Echtzeitdaten für Digitale Zwillinge: Ausbau der Sensordateninfrastruktur der Stadt Leipzig

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Die Stadt Leipzig nutzt Sensoren unter anderem für die Erfassung der Verkehrslage, der Versorgungsinfrastruktur und von Umweltdaten. Echtzeitdaten ermöglichen realitätsgetreue Abbilder einer Kommune und sind daher zentral für Urbane Digitale Zwillinge. Die bestehende Sensordateninfrastruktur in Leipzig wird im Rahmen des CUT-Projektes nun weiter ausgebaut. Einen besonderen Fokus erhält dabei die Bereitstellung von Sensordaten für Dritte über den offenen Standard OGC SensorThings API.

Sensordaten aus dem Internet der Dinge (englische Abkürzung: IoT) nehmen eine zentrale Rolle in der Smart City und bei der Erstellung von Urbanen Digitalen Zwillingen ein. Für Urbane Digitale Zwillinge ermöglichen Sensordaten auf Basis von aktuellen und historischen Werten:

  • die Bewertung des möglichst echtzeitnahen Zustands einer Kommune,
  • den stetigen Abgleich der virtuellen Modelle mit der Realität,
  • die langfristige Beobachtung über die Zeit und die Simulation von „Was-wäre-wenn-Szenarien“
  • und zukünftig die Umsetzung von Anwendungsfällen mit steuernder und regelnder Wirkung.

Die Visualisierung und Analyse der Daten dienen vor allem als Entscheidungsgrundlage für kommunale Maßnahmen und Handlungen, aber auch der internen und externen Kommunikation.

Derzeit werden in Leipzig in der Geodateninfrastruktur vor allem kommerzielle Softwarekomponenten für die Integration von Sensordaten verwendet. Diese ermöglichen jetzt schon die Bereitstellung dynamischer fallbezogener Webanwendungen (zum Beispiel zum Thema Luftqualität im Dashboard „Luftqualität in Leipzig“ und im „3D-Stadtmodell – Energie, Umwelt und Klima“) unter leipzig.de. Eine standardisierte Bereitstellung der Daten aus dem Dashboard zur Weiternutzung erfolgt jedoch noch nicht.

Daher soll im Rahmen des CUT-Projektes die bestehende Sensordateninfrastruktur erweitert werden. Einen besonderen Fokus erhält dabei die Teststellung des FROST Servers (Fraunhofer Open Source SensorThings API Server) des Fraunhofer Instituts für die externe Bereitstellung von Echtzeit- und Zeitreihendaten über den offenen Standard OGC SensorThings API. Durch diese standardisierte Bereitstellung wird die Nutzung und Einbindung von Echtzeitdaten der Stadt künftig durch Dritte auf einfachem Weg ermöglicht. Darüber hinaus soll die Schnittstelle im FROST Server um eine Mandantenfähigkeit für den produktiven Einsatz erweitert werden, was in Kooperation mit dem Projektpartner München umgesetzt wird.

Für eine zuverlässige und wirtschaftlich sinnvolle Bereistellung von Echtzeitdaten mit möglichst geringer Latenz werden weitere Open Source-Komponenten und -Lösungen als Infrastrukturbausteine geprüft und ein internes IoT-Monitoring aufgebaut. Im CUT-Projekt sind verschiedene Sensordatenanwendungsfälle geplant. So sollen unter anderem die Sensordaten der E-Ladesäulen der Stadtwerke Leipzig und stadteigene Bodenfeuchtesensoren angebunden werden.

Die Implementierung des FROST Servers und weiterer Komponenten in Leipzig basiert auf den von der Partnerstadt Hamburg unter Github bereitgestellten Softwarekomponenten und ist damit ein hervorragendes Beispiel für den Wissenstransfer über Städtegrenzen hinweg. Die im CUT-Projekt gesammelten Erfahrungen sollen auch anderen Kommunen verfügbar gemacht werden.

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