FACHARTIKEL
Die Intelligenz
der Städte
Urbane Räume wachsen stetig an, und mit ihnen die Anzahl der Menschen, die in ihnen wohnen und arbeiten. Dies verursacht jedoch soziale, ökologische und infrastrukturelle Herausforderungen für das Zusammenleben in den Städten. Seit mehr als 15 Jahren1 beschäftigen sich deswegen weltweit Städte und Kommunen mit der Entwicklung von Visionen und Strategien sowie mit Umsetzungen von Smart City- und Smarte Region-Konzepten. Auch der Bund fördert in Deutschland 73 Modellprojekte Smart City2 mit insgesamt 820 Millionen Euro3: ob Altstadt-Shuttles in Mühlhausen, vernetzte digitale Zwillinge (Connected Urban Twin) der Städte Hamburg, Leipzig und München, der Einsatz digitaler Helfer wie Wenda und Linus (Chatbot) im Smart Wendeler Land oder der Beirat Lübeck Digital zur Stärkung der aktiven Beteiligung.
Ziele und Erwartungen sind dabei klar: Mithilfe dieser Konzepte sollen Herausforderungen des urbanen Lebens reduziert und neue Formen von Dienstleistungen geschaffen werden. Auch besserer Umweltschutz, die Reduktion der Auswirkungen des Klimawandels oder die Verbesserung der städtischen Infrastruktur sind wichtige Aspekte. So können etwa intelligente Systeme den Verkehrsfluss optimieren, Staus reduzieren und die Luftqualität verbessern. Die Energieversorgung kann durch smarte Netze effizienter gestaltet werden, was den CO2-Ausstoß reduziert.
Smart City-Initiativen bringen auch eine neue Kultur der aktiven Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern in der Stadt- und Raumentwicklung. Der direkte Austausch zwischen Bevölkerung, Verwaltung und Politik fördert eine engere Bindung, verbessert die Transparenz und stärkt das Vertrauen in die staatlichen Strukturen und in die Demokratie.
Um all diese Potenziale zu heben, braucht es eine gute Strategie – und die richtigen Tools. Denn solche Konzepte stoßen oft umfassende Veränderungen an, meist mithilfe neuer digitaler Technologien wie KI, Internet of Things, Big Data und Machine Learning. Und dies bringt einige Herausforderungen mit sich. Zuerst einmal stellt sich jedoch die Frage, was genau eine Smart City ausmacht. Trotz fehlender einheitlicher Definition gibt es drei Erklärungsansätze: Erstens die verschiedenen Dimensionen, in denen der Ansatz umgesetzt werden kann, etwa Umwelt (Smart Environment), Energie (Smart Energy) oder Mobilität (Smart Mobility). Zweitens die Zielsetzungen, etwa Investitionen in Personal, öffentlichen Nahverkehr oder in moderne IT-Infrastruktur. Drittens die einzelnen Kernelemente Mensch – Technik – Organisation, die eng zusammenwirken müssen.
Allen Definitionen gemein ist, dass Entwicklungskonzepte für ein nachhaltiges, fortschrittliches Städtewachstum im Fokus stehen – ein Wachstum, bei dem gleichzeitig urbane Herausforderungen reduziert werden. Forschende heben dabei die Intelligenz der Städte hervor. Sie sehen Smart City als ein Resultat des kombinierten Einsatzes von digitalen Kommunikationsnetzwerken, eingebetteten Sensoren, die verteilt und allgegenwärtig präsent sind, sowie von den Softwaren und den Algorithmen, die die Informationen auswerten und damit neues Wissen, Services und Mehrwert schaffen.
So werden durch Sensoren und durch Menschen große Mengen an Daten gesammelt und ausgewertet. Das bringt mit sich, dass Data Spaces4 und treuhänderisch verwaltete Datenplattformen für diese Daten5 aufgebaut werden. In einigen Projekten werden zudem digitale Zwillinge für städtische oder raumbedeutsame Planungsvorhaben aufgebaut – inklusive neuen Methoden der ko-kreativen und partizipativen Gestaltung von solchen Lösungsoptionen. Neben KI und maschinellem Lernen sowie Technologien des Internet of Things kann auch Robotik, etwa im Gesundheitswesen oder für autonomes Fahren, in Smart Cities genutzt werden. Um im städtischen und in ländlichen Regionen Automation und autonome Echtzeitanwendungen zu ermöglichen, braucht es allerdings auch die entsprechenden Kommunikationskanäle, Stichwort: 5G. Ist all das gegeben, entstehen viele Möglichkeiten, um Prozesse und Verfahren völlig autonom zu steuern und auszuführen. So ließen sich etwa Verkehrsflüsse optimieren oder Energie sparsamer einsetzen.
Blick aufs große Ganze
Um Smart City-Konzepte erfolgreich umzusetzen, ist es erforderlich, Mensch, Organisation und Technik in deren Zusammenwirken zu verstehen und Lösungen ganzheitlich zu gestalten. Obige Erklärungsansätze haben wir daher in ein Domänenmodell für Smart City überführt, das im Kern die drei wesentlichen Betrachtungsfaktoren in deren Zusammenwirken darstellt (siehe Grafik).
Über die Autorin
Prof. Maria A. Wimmer ist Leiterin der Forschungsgruppe und Professorin für E-Government an der Universität Koblenz und forscht zur Digitalen Transformation von Staat und Verwaltung. Als gewähltes Mitglied des Präsidiums und ehemalige Sprecherin des GI-Fachbereichs RVI bringt sie ihre Expertise auch ehrenamtlich in der GI ein.
Das Domänenmodell unterstützt strategische Akteure und Forschende in dem Verständnis, welche Aspekte in der Entwicklung und Umsetzung von Smart City „mitgedacht“ werden müssen. Es verdeutlicht etwa, dass Technologie alleine keine Smart City ausmacht. Es braucht klare Zielsetzungen und die Festlegung der Ansatzdimensionen, in denen die Smart City entwickelt werden soll. Und ausgehend vom Menschen braucht es deren Zusammenwirken in organisatorischen Gefügen und dabei die intensive Nutzung innovativer Technologien. Je besser und intensiver dieses Zusammenwirken realisiert wird, desto höher gelingt auch der Innovationsgrad von Smart Cities.
Ein Domänenmodell für Smart City
Neue Technologien allein machen noch keine smarte Stadt: Das Domänenmodell hilft dabei, die verschiedenen Aspekte im Blick zu behalten, die in der Entwicklung und Umsetzung von Smart City-Konzepten mitzudenken sind.
Das Forschungsgebiet der Smart City ist Teil der Verwaltungsinformatik. Smart Government und Smart Governance werden dabei als Ansatzdimensionen verstanden, sind aber auch Forschungsbereiche und Bestandteile der Verwaltungsdigitalisierung und der digitalen Transformation. Damit stellen sie die nächste Entwicklungsstufe des E-Governments dar: Diese setzt verschiedene Informations- und Kommunikationstechnologien ein, um zur Steigerung der Leistungsfähigkeit im öffentlichen Sektor beizutragen. Insbesondere im Hinblick auf ein intelligentes, bedarfsgerechtes und nachhaltiges Verwaltungshandeln sollen durch eine stärkere Vernetzung der Institutionen und städtischen Einrichtungen effizientere Prozesse ermöglicht werden.
Herausforderungen für Kommunen
Trotz der vielversprechenden Möglichkeiten stehen Kommunen vor erheblichen Herausforderungen, die sie bei der Konzeption und Umsetzung von Smart City-Initiativen adressieren müssen. Eine der größten Hürden ist die Finanzierung der notwendigen (digitalen) Infrastruktur. Zudem müssen bestehende Systeme modernisiert und integriert werden, was zusätzliche Kosten und Komplexität mit sich bringt. Smart City-Konzepte müssen außerdem nachhaltig angelegt sein und langfristig erweiterbare Lösungen ermöglichen, um den Einsatz öffentlicher Mittel zu rechtfertigen.
Eine weitere Herausforderung ist der Umgang mit den in Smart Cities generierten Daten im Zusammenhang mit den Datenschutzvorgaben. Wenn Kommunen große Datenmengen erheben und verarbeiten, wirft das Fragen zum Schutz der Privatsphäre auf. Kommunen müssen sicherstellen, dass die gesammelten Daten verantwortungsvoll und transparent genutzt werden, um das Vertrauen der Menschen nicht zu gefährden. Daher sind Ansätze von Datentreuhandschaft und Data Governance zu entwickeln, die diese Herausforderungen adressieren.
Die Smart City muss für alle smart sein
Zusätzlich besteht die Gefahr, dass die digitale Kluft zwischen verschiedenen Bevölkerungsgruppen weiter auseinanderklafft. Das kann passieren, wenn eine Gruppe Aktiver ihre Interessen stark einbringt, während die Interessen marginaler Gruppen und von Menschen, die weniger technisch affin oder kommunikativ sind, nicht berücksichtigt werden. Hier braucht es ko-kreative Ansätze der Gestaltung inklusiver Lösungen, welche die Belange der verschiedenen Zielgruppen durch aktive Beteiligung einbinden.
Für wirklich smarte Städte und Regionen braucht es aber noch einige Anpassungen auf struktureller Ebene: Es gilt, neue und innovative Entwicklungen überhaupt in die Kernaufgaben der Kommunen einzuführen. Zudem ist weder für die Beschäftigten in den Kommunen noch für die Steuerzahlenden erklärbar, warum Smart City-Förderungen in Deutschland strikt von den Investitionen zur Digitalisierung von Verwaltungsleistungen im Bereich des Online Zugangsgesetzes (OZG) zu trennen sind. Sollte dieser Schulterschluss nicht gelingen, werden die Potenziale der Smart City-Initiativen wieder verpuffen. Denn durch diese „vermeintlich“ erforderliche Aufgabentrennung entstehen künstlich verschiedene Entwicklungsteams und das Mindset zur Innovation wird gezwungenermaßen in zwei Gruppen geteilt. Und das ist alles andere als smart.
1 https://www.nytimes.com/2011/09/30/business/global/raising-the-iq-of-city-services.html
2https://www.bmwsb.bund.de/Webs/BMWSB/DE/themen/stadt-wohnen/staedtebau/smart-cities/smart-cities-node.html
3https://www.smart-city-dialog.de/programme-und-projekte
4https://digital-strategy.ec.europa.eu/en/policies/data-spaces
5https://www.smart-city-dialog.de/informieren/aktuelles/urbane- datenplattformen-das-herzstueck-der-smart-city
Der Fachbereich RVI
Die Mitglieder des Fachbereichs RVI und Forschungseinrichtungen mit Fokus auf Verwaltungsinformatik und Rechtsinformatik
diskutieren intensiv über diese Herausforderungen und die Gestaltung von Smart City-Konzepten. Sie verstehen sich als interdisziplinäre Community mit starkem Praxisbezug und präsentieren sowie diskutieren ihre Forschungen in ihren Fachtagungen im deutschen
und internationalen Kontext, etwa auf der Fachtagung RVI 2024.
Die Fachtagung Rechts- und Verwaltungsinformatik (RVI)
ist die regelmäßig stattfindende Fachtagung des Fachbereichs „Informatik in Recht und öffentlicher Verwaltung“ der GI. Sie fördert den Dialog zwischen Wissenschaft und Praxis durch Beiträge der Verwaltungsinformatik, der Rechtsinformatik und des Informationsrechts sowie verwandter Disziplinen. Die Tagung ermöglicht den Austausch zu gesicherten Erkenntnissen,
laufender Forschung und Praxisbeispielen zu relevanten und aktuellen Themen der digitalen Transformation im öffentlichen Sektor. Die Fachtagung RVI sieht sich als Plattform, Diskursraum und Inkubator, um die relevanten Akteure in einen fruchtbaren Austausch zu bringen. In diesem Jahr findet die Tagung koloziert mit dem Informatik Festival, der GI Jahrestagung, in Wiesbaden statt.
