INTEROPERABILITÄT VON SMART CITY-DATENPLATT FORMEN - BERICHTE DES NEGZ NR. 15
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BERICHTE DES NEGZ NR. 15 INTEROPERABILITÄT VON SMART CITY- DATENPLATTFORMEN Matthias Buchinger Peter Kuhn Dian Balta
Für einen modernen Staat Das Nationale E-Government Kompetenzzentrum vernetzt Experten aus Politik, Verwaltung, Wissenschaft und Wirtschaft und ist die zentrale, unabhängige Plattform für Staatsmodernisierung und Verwaltungs- transformation in Deutschland. Herausgegeben und gefördert vom Nationalen E-Government Kompetenzzentrum e. V. Berlin 2021 2 Berichte des NEGZ
INHALT
Zusammenfassende Empfehlungen 4
1. Einleitung 5
2. Wissenschaftlicher und praktischer Hintergrund 7
2.1 Relevante Konzepte 7
2.2 Forschungsansatz 8
2.3 Smart City-Fallstudien 8
3. Ergebnisse 9
3.1 Faktoren für Interoperable Smart City-Datenplattformen 9
3.2 Analyse von Beispielen aus der Praxis 14
3.2.1 Santander 15
3.2.2 München 16
4. Handlungsempfehlungen 18
5. Zusammenfassung 19
Literaturverzeichnis 21
Abbildungs- und Tabellenverzeichnis 26
Über die Autoren 27
Anhang 28
I. Wichtige Konzepte 28
I.I. Smart City 28
I.II. Datenplattform 28
I.III. Interoperabilität 28
II. Datenerhebung und Entwicklung des Klassifikationsschemas 29
II.I. Literaturrecherche 29
II.II. Interviews 31
II.III. Entwicklung des Klassifikationsschemas 31
III. Fallstudien 32
III.I. Smart City-Datenplattform-Projekt in Santander 32
III.II. Smart City-Strategie der Stadt München 33
Impressum 34
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 3
ZUSAMMENFASSENDE
EMPFEHLUNGEN
Im Rahmen dieser Studie wurde die Bedeutung 4. Langfristig sind einheitliche Standards für
von Interoperabilität im Kontext von Smart City- die Interoperabilität in und zwischen Smart
untersucht. Zusammenfassend können nach Cities unverzichtbar.
einer umfassenden Literaturrecherche und zahl-
reichen Interviews mit Experten aus der Praxis 5. Für die effektive Weiterentwicklung und
folgende generellen Handlungsempfehlungen Verwirklichung von smarten Städten müssen
gegeben werden: Anwendungen gefunden werden, welche den
Bürgern, Stadtmitarbeitern und Unterneh-
1. Interoperabilität ist ein wichtiger Erfolgs men einen tatsächlichen Mehrwert bieten.
faktor für Smart Cities, welcher jedoch noch
nicht vollständig untersucht und kommuni- Um zukünftig eine bessere Integration von Inter-
ziert ist. operabilität in die Entwicklung von Smart Cities
zu ermöglichen, wird in dieser Studie ein Klassifi
2. Für eine funktionierende Interoperabilität in kationsschema vorgestellt, welches wichtige
Smart Cities gibt es keine Patentlösung, Themen bezüglich der Interoperabilität von
sondern es müssen den gegebenen Umstän- Smart City-Datenplattformen beinhaltet und
den entsprechende Maßnahmen ergriffen mögliche Lösungsansätze aufzeigt.
werden.
Schlagworte: Smart City, Interoperabilität,
3. Die Koordinierung der Interoperabilitäts Datenplattformen, Klassifikationsschema
bemühungen erfordert maßgeschneiderte
Werkzeuge.
4 Berichte des NEGZ1. EINLEITUNG
Wir leben in einer Zeit fortschreitender Urbani- al. 2016). Die daraus resultierenden geschlos-
sierung, in fast allen Regionen der Welt. Es wird senen Systeme können zumeist nicht mit an-
erwartet, dass bis 2030 60% der Weltbevölke- deren Smart City-Plattformen oder -Projekten
rung, das heißt ungefähr 5,2 Milliarden Menschen, kommunizieren, was zu fragmentierten Silo-
in Städten leben werden (United Nations 2018). Lösungen führt (Kazmi et al. 2018). Der Daten-
Das fortlaufende enorme Wachstum von Städ- austausch zwischen Smart City-Projekten ist
ten und Metropolen wird die Herausforderun- deshalb komplex, was die Zugänglichkeit von
gen, vor denen die Städte bereits heute stehen, Datenquellen für Anwendungen einschränkt.
noch verstärken. Darüber hinaus werden neue Dies ist besonders nachteilig, da häufig Daten
Herausforderungen entstehen, welche vor allem aus heterogenen Datenquellen benötigt w erden,
infrastrukturelle, ökologische und wirtschaftli- um Projekte mit beträchtlichem Nutzen zu
che A spekte betreffen (Brutti et al. 2019; Välja schaffen (Chaturvedi und Kolbe 2018). Da des
und Ladhe 2015). Als ein wichtiges Instrument Weiteren aktuell verschiedene proprietäre
zur Bewältigung dieser Herausforderungen wird Protokolle und Cloud-Dienste für Smart City-
die Digitalisierung betrachtet. Unter dem Begriff Anwendungen existieren, ist die Auswahl der
Smart City werden deshalb seit einigen Jahren am besten geeigneten Datenplattform für ein
mit zunehmender Intensität sowohl in der Theo- spezifisches Problem für Entscheidungsträger
rie als auch in der Praxis eine Vielzahl unter- in der Praxis oft problematisch und nicht ein-
schiedlicher Ansätze diskutiert, wie Städte deutig (Ahlgren et al. 2016).
durch eine gezielte Digitalisierung der Infra-
struktur auf die in unterschiedlichen Bereichen Um den Datenaustausch zwischen Smart City-
steigenden Anforderungen vorbereitet werden Datenplattformen zu ermöglichen, muss deren
können. Interoperabilität verbessert werden. Hierzu
mangelt es aber noch an dem Verständnis, wie
Smart City verbindet eine städtebauliche Vision Plattform-Interoperabilität am besten erreicht
mit dem Ziel, die Lebensqualität zu verbessern werden kann. Dieses Verständnis ist wichtig, da
und die Effizienz sowie den wirtschaftlichen nur mit interoperablen Lösungen eine valide,
Wert von Städten zu steigern. Zu diesem Zweck umfassende und konsistente Datenbasis
werden in „intelligenten Städten“ in der Regel geschaffen werden kann, welche sich für die
mehrere in der Stadt existierende IKT-Lösungen Entwicklung verschiedener Anwendungen
und Assets verknüpft und in Plattformen integ- eignet (Ahlgren et al. 2016; Janssen et al. 2015).
riert. Die dadurch entstehende Infrastruktur soll Da auch die Möglichkeit, Anwendungen in
es Regierungen, Unternehmen und Bürgern er- verschiedenen Städten zu verwenden, von der
möglichen, Daten auszutauschen, miteinander Interoperabilität abhängt, können nur solche
zu kommunizieren und zusammenzuarbeiten Lösungen den Anreiz für Dritte erhöhen, sich an
(Ahlgren et al. 2016; Brutti et al. 2019). Daten- der Entwicklung von Smart City-Anwendungen
plattformen bilden dabei die Grundlage, indem zu beteiligen und so einen Markt für Dienst
sie die Erfassung, Speicherung, Verwaltung, leistungen aufzubauen (Brutti et al. 2018). Dar-
Verarbeitung und einen geregelten Zugriff auf über hinaus kann Interoperabilität verhindern,
diese Daten ermöglichen (van der Klaauw 2019). dass Lock-in-Effekte die weitere Entwicklung
von Projekten und das Wachstum funktions-
Eine Herausforderung bei der Umsetzung von übergreifender Smart City-Lösungen behindern
Smart City-Projekten ist dabei jedoch die Kon- (Sotres et al. 2019; Tolcha et al. 2018).
zeption von Datenplattformen, welche einen
Datenaustausch mit anderen Plattformen Um das Verständnis bezüglich der Bedeutung
ermöglichen (Janssen et al. 2015). Bislang
und Möglichkeiten zur Umsetzung von Inter-
wurden in Smart City-Projekten häufig Platt- operabilität im Smart City-Kontext zu vergrö-
formen implementiert, welche nur für eine ßern und somit einen Beitrag zur Weiterent-
bestimmte Aufgabe konzipiert und somit in wicklung des Smart City-Konzeptes an sich zu
ihrer Funktionalität begrenzt sind (Ahlgren et leisten, werden in dieser Kurzstudie bestehende
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 5 nsätze zur Implementierung von Interoperabi-
A aktoren der Interoperabilität und bestehenden
F
lität gesucht sowie Erfolgsaussichten analysiert. Ansätzen für diese vorgestellt. Dabei werden
Die zentrale Fragestellung ist dabei: auch eine erste Einschätzung der einzelnen An-
sätze hinsichtlich ihrer Erfolgsaussichten sowie
Was sind Smart City-Interoperabilitätsansätze die sich daraus ergebenden Implikationen für
und wie können sie in Richtung eines besseren Theorie und P raxis diskutiert. Die fünf als ent-
Verständnisses der Interoperabilität von Da- scheidend für Interoperabilität in Smart Cities
tenplattformen konzeptualisiert werden? identifizierten Faktoren sind „Level der Daten-
interoperabilität“, „Schnittstellenarchitektur“,
Zur Beantwortung dieser Frage wurde eine „Grad der Datenoffenheit“, „Rolle der Stadt“
umfassende Analyse der vorhandenen Literatur und „Datenschutzniveau geteilter Daten“. Die
sowie eine Reihe von Experteninterviews
Anwendung des Klassifikationsschemas wird
durchgeführt. Anhand der dabei gesammelten anhand zweier Fallstudien demonstriert. Die
Informationen und Erfahrungen kann ein Über- Ergebnisse der Kurzstudie sollen Entschei-
blick über die wichtigsten Faktoren gegeben dungsträgern und Umsetzern in der Praxis
werden, die bei der Auswahl, Entwicklung oder helfen, relevante Fragestellungen zu konkreti-
Implementierung von interoperablen Smart sieren, die vielversprechendsten Ansätze zu
City-Datenplattformen berücksichtigt werden wählen und schließlich erfolgreiche und funk-
müssen. Als Ergebnis dieser Studie wird ein tionsfähige Datenplattformen zu realisieren.
Klassifikationsschema mit den wichtigsten
6 Berichte des NEGZ2. WISSENSCHAFTLICHER UND
PRAKTISCHER HINTERGRUND
Im Folgenden wird ein kurzer Überblick über die • Verschiedene Datenquellen wie unterschied-
verschiedenen Elemente von Smart City gege- liche Arten von Sensoren, vorhandene Da-
ben sowie der Forschungsansatz erläutert, tenspeicher z.B. von städtischen Behörden,
welcher im Rahmen dieser Studie verfolgt
mobile Geräte
wurde. Dabei wurden zur Demonstration und
Evaluation auch zwei Fallstudien genutzt, welche • Eine oder mehrere Datenplattformen als
ebenfalls in diesem Kapitel kurz b eschrieben zentraler Datenspeicher von Smart City-
werden. Lösungen
• Optional eine Middleware zur Verbindung
2.1. Relevante Konzepte mehrerer Datenplattformen
Um Interoperabilität im Smart City-Kontext zu • Anwendungen als Schnittstelle zum End
erörtern, müssen unterschiedliche Begriffe und benutzer und sichtbarer Mehrwert, z.B. in
Konzepte verstanden werden. Besonders rele- Form einer App oder eines Portals für Bürger
vant ist dabei die Interoperabilität von Smart oder einer Lösung für eine Stadtverwaltung
City-Datenplattformen, welche den zentralen
Teil einer Smart City-Infrastruktur darstellen und • Interoperabilität als Fähigkeit, Daten aus
damit maßgeblich für die Interoperabilität sind. verschiedenen Quellen in Datenplattformen
zu kombinieren und zwischen diesen auszu
Ein Überblick der wichtigsten Begriffe ist in Ab- tauschen, sodass diese für verschiedene
bildung 1 gegeben. Die dort genannten Begriffe Anwendungen genutzt werden können
zeigen die Hauptkomponenten einer Smart
City1:
Abbildung 1:
Schlüsselkonzepte
für Interoperabilität
in Smart Cities
(Eigene Darstellung
basierend auf Buch-
inger et al. (2021a))
1 Für Leser, welche sich neu mit der Thematik Smart City auseinandersetzen sowie um Missverständnisse durch
möglicherweise uneinheitliche Definitionen zu vermeiden, sind die Hauptkonzepte im Anhang genauer beschrieben.
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 72.2. Forschungsansatz (Buchinger et al. 2021b), als auch für ein Fach-
buch zum Thema Smart City (Buchinger et al.
Im Rahmen dieser Studie wurde ein multi 2021a) eingereicht und angenommen. Dadurch
methodischer Ansatz gewählt, um die wichtigs- können die Ergebnisse der Studie auch der
ten Faktoren, die bei der Erörterung der Inter- internationalen Gemeinschaft zugänglich
operabilität von Smart City-Datenplattformen gemacht werden. Detailliertere Angaben zum
berücksichtigt werden müssen, sowie besteh methodischen Vorgehen in dieser Studie
ende Ansätze für diese Faktoren zu konzep werden im Anhang in Abschnitt II gegeben.
tualisieren. Das nachfolgend beschriebene
Klassifikationsschema ist das Ergebnis einer
strukturierten Analyse vorhandener wissen- 2.3. Smart City-Fallstudien
schaftlicher Publikationen und mehrerer Inter-
views mit Experten aus der Praxis. Im Rahmen Die zwei Fallstudien2 zur Demonstration und
der Literaturrecherche wurden die fünf für Evaluierung des Klassifikationsschemas sind so
diesen Themenbereich relevanten wissen-
gewählt, dass größtmögliche Unterschiede zwi-
schaftlichen Literatur-Datenbanken Scopus, schen beiden existieren, sodass der universelle
Association for Computing Machinery (ACM), Nutzen des Schemas in unterschiedlichsten
Electrical and Electronics Engineers (IEEE), Szenarien aufgezeigt werden kann. Die erste
ScienceDirect und Web of Science, nach Publi- Fallstudie basiert auf einem wissenschaftlichen
kationen zu „Smart City“, „Data Platforms“ und Bericht, der ein Projekt zur Implementierung
„Interoperability“ durchsucht. Die resultieren- einer zentralen Smart City Daten- und Analyse-
den über 1600 Publikationen wurden in mehre- plattform in der Stadt Santander, einer führen-
ren Schritten systematisch analysiert, wobei den europäischen Smart City, beschreibt. In der
schlussendlich 28 Paper mit spezifischen zweiten Fallstudie wurde die allgemeine Smart
Informationen zu relevanten Faktoren und An- City-Strategie von München anhand des vorge-
sätzen gefunden wurden. stellten Klassifikationsschemas analysiert. Zu
diesem Zweck wurden Informationen aus einer
Darüber hinaus wurden Experten aus vier deut- Internetrecherche analysiert sowie ein Work-
schen Städten mit unterschiedlichen Positionen shop mit zwei Experten aus der Stadt durch-
befragt. Das aus den gesammelten Erkennt geführt. Der Nutzen des Schemas wird somit
nissen durch ein methodisches Vorgehen kon- sowohl anhand einer Veröffentlichung mit wis-
zipierte Klassifikationsschema wurde anschlie- senschaftlichem Fokus über ein konkretes Pro-
ßend anhand zweier Fallstudien evaluiert, unter jekt als auch anhand praxisnaher Informationen
anderem mit zwei Experten aus einer deutschen aus einer Diskussion mit Experten über die
Großstadt, führend im Smart City-Bereich. Smart City-Strategie der Stadt München
Publikationen zu den Erkenntnissen aus diesem demonstriert. Genauere Informationen zu
Projekt wurden sowohl bei der Hawaii Interna- beiden Fallstudien sind im Anhang zu finden.
tional Conference on System Sciences
2 Eine detaillierte Übersicht der verschiedenen Smart City-Bemühungen deutscher Städte ist im Smart-City-Atlas vom
bitkom (2019) zu finden.
8 Berichte des NEGZ3. ERGEBNISSE
Im Folgenden werden die Ergebnisse der Kurz- Die Berücksichtigung und Umsetzung von Inter-
studie vorgestellt. Zuerst werden die im Klassi- operabilität bei der Konzeption und Entwick-
fikationsschema (siehe Abbildung 2) enthalte- lung von Smart City-Datenplattformen stellt
nen, relevanten Faktoren für Interoperabilität viele Städte jedoch vor große Herausforderun-
von Smart City-Datenplattformen, sowie die gen. Um Entscheidungsträgern zu helfen, diese
dabei jeweils vielversprechendsten Ansätze zu bewältigen und Antworten auf relevante Fra-
erläutert. Danach wird die Anwendung des
gen zu finden, werden im Folgenden fünf wich-
Schemas anhand zwei verschiedener Praxis tige Faktoren für die Realisierung von Interope
beispiele demonstriert. rabilität vorgestellt (siehe Abbildung 2). Die
zwei ersten Faktoren können dabei als harte,
technische Faktoren bezeichnet werden, wohin-
3.1. Faktoren für Interoperable Smart City- gegen die drei letzteren eher weiche Faktoren
Datenplattformen sind, welche sich besonders auf den Organisa-
torischen Rahmen beziehen. Für jeden Faktor
Wie in der Einleitung beschrieben, ist Interope- werden verschiedene Implementierungsansätze
rabilität eine Hauptvoraussetzung, um Anwen- beschrieben und deren jeweilige Vor- und Nach-
dungen für intelligente Städte weiterzuentwi- teile diskutiert. Eine ausführliche Beschreibung
ckeln und deren Nutzen für Bürger, Unternehmen und Diskussion aller Ansätze ist in dem Buch-
und öffentliche Verwaltungen zu vergrößern. kapitel Buchinger et al. (2021a) zu finden.
Abbildung 2:
Klassifikations
schema zur Inter
operabilität in Smart
Cities: Fünf Faktoren
und zugehörige
Implementierungs
ansätze (Eigene
Darstellung basie-
rend auf Buchinger
et al. (2021a))
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 9Faktor 1: Level der Dateninteroperabilität ntstehungskontext der Daten zu berücksich
E
tigen. Systeme können somit die genaue
Interoperabilität ist im Smart City-Kontext Bedeutung der ausgetauschten Informationen
besonders deshalb wichtig, weil das Konzept verstehen.
auf Daten basiert und in mehreren Fällen die
Kombination verschiedener Daten aus unter- Semantische Interoperabilität ist im Smart City-
schiedlichen Quellen erfordert. Um dies zu Kontext besonders deshalb notwendig, da in
ermöglichen, muss eine umfassende und kon- diesen großen Mengen an unterschiedlichen
sistente Datenbasis geschaffen werden, welche Informationen mit unterschiedlichen Formaten,
die Entwicklung fortgeschrittener Smart City- Bedeutungen und Beziehungen zu verschie
Anwendungen ermöglicht. Das Level, auf denen Bereichen kombiniert werden müssen,
welchem die Plattformen und Sensoren inter- um Anwendungen mit realem Mehrwert für ihre
operabel sind, ist dabei entscheidend für die Nutzer zu schaffen. Eine grundlegende und
Qualität der Daten im Hinblick auf die Fähigkeit, eine strukturelle Interoperabilität kann nicht die
sie in verschiedenen Anwendungen zu kombi- richtige Interpretation all dieser Daten gewähr-
nieren und gemeinsam zu verarbeiten. Generell leisten, da in beiden Fällen Metainformationen
kann hier zwischen grundlegender, struktureller fehlen.
und semantischer Interoperabilität unterschie-
den werden. Sowohl publizierte Forschungs Faktor 2: Schnittstellenarchitektur zwischen
ergebnisse als auch Erfahrungen aus der Praxis den einzelnen Datenplattformen
zeigen jedoch, dass bezüglich des Levels der
Dateninteroperabilität bereits eine klare Emp- Dieser Faktor ist ebenfalls von grundlegender
fehlung für eine semantische Interoperabilität Bedeutung, da er die generelle Struktur der
gegeben werden kann. Smart City-Infrastruktur entscheidend beein-
flusst. Besonders geht es bei der Schnittstellen-
Grundlegende Interoperabilität: Eine grund architektur darum zu entscheiden, wo relevante
legende Interoperabilität bedeutet, dass Systeme Smart City-Daten gespeichert werden und wie
grundsätzlich Daten austauschen können. Da verschiedene Anwendungen möglichst einfach
dabei jedoch keine einheitlichen Spezifikatio- auf den gesamten Daten bestand zugreifen
nen, z.B. zu Kommunikationsprotokollen getrof- können, so dass eine Kombination verschiedener
fen werden, kann in den meisten Fällen die rich- relevanter Daten effizient ermöglicht wird.
tige Interpretation der ausgetauschten Daten Bezüglich der Architektur w
erden in Theorie und
durch die einzelnen Systeme nicht gewährleistet Praxis besonders drei Ansätze diskutiert.
werden.
Standardisierte APIs: Der wohl naheliegendste
Strukturelle Interoperabilität: Bei struktureller Ansatz besteht darin, standardisierte APIs zu
Interoperabilität werden die Struktur, das nutzen, um verschiedene Datenbanken, Senso-
Format und die Syntax der Daten durch die ren und Systeme interoperabel zu machen. In
Verwendung gemeinsamer Sprachen oder
diesem Fall müssten alle Datenquellen, Speicher
Protokolle definiert, so dass die Bedeutung der und Anwendungen, die zur Infrastruktur der
ausgetauschten Daten interpretiert werden Smart City gehören, die gleichen API-Standards
kann. Allerdings kann die Bedeutung der Daten, unterstützen. Dieser Ansatz (vgl. z.B. (Ferguson
wenn sie aus unterschiedlichen Kontexten et al. 2016)) würde nicht nur Interoperabilität
stammen, durch das Fehlen von Metainforma- zwischen Plattformen usw. ermöglichen, son-
tionen unklar bleiben. dern auch die Flexibilität hinsichtlich der Archi-
tekturen und der verwendeten Komponenten
Semantische Interoperabilität: Durch eine für die Entscheidungsträger in den Städten
semantische Interoperabilität können Daten, die erhöhen. Eine Modifikation dieses Ansatzes ist
mit unterschiedlichen Kommunikationsproto- ein Konzept namens „pivotal points of interop
kollen erfasst wurden, ausgetauscht und von erability“, welches gemeinsame Architektur
der Gegenseite interpretiert werden. Dazu wer- prinzipien für Smart City-Systeme vorsieht, so
den neben den Daten an sich auch die Struktur, dass nur an bestimmten gemeinsamen Punkten
das Format und die Syntax der Daten durch die standardisierte Schnittstellen verwendet werden
Verwendung gemeinsamer Sprachen, Protokolle müssen, um die Systeme interoperabel zu
und Datenmodelle definiert sowie Metadaten machen (Bhatt et al. 2017). In beiden Fällen
angefügt, welche es ermöglichen, auch den müssen die Sensoren, Plattformen und Anwen-
10 Berichte des NEGZdungen jedoch die gleichen API-Standards omponenten derzeit unterschiedliche Stan-
K
verwenden (zumindest an den definierten Punk- dards (Ahlgren et al. 2016). Dies kann zu einem
ten), um Daten untereinander auszutauschen. Vendor Lock-in führen und die Interoperabilität
zwischen Komponenten verschiedener Anbieter
Middleware-Lösung: Anders als bei standardi- erschweren. Da in naher Zukunft keine Verein-
sierten APIs müssen in diesem Fall Plattformen heitlichung der verschiedenen Pseudostandards
nicht die gleichen Standards unterstützen. absehbar ist (Sotres et al. 2019), ist Interope
Stattdessen wird eine Middleware verwendet, rabilität von Smart City-Lösungen derzeit nicht
welche die Datenrepräsentation der ursprüng- allein durch die Verwendung standardisierter
lichen Plattform auf die Bedürfnisse eines Emp- APIs umsetzbar.
fängers konvertiert (vgl. z.B. (Chaturvedi und
Kolbe 2019; Zarko et al. 2019)). Die Middleware Dieser Sachlage entsprechend werden sowohl
dient dabei auch als Such- und Vermittlungs in der Literatur als auch in der Praxis die Kon-
layer zwischen Datenbanken und Anwendungen, zepte Middleware und zentrale Datenplattform
so dass Anwendungen zentral auf Daten aus intensiv diskutiert. Das Hauptargument für eine
verschiedenen Datenquellen zugreifen k önnen. Middleware ist dabei, dass in einer verteilten
Um diese Aufgabe erfüllen zu können, muss die Umgebung, in der mehrere Parteien und Sen-
Middleware jedoch alle verwendeten Standards sorbesitzer mit proprietären Sensoren beteiligt
der verschiedenen Quellen unterstützen. sind, nicht alle bereit wären, ihre proprietären
Daten in einen Datenspeicher eines Drittanbie-
Zentrale Datenplattform: Bei diesem Ansatz ters zu speichern (Chaturvedi und Kolbe 2019).
wird ein zentraler Speicher für alle Smart City- Darüber hinaus kann mit diesem Ansatz eine
Daten betrieben, in welchem auch die relevan- enorme Menge an redundanter Datenspeiche-
ten Daten aus bestehenden Datenplattformen rung vermieden werden. Des Weiteren haben in
dupliziert werden (Hwang et al. 2019). Zwar großen IoT-Systemen wie in einer Smart City
muss auch dieser den Zugriff zu allen Quellen bereits verschiedene Organisationen unter-
unterstützen, wozu wiederum eine Art Middle- schiedliche Plattformen eingesetzt, wobei es oft
ware genutzt werden kann, im Vergleich zu unrealistisch ist, diese durch eine einzige zu er-
einer Middleware-Lösung, bei der Anwendun- setzen (Ahn et al. 2016). Die Vermittlung an die
gen über die Middleware auf verschiedene ursprünglichen Datenspeicher über die Middle-
Datenquellen zugreifen, sind im Falle der zent- ware würde jedoch bei zunehmender Anzahl
ralen Datenplattform jedoch alle relevanten von Anwendungen zu einer Zunahme der An-
Daten auf einer zentralen Plattform gespeichert fragen an die einzelnen Datenspeicher führen.
und abrufbar. Diese sind jedoch möglicherweise nicht für den
dadurch entstehenden hohen Datenverkehr
Obwohl die Interoperabilität über APIs ein ausgelegt. Darüber hinaus ist es möglich, dass
vernünftiger und effizienter Ansatz ist, gibt es die Betreiber der Datenspeicher den durch die
mehrere Argumente, warum eine zentrale erhöhten Datenabfragen entstehenden Auf-
Datenplattform oder eine Middleware-Lösung wand nicht aufbringen können. Demgegenüber
derzeit vielversprechender sind. Zum einen bietet also eine zentralisierte Smart City-Platt-
hängt die Wahl einer erfolgreichen Architektur form einen Vorteil.
stark von der bereits vorhandenen Infrastruktur
und der Organisationsstruktur einer Stadt ab. Faktor 3: Grad der Datenoffenheit
In den meisten Fällen handelt es sich bei der
Infrastruktur um eine gewachsene Landschaft Bezüglich des Grads der Datenoffenheit bei
aus verschiedenen Datenquellen und Daten- interoperablen Smart City-Lösungen stellen
banken, die von verschiedenen Abteilungen sich besonders die Fragen, wer Daten auf eine
und mit u nterschiedlichen primären Anforde- Plattform stellen kann, wer auf sie zugreifen
rungen verwaltet werden. Aus diesem Grund ist kann und wie der Zugriff geregelt ist. Diese
nicht zu erwarten, dass alle Komponenten, die Fragen sind besonders aus zwei Gründen rele-
für eine funktionale Smart City wichtig sind, die vant. Zum einen ist die Verwaltung einer Stadt
gleichen Standards wie neu entwickelte oder selbst in verschiedene Abteilungen unterteilt,
implementierte Lösungen unterstützen. Zum die zumeist über eigene Daten und Daten-
anderen verwenden die verschiedenen Anbie- hoheit verfügen. Für nutzenstiftende Smart
ter von Smart City- und IoT-Plattformen sowie City-Lösungen sollten jedoch Daten aus den
von relevanten Sensoren und anderen verschiedenen Abteilungen intern ausgetauscht
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 11werden (soweit dies mit dem Gesetz vereinbar modelle ermöglichen würde, bei denen öffent-
ist), um eine umfassende Datenbasis zu erhalten. liche Daten mit Unternehmensdaten auf ver-
Zum anderen besteht sowohl in der Literatur als trauenswürdige Weise vermischt werden
auch in der Praxis Konsens darüber, dass externe (Välja und Ladhe 2015).
Parteien für die Entwicklung einer Smart City
wichtig sind, sowohl bei der Nutzung von Smart Experten aus verschiedenen Städten halten,
City-Anwendungen als auch bei deren Entwick- insbesondere zu Beginn der Smart City-
lung. Aus diesem Grund soll auch externen Par- Entwicklung, den Open Data-Ansatz als ziel
teien (bis zu einem gewissen Grad) der Zugang führend, da die Stadt externe Parteien incenti-
zu den Smart City-Daten ermöglicht werden. vieren möchte, auf der Grundlage der
Wie und in welchem Umfang die Daten von Drit- vorhandenen, meist noch nicht vollständig
ten genutzt werden können, kann auf drei grund- konsistenten Daten Smart City-Anwendungen
legende Arten gehandhabt werden. zu entwickeln. Deshalb sollte der Zugang zu den
Daten für externe Parteien frei und einfach sein.
Open Data: Bei diesem Ansatz werden relevan- Jedoch gibt es noch ungelöste regulatorische
te Daten in einem rechtlich akzeptablen Um- Fragestellungen zur Umsetzbarkeit dieses An-
fang der Öffentlichkeit frei zugänglich gemacht. satzes. In Lizenzmodellen wird besonders des-
Dadurch können Firmen und Privatpersonen halb ein Vorteil gesehen, da sie es ermöglichen,
die Daten zum Aufbau von (kommerziellen) die Datennutzung durch Dritte gezielt und
Anwendungen nutzen, ohne für die Nutzung gesetzeskonform zu regulieren. Jedoch wird die
der Daten oder der Plattform bezahlen zu Entwicklung entsprechender Lizenzmodelle,
müssen und ohne Einschränkungen und Kon besonders für mittlere Städte als sehr aufwen-
trollen durch die Stadt. dig beschrieben, weshalb hier vereinheitlichte
Modelle einen Mehrwert bieten könnten. Neben
Lizenzmodelle: Um regulatorische Anforderun- den Vorteilen eines Datenmarktplatzes, beson-
gen an die Datenweitergabe und Nutzung ders die Steigerung der Datenmenge und die
besser adressieren zu können, verwenden ande- Intensivierung dritter Parteien an dem Smart
re Städte Lizenzmodelle, um den Zugriff auf die City-Konzept zu partizipieren, wird dieser An-
Daten zu regeln. Dabei kann das Akzeptieren satz aber vor allem aus rechtlichen Gründen
bestimmter Regelungen zur Voraussetzung für auch kritisch betrachtet. Besonders steht dabei
externe Parteien für die Nutzung der Daten die Befürchtung im Mittelpunkt, dass Dritte
gemacht werden. Darüber hinaus können durch auch rechtlich zweifelhafte Daten auf einer sol-
Lizenzmodelle optional auch Gebühren für die chen Plattform teilen könnten und die Stadt als
Nutzung der von der Stadt zur Verfügung Plattformbetreiber dabei eine Mitverantwortung
gestellten Daten erhoben werden. Konkrete
hätte. Eine stetige Kontrolle aller Daten würde
Konzepte für Lizenzmodelle für Smart City- jedoch zu einem erheblichen Mehraufwand für
Daten sind jedoch zumeist noch in der Entwick- die Stadt führen.
lung. Es kann aber zum Beispiel auf bereits
existierende allgemeine Lizenzmodelle auf
Faktor 4: Rolle der Stadt bei der Bereitstellung
gebaut werden. der Smart City-Infrastruktur
Daten-Marktplatz: Ein Marktplatzansatz für Die Rolle der Stadt bei der Bereitstellung der
Smart City-Daten könnte dazu beitragen, die Smart City-Infrastruktur hängt insbesondere mit
Menge verfügbarer Daten insgesamt zu erhö- dem Grad der Datenoffenheit zusammen. Je
hen, da er auch anderen Organisationen neben nach gewählten Ansatz zur Datenoffenheit
der Stadt ermöglicht, Daten für Smart City- muss die Stadt die Verantwortung für die
Anwendungen anzubieten und auszutauschen. Infrastruktur übernehmen oder ihre Entschei-
Dadurch könnte ein solcher Marktplatz zum dungskompetenz mit externen Parteien, z.B.
einen ein neues Geschäftsmodell für Unter Unternehmen teilen, welche ebenfalls Daten
nehmen bieten, die relevante und nachgefrag- über diese Infrastruktur austauschen. Abhängig
te Daten gegen Bezahlung mit der Stadt und davon, wie viel Verantwortung und Verwal-
anderen Organisationen teilen wollen. Zum
tungsaufwand eine Stadt in Bezug auf die
anderen würde eine Marktplatzplattform die Dateninfrastruktur übernimmt, werden derzeit
technologische Lücke schließen, mit der vor besonders die zwei Ansätze koordinierend und
allem kleinere U
nternehmen konfrontiert sind, organisierend als vielversprechend erachtet.
indem sie diesen wissensbasierte Geschäfts
12 Berichte des NEGZMinimalistischer Ansatz: Bei einem minimalis- entwickeln. Nur so lässt sich der Mehrwert der
tischen Ansatz ermöglicht es die Stadt anderen, Smart City kontinuierlich vergrößern, indem
auf ihre Daten zuzugreifen und sie zu verwen- nicht nur die Stadt die Bedürfnisse der Bürger
den, ohne dass sie viel in das Ökosystem und Unternehmen erkennen und mit Anwen-
eingreift oder es kontrolliert. Aus Gründen des dungen adressieren kann, sondern auch dritte
Datenschutzes und der Sicherheit, sowie auf Parteien. Des Weiteren muss die Stadt stets in
Grund der Notwendigkeit, Anreize für externe der Lage sein, die Smart City-Daten aktiv zu
Organisationen zu schaffen, die Smart City- verwalten und zu kontrollieren. Ein weiterer
Daten für die Entwicklung von Anwendungen Faktor, der die Entscheidung bezüglich der
für die Bürger zu nutzen, scheint dieser Ansatz Rolle der Stadt beeinflusst, ist das existierende
jedoch wenig geeignet. Ökosystem der Stadt. Die Interviews haben
gezeigt, dass der koordinative Ansatz derzeit
Koordinierender Ansatz: Hierbei fungiert die häufiger angewandt wird, zumal die meisten
Stadt als zentrale Instanz, die die Kontrolle über Smart City-Projekte von Städten vorangetrie-
die Dateninfrastruktur behält. Dabei kann um ben werden. Langfristig sehen jedoch verschie-
die offen, oder mit einem Lizenzmodell zur dene Experten das Ziel darin, zu einem adminis-
Ver
fügung gestellten Daten eine Community trativen Ansatz überzugehen, bei dem sich das
geschaffen werden, vergleichbar mit einem Öko- Ökosystem in größerem Umfang selbst verwal-
system wie Amazon oder dem Apple Appstore. tet. Dafür sollte es jedoch externen P
arteien ge-
Die gesamte Entscheidungsgewalt, Verant nügend Vorteile bieten, sich zu beteiligen und
wortung sowie der Betrieb der Infrastruktur Daten zur Verfügung zu stellen, ohne dass die
verbleibt jedoch in städtischen Organen. Stadt zusätzliche Anreize gibt.
Organisierender Ansatz: Bei diesem Ansatz, Faktor 5: Datenschutzniveau der geteilten
welcher insbesondere für den Betrieb eines Daten
Datenmarktplatzes relevant wäre, sorgt die
Stadt dafür, dass sich das Ökosystem selbst Bei der Interoperabilität geht es auch darum, zu
organisiert. Während die Stadt eine zentrale
definieren, welche Daten geteilt werden. Deshalb
Partei im Ökosystem bleibt, delegiert sie dabei müssen die Entscheidungsträger in den Städten
auch Verantwortlichkeiten an externe Parteien definieren, welche Daten in interoperablen
und auch die Entscheidungsgewalt ist stärker Lösungen gemeinsam genutzt werden können.
zwischen den Akteuren im Ökosystem verteilt. Unterschieden werden kann dabei vor allem zwi-
Dies wiederum bedingt, dass sowohl der Auf- schen verschiedenen Privatsphäre- und Vertrau-
wand als auch die Kosten für den Betrieb der lichkeitsniveaus, generell also zwischen öffentli-
Infrastruktur ebenfalls zwischen der Stadt und chen Informationen, Informationen zu kritischer
den externen Parteien aufgeteilt werden, sodass Infrastruktur und persönlichen Informationen.
sich die Stadt vor allem auf Kontrollaufgaben Letztere werden im Allgemeinen jedoch nicht als
konzentrieren kann, zum Beispiel hinsichtlich Teil der austauschbaren Smart City-Daten
der Einhaltung von Vorschriften. Gleichzeitig gesehen, sodass der Augenmerk bei interope
verliert sie bei diesem Ansatz aber auch an Ent- rablen Lösungen auf den beiden anderen Typen
scheidungsgewalt und Einfluss bei der Gestal- liegt.
tung und Entwicklung der Smart City.
Öffentliche Informationen: Einerseits sind viele
Die Vor- und Nachteile der beiden Ansätze für eine Smart City relevante Daten öffentliche
hängen besonders vom Grad der Datenoffenheit Informationen. Diese Informationen sind oft
ab. Ein Lizenzmodell verlangt von der Stadt ein bereits vorhanden und können in einigen Fällen
höheres Dienstleistungsangebot, während ein auch bereits von der Öffentlichkeit abgefragt
Marktplatz-Ansatz auch von den Unternehmen werden. Sie sind dabei aber zumeist in nicht mit-
mehr Verantwortung für den Betrieb der Platt- einander verbundenen Systemen und Daten-
form erfordert. Gleichzeitig müsste die Stadt banken gespeichert, so dass eine Kombination
jedoch auch einen Teil der Entscheidungsgewalt der Informationen ohne Interoperabilität nicht
abgeben. Grundsätzlich scheint sicher, dass die möglich ist.
Stadt, besonders während sich die Smart City-
Infrastruktur noch im Aufbau befindet, Anreize Kritische Infrastrukturen: Andererseits besitzt
für externe Organisationen schaffen muss, so die Stadt aber auch Daten über kritische Infra-
dass auch solche Anwendungen z.B. für Bürger strukturen. Diese sind zwar im Allgemeinen
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 13nicht geheim, können aber nur in begründeten über eine interoperable Smart City-Lösung
Fällen und in angemessenen Umfang bei der vollständig für die Öffentlichkeit zugänglich
Stadt abgefragt werden. Beispiele solcher Infor- werden, da dies z.B. Straftaten erleichtern und
mationen sind eine Gesamtkarte der Fernwär- damit die Öffentlichkeit gefährden könnte. Des-
meversorgung oder des Kanalisationssystems halb hängt es von den einzelnen kritischen Infra-
einer Stadt. strukturdaten ab, ob und wie sie in interopera-
blen Systemen geteilt werden sollen. Dies sollte
Persönliche Informationen: Verschiedene auch bei der Wahl der Architektur berücksich-
Ämter und Einrichtungen der Stadt speichern tigt werden, da z.B. eine Übertragung kritischer
sowohl persönliche Daten von Bürgern als auch Infrastrukturdaten aus einer stadtabteilungs
von Unternehmen zu verschiedenen Zwecken. internen Datenbank auf eine zentrale Smart
Der Austausch dieser Daten ist jedoch in den City-Datenplattform nicht gewünscht und um-
meisten Fällen rechtlich unzulässig, sodass setzbar erscheint.
derzeit alle befragten Experten dem Austausch
dieser Daten kritisch gegenüberstehen.
3.2. Analyse von Beispielen aus der Praxis
Bei öffentlichen Informationen gibt es keine
Sicherheitsbedenken, welche gegen das Weiter- Im Folgenden wird das vorgestellte Klassifika-
geben und Teilen solcher Daten spricht. Jedoch tionsschema exemplarisch auf die im Anhang
wären für Smart City-Anwendungen oft auch genauer beschriebenen Fallstudien aus
sensiblere Daten von Mehrwert. Dennoch sollten Santander und München angewendet. Dadurch
kritische Infrastrukturdaten öffentlich nicht soll verdeutlicht werden, wie das Klassifikations-
strukturiert abfragbar und analysierbar g
emacht schema dabei helfen kann, die gewählten An-
werden. Solche Informationen können zwar in sätze für die verschiedenen Faktoren zu erken-
manchen Fällen schon jetzt für relevante Berei- nen, diese bezüglich ihrer Erfolgsaussichten zu
che bei der Stadt abgefragt werden, wenn sie bewerten und nachzuvollziehen, ob alle wichti-
z.B. von einer Firma benötigt werden um Bau- gen Faktoren im Projekt oder in der gesamten
arbeiten durchzuführen, sie sollten aber nicht Smart City-Strategie berücksichtigt wurden.
14 Berichte des NEGZ3.2.1. Santander
Abbildung 3:
Klassifikationssche-
ma zur Interopera
bilität in Smart Cities
angewandt auf das
Beispielprojekt aus
Santander (Eigene
Darstellung basie-
rend auf Buchinger
et al. (2021a))
In einem von Cheng et al. (2015) beschriebenen semantischen Interoperabilität bereits zu Prob-
Projekt wurde eine Systemarchitektur für eine lemen, z.B. wenn eine bestimmte Art von Daten
Live-Stadtdaten- und Analyseplattform für die in einer Anwendung benötigt wird, diese Daten
Smart City Santander entwickelt. Eine detaillier- jedoch aus unterschiedlichen Quellen mit unter-
tere Beschreibung des Projekts kann im Anhang schiedlichen Formaten stammen, so dass bei
gefunden werden. In die Lösung wurden sowohl der Interpretation der Daten ohne Semantik ein
Livesensordaten als auch historische Daten ein- Problem auftritt. Auch aus diesen Grund beto-
bezogen. Diese Daten wurden unstrukturiert nen die Autoren, dass langfristig eine semanti-
oder semi-strukturiert gespeichert. Die entwi- sche Interoperabilität erforderlich ist, um die
ckelte Plattform kann in dem Klassifikations- Plattform zu verbessern. Die gewählte Architek-
schema, wie in Abbildung 3 dargestellt, deshalb tur in diesem Projekt ermöglicht Interopera
zwischen grundlegender und struktureller Inter- bilität über eine zentrale Datenplattform. Mög-
operabilität klassifiziert werden. Da mehr liche Nachteile eines solchen Ansatzes werden
verschiedene Datenquellen und -typen in einer in der Publikation nicht diskutiert. Darüber
Datenplattform zusammengeführt werden und hinaus wird von den Autoren weder der Grad
externe Anwendungen auf die Daten zugreifen der Datenoffenheit, noch die Rolle der Stadt
können, handelt es sich dabei grundsätzlich um oder das Datenschutzniveau der geteilten D
aten
eine interoperable Lösung, zumindest innerhalb berücksichtigt.
der Abgrenzungen des Projekts. Wie auch die
Autoren erwähnen, ist diese Lösung jedoch nur Insgesamt zeigt das Beispiel, welche Nachteile
realisierbar, da die meisten Daten aus dem ein einfacher Projektansatz zur Entwicklung
selben IoT-Testbed stammen und nur einige einer Smart City-Infrastruktur haben kann. Auf-
wenige Anwendungen in Betracht gezogen
grund des begrenzten Rahmens eines solchen
werden. Nichtsdestotrotz führt das Fehlen einer Projekts, in dem meist nur eine geringe Menge
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 15an Datenquellen und einfache Anwendungen Die Stadt München ist an mehreren Smart
berücksichtigt werden, ist eine genauere Ana- City-Projekten beteiligt. Diese Projekte haben
lyse der Interoperabilität über Projektgrenzen unterschiedliche Schwerpunkte und stellen ein-
hinweg nicht notwendig. Da es sich zudem zelne Bausteine für eine Gesamtstrategie
meist um Proof-of-Concept-Projekte handelt, bezüglich Smart City dar. Um das vorgestellte
welche vor allem auf die Erreichung bestimmter Klassifikationsschema auf die projektüber
Projektziele, nicht aber auf eine allumfassende greifenden Ansätze anzuwenden, welche in
praktische Anwendung abzielen, werden wich- München in Bezug auf Interoperabilität in den
tige Faktoren oft vernachlässigt. Smart City-Projekten verfolgt werden, wurde
das Schema mit zwei Experten der Stadt
Natürlich ist dabei zu beachten, dass sich diese München diskutiert (siehe Abbildung 4). Durch
Analyse nur auf eine Quelle bezieht, sodass diese Form der Anwendung konnte nicht nur ein
besonders das Fehlen von Informationen zu drei einzelnes Projekt mit dem Klassifikationsschema
Faktoren nicht automatisch bedeutet, diese charakterisiert werden, sondern die Gesamt
seien auch in der Praxis nicht bedacht worden. strategie einer der führenden Smart Cities in
Um dies zu klären, müsste die Analyse durch Deutschland.
Interviews mit in das Projekt involvierten Exper-
ten erweitert werden. Das jedoch jegliche Hinsichtlich des Levels der Dateninterope
Erwähnung dieser Faktoren in der wissenschaft- rabilität wird in der Stadt eine semantische
lichen Beschreibung des Projekts fehlt, zeigt, Interoperabilität angestrebt, da in Smart City-
dass diese Themen, gerade auch in der (praxis- Anwendungen alle Daten verstanden werden
nahen) Forschung einer größeren Aufmerksam- müssen, um z.B. Daten aus unterschiedlichen
keit bedürfen. Quellen für die Nutzung zu normalisieren.
Als Schnittstellenarchitektur wird ein zweitei
3.2.2. München liger Ansatz gewählt. Für neue Smart City-
Abbildung 4:
Klassifikationssche-
ma zur Interopera
bilität in Smart Cities
angewandt auf die
Stadt München
(Eigene Darstellung
basierend auf Buch-
inger et al. (2021a))
16 Berichte des NEGZProjekte wie Smarter Together werden zentrale chen. Darüber hinaus betonen die Experten,
Datenplattformen implementiert, um die Daten dass die Stadt im Falle der Bereitstellung eines
von neu installierten Sensoren usw. in einer Marktplatzes für externe Parteien für alle
Plattform zu sammeln. Im Allgemeinen strebt gemeinsam genutzten Daten mitverantwortlich
die Stadt jedoch die Verbindung verschiedener wäre und daher ein Mehraufwand betrieben
bestehender Daten aus verschiedenen Abteilun- werden müsste, um alle Daten auf diesem Markt-
gen mit neu gesammelten Daten an und fokus- platz zu kontrollieren. Nichtsdestotrotz könnte
siert dabei die Interoperabilität über eine auch schon die unangemessene Nutzung von
Mid
dleware. Verschiedene Parteien, so auch stadteigenen Daten zu Kritik an der Stadt füh-
städtische Abteilungen, sind nicht bereit, all ihre ren. Hauptsächlich aus diesem Grund wird das
Daten auf eine zentrale Plattform, welche von Lizenzmodell favorisiert, sodass die Stadt die
Dritten kontrolliert wird, zu übertragen, beson- Kontrolle über das Ökosystem behalten kann.
ders um Informations- und Machtungleich
gewichte sowie Single Points of Failure zu Aus oben genannten Gründen plädieren die
vermeiden. Die Experten betrachten deshalb ein Experten bei der Rolle der Stadt für einen
föderales, teilweise zentralisiertes System mit koordinativen Ansatz, bei dem die Stadt die
einem Datenkatalog, welcher alle Datenspei- Datenhoheit und die Kontrolle über die Nutzung
cherorte enthält, als ersehnenswert. In Bezug der Daten behält.
auf das Skalierbarkeitsproblem, das als Haupt-
argument gegen eine Middleware-Lösung steht, Darüber hinaus sollten in erster Linie öffent
sehen sie eine zentrale Speicherung besonders lichen Informationen innerhalb der Smart City-
häufig abgefragter Daten als Möglichkeit, eine Lösung ausgetauscht werden. Wie und ob auch
Überlastung der internen Systeme zu vermeiden. kritische Infrastrukturdaten bis zu einem gewis-
sen Grad einbezogen werden können, ist noch
In Puncto Datenoffenheit verfolgt die Stadt ein nicht endgültig entschieden.
Lizenzmodell. Dabei geht es der Stadt in erster
Linie nicht darum, Gebühren für die Datennut- Insgesamt zeigt die Anwendung des Klassifi
zung zu erheben, sondern um die Möglichkeit, kationsschemas auf die zweite Fallstudie, dass
die Nutzung der Daten an bestimmte Bedingun- sie alle relevanten, möglichen Ansätze für die
gen zu knüpfen. Mit der Zustimmung zum verschiedenen Faktoren enthält. Weiterhin
Lizenzvertrag stimmen die externen Nutzer
wurden alle Faktoren von den Experten als
automatisch einem einheitlichen Lizenzmodell wichtig für die Entwicklung einer interoperablen
zu, das die Regeln und Einschränkungen defi- Smart City-Infrastruktur bewertet. Die Anwen-
niert, unter denen die Daten genutzt werden dung des Klassifikationsschemas zusammen mit
können. Der Marktplatzansatz dagegen wird in den beiden Experten der Stadt München zeigte
der Stadt München vor allem aus rechtlichen jedoch auch, dass für die erfolgreiche Berück-
Gründen kritisch gesehen, da es nicht Aufgabe sichtigung aller Faktoren eine Vielzahl von
einer Stadt ist, einen freien Datenaustausch offenen Fragen und Herausforderungen b esteht,
zwischen allen möglichen Parteien zu ermögli- die in Zukunft geklärt werden müssen.
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 174. HANDLUNGSEMPFEHLUNGEN
Das im Rahmen dieser Studie entwickelte sondern es müssen den gegebenen Um-
Klassifikationsschema konzeptualisiert Inter-
ständen entsprechende Maßnahmen ergrif-
operabilitätsansätze, die derzeit in Literatur und fen werden: Wie das vorgestellte Klassifika-
Praxis diskutiert werden. Das Schema besteht tionsschema zeigt, gibt es verschiedene
aus fünf Faktoren und jeweils drei möglichen Faktoren und Ansätze welche zur Umset-
Ansätzen. Es bietet eine Struktur zur Diskussion zung von Interoperabilität in Smart Cities
und zum Vergleich verschiedener Interopera geeignet sein können. Die richtige Strategie
bilitätsansätze und gibt erste Schlussfolge ist deshalb besonders von äußeren Bedin-
rungen zu vielversprechenden und weniger gungen z.B. den gesetzlichen Bestimmun-
vielversprechenden Ansätzen. Obgleich das
gen oder der Attraktivität der Stadt für Dritte
Klassifikationsschema auf einer umfangreichen und den Zielen der betreffenden Stadt
systematischen Literaturanalyse und mehreren abhängig. Um dennoch den Aufwand für die
Experteninterviews basiert, sind die vorgestell- einzelnen Städte zu reduzieren, sollten durch
ten Faktoren nicht unbedingt abschließend. weitere Forschung einheitliche Ansätze z.B.
Andere Faktoren können sich im Laufe der Zeit aufgegliedert für verschiedene Stadttypen
und mit fortschreitender Umsetzung der Inter- und Zielsetzungen gefunden werden, um
operabilität ergeben. Um zusätzliche Faktoren dadurch spezifischere Implementierungs-
zu identifizieren, sollte das Schema daher mit Roadmaps zu entwickeln.
weiteren Beispielen aus der Praxis evaluiert
werden. Als Zusammenfassung der durchge- 3. Die Koordinierung der Interoperabilitäts-
führten Studie, die theoretische und praktische bemühungen erfordert maßgeschneiderte
Erfahrungen kombiniert, können die folgenden Werkzeuge: Das Erreichen von Interopera-
fünf Kernaussagen angeführt werden: bilität in und zwischen Smart Cities
beschränkt sich nicht auf technische Fragen
1. Interoperabilität ist ein wichtiger Erfolgs- und Werkzeuge, vielmehr spielt auch die
faktor für Smart City, welcher jedoch noch Koordination der verschiedenen Akteure in
nicht vollständig untersucht und kommuni- einer Stadt (städtische Abteilungen, Dienst-
ziert ist: Derzeit handelt es sich bei den leister, Bürger usw.) und eine Koordination
meisten Smart City-Aktivitäten in Städten zwischen den Städten eine entscheidende
noch um Pilotprojekte, die unter Verwen- Rolle. Aus diesem Grund werden von der
dung einer geringen Anzahl verschiedener Politik z.B. spezifischere gesetzliche Richtli-
Datenquellen auf spezifische Anwendungs- nien, standardisierte vertragliche Rahmen-
fälle ausgerichtet sind. Um die Realisierung bedingungen, Methoden zur Koordinierung
komplexerer Lösungen und die Nutzung der der Akteure und eine spezifischere nationale
Daten durch Dritte zu ermöglichen, sodass Strategie zu den Zielen von Smart City-
die Bedürfnisse der Kunden effizienter und Initiativen benötigt.
stadtübergreifend erfüllt werden können, ist
die Verbindung von Projekten, der Datenaus- 4. Langfristig sind einheitliche Standards für
tausch über Stadtgrenzen hinweg und die die Interoperabilität in und zwischen Smart
Öffnung der Daten für externe Parteien Cities unverzichtbar: Auch wenn einheitli-
jedoch unabdingbar. Bei zukünftigen Projek- che Standards im Smart City-Kontext derzeit
ten sollte deshalb die Interoperabilität der noch nicht absehbar sind, sollte dennoch
entwickelten Smart City-Infrastrukturen eine sowohl in der Forschung als auch in der
Hauptanforderung sein, wobei die dabei Praxis weiter an solchen gearbeitet werden.
relevanten Faktoren mithilfe des vorgestell- Zwar kann Interoperabilität zu einen gewis-
ten Klassifikationsschemas diskutiert werden sen Grad z.B. durch Middleware Lösungen
können. erreicht werden, mit fortschreitender Kom-
plexität und Vielfalt werden solche Lösungen
2. Für eine funktionierende Interoperabilität jedoch immer aufwendiger. Die Entwicklung
in Smart Cities gibt es keine Patentlösung, des Internets zeigt, dass sich komplexe Da-
18 Berichte des NEGZtennetzwerke nur ungehindert entwickeln Mehrwert bieten können. Darauf aufbauend
und wachsen können, wenn sie auf einheit- sollte auch von der Politik eindeutig kommu-
lichen Kommunikationsstandards und niziert werden, welche konkreten Probleme
Schnittstellen beruhen. durch Smart City-Projekte in den kommen-
den Jahren gelöst werden sollen, sodass
5. Für die effektive Weiterentwicklung und auch die Erreichung dieser Ziele und der
Verwirklichung von smarten Städten Fortschritt im Allgemeinen besser überprüft
müssen Anwendungen gefunden werden, werden kann.
welche den Bürgern, Stadtmitarbeitern und
Unternehmen einen tatsächlichen Mehr- Durch diese Studie wurde gezeigt, dass bei der
wert bieten: Obwohl seit über 10 Jahren von Realisierung von Interoperabilität in Smart Cities
der Smart City gesprochen wird und Projekte eine Vielzahl von Faktoren berücksichtigt
in diesem Kontext durchgeführt werden, sind werden müssen. Obwohl es vielversprechende
noch immer wenige Beispiele bekannt, wo Ansätze gibt, sind weitere Forschung und
diese Projekte zu einem offensichtlichen Engagement in Theorie und Praxis erforderlich,
Mehrwert, z.B. für Bürger geführt haben. Um um interoperable Infrastrukturen zu erreichen
Bürger, städtische Mitarbeiter und Unter und Smart Cities und ihre Möglichkeiten auf ein
nehmen an der Entwicklung zu beteiligen neues Niveau zu bringen. Dabei kann diese
und diese anhand deren Bedürfnisse weiter Zusammenfassung der Erfahrungen aus Theorie
zuführen, müssen in Theorie und Praxis und Praxis hoffentlich als ein erster Schritt und
konkrete Anwendungen definiert werden,
als Grundlage für künftige Entwicklungen
die zum einen umsetzbar sind und zum dienen.
anderen einen tatsächlichen, sichtbaren
5. ZUSAMMENFASSUNG
Die rasch fortschreitende, weltweite Urbanisie- urde dieser Kurzstudie eine Konzeptualisie-
w
rung stellt Bürger und Stadtverwaltungen vor rung von Ansätzen zur Erreichung von
neue und wachsende Herausforderungen. Die Interoperabilität in Smart Cities erarbeitet. Dazu
Digitalisierung und die massive Nutzung einer wurden die Ergebnisse einer umfassenden
umfangreichen Menge diverser Stadt-Daten, in Literaturanalyse und mehrerer Interviews mit
den letzten Jahren in Theorie und Praxis zuneh- Experten aus der Praxis für die Entwicklung
mend intensiv unter dem Begriff Smart City eines Klassifikationsschemas verwendet. Dieses
thematisiert, soll ein Hauptinstrument sein, um beinhaltet insgesamt fünf Hauptfaktoren, die bei
diesen Herausforderungen zu begegnen. Häufig der Realisierung von Interoperabilität in Smart
konzentrieren sich Smart City-Projekte jedoch Cities zu berücksichtigen sind, sowie drei mög-
auf Silo-Anwendungsfälle und -Lösungen mit liche Ansätze für jeden Faktor. Die fünf als ent-
einer begrenzten Anzahl von Datenquellen und scheidend identifizierten Faktoren sind „Level
Anwendungen. Um die Grenzen zwischen Pro- der Dateninteroperabilität“, „Schnittstellenarchi-
jekten und Datenquellen zu überwinden und tektur“, „Grad der Datenoffenheit“, „Rolle der
damit die Möglichkeiten von Smart City zu
Stadt“ und „Datenschutzniveau geteilter Daten“.
erweitern, ist Interoperabilität eine wichtige
Darüber hinaus wurden im Rahmen dieser
Fähigkeit der Smart City-Infrastruktur. Studie die Vor- und Nachteile der verschiedenen
Ansätze diskutiert. Zur Evaluation und Demons-
Interoperabilität wird in der Smart City-Praxis tration wurde das Klassifikationsschema
jedoch meist übersehen und in der Theorie nur exemplarisch an zwei Fallbeispielen angewandt.
punktuell angesprochen. Aus diesem Grund Zusammengefasst lassen sich fünf konkrete
Interoperabilität von Smart City-Datenplattformen 19Sie können auch lesen
