Smarte Daten für Kölle: Mit dem Funknetz LoRaWAN und der Plattform ThingsNet schafft NetCologne die Basis für eine Smart City. Das neue Netz ermöglicht eine sichere Übertragung von Daten, die unsere Lebensqualität verbessern.
Achtung Buzzword! Nicht alles ist „smart“, was diesen Namen trägt. „Wir wollen den Begriff mit Leben füllen“, sagte NetCologne-Geschäftsführer Timo von Lepel beim Start des neuen Funknetzes LoRaWAN am 18. Mai 2022 anlässlich der Messe polisMOBILITY. NetCologne hat das „Long Range Wide Area Network“ (LoRaWAN) für Köln flächendeckend aufgebaut: Es besteht aus 40 Empfangsstationen mit kleinen Antennen, sogenannten Gateways. Diese befinden sich an hohen Stellen – zum Beispiel auf Dächern – über das gesamte Stadtgebiet hinweg verteilt, um Sensorsignale zu empfangen. Solche Sensoren können Temperaturen, Feuchtigkeit, Helligkeit, Vibrationen, Frequenzen, Füll-, Zähler- oder Belegungsstände und vieles mehr messen. „Damit wollen wir die Lebensqualität der Menschen verbessern sowie Leben, Wohnen und Arbeiten in der Stadt sicherer und nachhaltiger gestalten“, erklärt der NetCologne-Chef.
Das Internet der Dinge.
Was steckt dahinter? LoRaWAN ist ein globaler Standard für das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Das Übertragungsverfahren transportiert kleine Datenpakete störungsfrei über große Distanzen bis zu mehreren Kilometern – und ist nicht vergleichbar mit LTE, das du mit deinem Smartphone nutzt. Bei LTE werden sehr große Datenmengen über eher geringe Distanzen gesendet. Die Sensoren im LoRaWAN sind batteriebetrieben, haben eine lange Lebensdauer und sind besonders wartungsarm. Nicht ohne Grund, wie Horst Schmitz, Bereichsleiter Technik bei NetCologne, erklärt: „Sensoren sind oft da, wo keine Glasfaser und kein Strom sind.“
Die Kölner profitieren.
Was bringt uns das? Das LoRaWAN soll Köln auf dem Weg zur Smart City unterstützen und die Stadt effizient, zukunftsfähig und nachhaltig machen. Automatisierte Messungen können beispielsweise Wege und Personal einsparen (siehe Beispiele unten). Das schont die Umwelt und entlastet die Mitarbeiter. Aber auch zum Qualitätsmanagement können die erhobenen Daten beitragen. Parks in der Stadt werden sauberer, die Straßenbahnen pünktlicher und Stromausfälle noch seltener. Davon haben alle was.
Noch stehen wir mit LoRaWAN ganz am Anfang. „Überall, wo sensor-lesbare Daten generiert werden, sind Anwendungen denkbar“, sagt Bastian Faßnacht, NetCologne Produktmanager im Bereich Produkt- und Infrastrukturmanagement. Der Fantasie sind also kaum Grenzen gesetzt.
Und was ist ThingsNet?
ThingsNet ist die zugehörige Plattform von NetCologne. Über die Antennen des LoRaWAN werden Daten von Sensoren empfangen und an den ThingsNet-Server weitergeleitet. Eine zugehörige Software wertet die Informationen aus und stellt sie übersichtlich auf dem Bildschirm beim Anwender dar. Gespeichert werden die gesammelten Daten übrigens in den eigenen Rechenzentren von NetCologne. Bastian Faßnacht betont: „Die Daten verlassen Köln zu keinem Zeitpunkt. Das macht NetCologne einzigartig.“
Smart City Köln in Beispielen
Digitale Stromnetzüberwachung
Ausgangssituation
Bisher kontrollierte die RheinEnergie die einzelnen Kabelverteilerschränke direkt vor Ort, um festzustellen, ob mögliche Überhitzungen in den Schränken zu Stromausfällen führen könnten oder ob Türen defekt sind bzw. offenstehen.
Lösung
Mit LoRaWAN überträgt die RheinEnergie Daten über große Strecken bei geringem Energieeinsatz. Aktuell hat unser Stromversorger rund 560 Kabelverteilerschränke über die Funktechnologie angebunden, um verschiedene Messwerte von Sensoren zu sammeln.
Ergebnis
Die RheinEnergie kontrolliert jetzt kostengünstig und energieeffizient die Kabelverteilerschränke. Auf einer digitalen Karte werden alle mit Sensoren ausgestatteten Stationen und deren Zustände aufgezeigt. So können die Mitarbeiter auf einen Klick Temperatur- oder Türzustände kontrollieren und überprüfen, welche Sicherungen ein- oder ausgeschaltet sind. Sollte es zur Überhitzung in den Kästen kommen, kann die RheinEnergie umgehend reagieren. Auf diese Weise werden Stromausfälle vermieden.
Weichen für die Zukunft gestellt
Ausgangssituation
Damit die Stadtbahnweichen der Kölner Verkehrs-Betriebe bei Minusgraden nicht einfrieren, werden sie vor Frost geschützt. In den Wintermonaten werden sie durchgängig beheizt – egal, ob Minusgrade herrschen oder nicht.
Lösung
LoRaWAN-Sensoren werden in wasserdichten Verteilerboxen am Schotterbett der Schienen installiert. Vom Verteiler aus gehen Kabel in die Fühler, die sich in unmittelbarer Nähe der Weichenheizungen befinden und dort die aktuelle Temperatur messen. Die gesammelten Sensordaten werden an die Zentrale der KVB geleitet.
Ergebnis
Die Auswertung der Daten ermöglicht gezielte Anfahrten, was sowohl Kosten als auch CO2-Ausstoß reduziert. Auch Störungen der Heizsysteme erkennen die KVB-Mitarbeiter über das Computersystem.
Intelligentes Abfallmanagement
Ausgangssituation
Die Abfallwirtschaftsbetriebe Köln (AWB) erstellen fest terminierte Fahrten, an denen Müll- und Altkleidercontainer angefahren und entleert werden, unabhängig davon, ob diese gefüllt sind oder nicht.
Lösung
Das Entsorgungsunternehmen erfasst mit einem robusten, wasser- und stoßfesten Sensor an einem Unterflurcontainer in einer Parkanlage den Füllstand. Diese Daten überträgt das LoRaWAN. Anhand dieser Informationen erfolgt eine bedarfsgerechte Leerung.
Ergebnis
Durch dieses smarte Abfallmanagement können Fahrtrouten optimiert, Treibstoff gespart und Abgasemissionen reduziert werden. Darüber hinaus vermeidet die AWB überflüssige Personaleinsätze und unnötige Leerfahrten.
