei aber ebenfalls wieder auf ein leistungsfähiges Glasfasernetz angewiesen, um den Datenverkehr der großen Sendemasten überhaupt bewältigen zu können“, so Schmidt. „Für Glasfaser haben wir mit der ENTEGA Medianet eine eigene Gesellschaft, die bereits entsprechende Netze besitzt. Unser Ziel ist es daher, die eigenen Strukturen weiter auszubauen und die guten Voraussetzungen zu nutzen, die wir hier in Darmstadt haben“, betont Schmidt.

Vorhandene Strukturen nutzt auch die Feuerwehr in Darmstadt, wenn es um die Umsetzung neuer Anwendungen geht. Bei einem neuen Zukunftsprojekt arbeiten Berufsfeuerwehr und Freiwillige Feuerwehr – wie bei anderen Projekten – daher eng zusammen.

Zunächst allerdings liegt die Zukunft nur auf einem Tisch und rührt sich nicht. Es ist ein sonniger Tag in Darmstadt und die Fahrzeuge auf dem Gelände der zentralen Feuerwache funkeln im Licht. Um einen Tisch herum haben sich einige Mitarbeiter versammelt, die die Zukunft nun genau betrachten: eine Drohne für den Einsatz im Profibereich. Noch ist sie nicht einsatzbereit, aber gleich wird sie sich mit Hilfe ihrer vier Propeller auf der angrenzenden Rasenfläche einige Meter in die Luft erheben und zeigen, was sie kann: den Abstand zu Hindernissen automatisch einhalten, wie ein Turmfalke präzise auf einer Stelle in der Luft stehen und vor allem hochauflösende Filme machen und diese direkt auf einen Monitor übertragen, den der zuständige Kameramann in den Händen hält.

Der größte Vorteil für die Feuerwehr liegt auf der Hand: Das Flugobjekt kann für einen besseren Überblick sorgen, auch wenn die Lage auf dem Boden eher unübersichtlich ist. Das gilt zum Beispiel dann, wenn Glutnester bei Waldbränden aufgespürt werden müssen. „Oder stellen Sie sich einen schweren Bahnunfall vor, der sich über einen oder sogar zwei Kilometer erstreckt und der auf dem Landweg nur schwer erreichbar ist. Wir bekämen schnell eine Vorstellung davon, wie sich die Lage darstellt. So könnten wir die Verantwortlichen in der Einsatzleitstelle noch schneller und umfassender informieren“, erläutert Johann Braxenthaler, Leiter der Feuerwehr Darmstadt und im Team der Digitalstadt Darmstadt für den Bereich Sicherheit zuständig.

Der Einsatz von Drohnen im Sicherheitswesen und im Katastrophenschutz ist damit ein weiteres treffendes Beispiel dafür, wie vielfältig die Möglichkeiten durch die neuen und digitalen Technologien heute bereits sind.

Menschen nutzen das WiFi jeden Monat.

Neue Technologien im Härtetest – die Feuerwehr in Darmstadt erprobt den Einsatz von Drohnen.

„Anders als Hobbypiloten müssen wir die Drohne rund um die Uhr einsatzbereit halten."

Johann Braxenthaler

Um die vielen Möglichkeiten der Drohnen kennenzulernen, haben sich vier Vertreter der Berufsfeuerwehr Darmstadt und zehn Mitglieder der Freiwilligen Feuerwehr Eberstadt in einem Projektteam zusammengeschlossen. Seit dem Frühjahr durchlaufen sie nun alle die gleiche Ausbildung, die rechtliche Fragen genauso umfasst wie das eigentliche Fliegen der Drohnen. Ein Sponsor der Digitalstadt Darmstadt stellt die Testdrohnen zur Verfügung und führt die Schulungen der Mitarbeiter durch.

„Die Bedienung der Drohne ist hochkomplex. Zu dritt ist es da schon einfacher, wenn einer die Drohne lenkt, einer die Kamera bedient und ein dritter den beiden den Rücken freihält. Das Fliegen ist Millimeterarbeit, da darf es keine Behinderung geben“, sagt Udo Stumpf, Sachgebietsleiter Information und Kommunikation der Feuerwehr Darmstadt, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt ist. Und Johann Braxenthaler ergänzt: „Bis zum Jahresende wollen wir erste Erfahrungen sammeln und die Abläufe standardisieren. Schließlich müssen wir die Drohne rund um die Uhr einsatzbereit halten.“

Eine Vision wird Wirklichkeit

„So kommt vieles nun weiter in Bewegung. Und das liegt an den neuen Möglichkeiten der Digitalisierung“, sagt José David da Torre Suárez. „Letztlich aber gilt das für die ganze Stadt, ob nun bei der Feuerwehr, bei der Verkehrssteuerung oder beim Ausbau der Netze. Wir arbeiten intensiv und mit Hochdruck daran, dass wir einen echten Mehrwert für die Bürgerinnen und Bürger schaffen. So profitieren möglichst alle Menschen in der Stadt von der Digitalisierung.“

ES GEHT VORAN

Wie organisiert man ein Unternehmen – zentral oder eher dezentral? Sicher, auch zentral geführte Organisationen haben immense Vorteile. Wenn allerdings – wie in Zeiten der Digitalisierung – mehr Flexibilität, Schnelligkeit und Kundennähe gefragt sind, können vor allem die dezentralen Organisationen ihre Vorzüge ausspielen.

Seesterne sind faszinierende und auch ein wenig rätselhafte Tiere. Sie haben keinen Kopf, kein Gehirn und keine Knochen. Verblüffend ist daher vor allem ihre Fortbewegung. Denn wie kommt man voran, wenn es keinen Kopf gibt, der sagt, wo es lang geht? Beim Seestern lautet die Antwort: Indem einer der Arme mit seinen kleinen Saugfüßchen einfach den „ersten Schritt“ macht und dann die anderen davon überzeugt, diesen Weg mitzugehen. Reine Mitläufer allerdings sind die anderen Arme deswegen noch lange nicht, denn auch sie können jederzeit die Führung übernehmen. Und: Wenn durch einen Räuber oder einen Unfall einer oder mehrere Arme abgetrennt werden, dann kann aus jedem Teil des Ganzen unter Umständen ein vollkommen neuer Seestern entstehen. Auf diese Weise sind die Seesterne so etwas wie Musterbeispiele für dezentrale Organisationen. Schließlich gilt auch in der Wirtschaft: Nicht immer ist die zentrale Lösung die beste. Es geht auch anders. Wer mehr Autonomie wagt, der kann davon entscheidend profitieren – besonders in Zeiten, die mehr Bewegung und Agilität erfordern.

SEESTERNE

Seesterne sind nicht über eine einzige zentrale Stelle organisiert. Schließlich fehlen ihnen Kopf und Gehirn. Daher müssen sie andere Strategien nutzen, um zum Ziel zu kommen. Damit stellen sie zwar keine Geschwindigkeits­rekorde auf – von der Stelle kommen sie allerdings auch. Und höchst flexibel sind sie ebenfalls.

Seesterne kommen in allen Meeren der Welt vor.

Es gibt weltweit rund 1.500 verschiedene Arten in etwa 300 Gattungen. Die ­Seesterne gehören zur Klasse der Stachelhäuter. Ihr Körper besteht nur aus einem Rumpf und den Armen. Seesterne leben räuberisch und fressen vor allem Aas, Muscheln oder ­andere Kleintiere. Ihr Mund befindet sich an der Unterseite des Körpers.


Am häufigsten kommt der Seestern mit fünf Armen vor. Es gibt allerdings auch Gattungen, die mehr als fünf Arme be­sitzen – einige verfügen über acht oder sogar bis zu 50 Arme. Die Anzahl der Arme hängt aber nicht nur von der Art, sondern zu­weilen auch vom Alter ab.

Seesterne leben auf dem Boden der Meere. Im ­Philippinengraben im Pazifischen Ozean wurde eine Art sogar in 10.000 Metern Tiefe gefunden. Die größte Artenvielfalt der Seesterne gibt es im ­Nordostpazifik.

Von der Westküste Nordamerikas bis in den Nordosten des asiatischen Kontinents.

Die meisten Arten messen im Durchmesser ungefähr 20 Zentimeter. Einzelne Arten sind allerdings auch nur einen Zentimeter groß.

Es gibt aber ebenfalls Arten, die Körpergrößen von über einem Meter Durchmesser erreichen.

Besonders rasant unterwegs sind Seesterne nicht gerade. Zu den schnellsten Exemplaren ge­hören die Seesterne der Familie der Sonnensterne.

Sie erreichen Geschwi­n­digkeiten von rund 0,045 Kilo­metern pro Stunde – also rund 45 Meter!