Internet of Things in Zürich: Unterwegs zu den Sensoren
Sie sind zwar meistens unsichtbar, doch sie tragen viel zu unserer vernetzten und smarten Stadt bei: die Sensoren, welche unsere Stadt messen. Zusammen mit ewz haben wir einige davon besucht.
Die meisten Zürcher:innen verbinden ewz vermutlich mit der Stromversorgung. Dies ist zwar richtig, doch deckt es nur einen Teil der Tätigkeiten ab: Die Verkabelung mit Glasfasern gehört genauso dazu, wie auch wichtige Arbeiten auf dem Weg zu einem vernetzten und smarten Zürich. Am Montag lud ewz zu einem Stadtspaziergang ein, welcher den Interessierten die Welt der Sensoren und deren konkreten Anwendungen näher gebracht hat.
Die Sensoren sind klein und passen gut in eine Hand. Oftmals sind sie unter dem Boden in einem Schacht, oder irgendwo in der Höhe auf einer Oberfläche angebracht. Deshalb fallen sie im alltäglichen Leben kaum auf. Doch sie messen beispielsweise die Luftqualität, Temperatur oder auch den Wasserstand. Ihre Messungen schicken sie mittels LoRaWAN (siehe Box) quer durch die Stadt.
<div style="background-color:#3dafe8;color:white;font-weight:bold;padding:10px"> So kommunizieren die Sensoren miteinander</div> <div style="font-size:18px;padding:10px;background-color:#dddddd"> Damit die Daten der Sensoren energieeffizient versendet werden können, wurden spezielle drahtlose Datenübertragungstechnologien wie «LoRa», was für Long Range steht, entwickelt. Dank dieser Technologie lassen sich entsprechende Netzwerke, sogenannte LoRaWAN ("LoRa Wide Area Network") aufbauen. Da LoRa für die Datenübertragung sehr wenig Strom benötigt, ist es möglich, Sensoren über eine Zeitdauer von bis zu zehn Jahren ohne einen einzigen Batteriewechsel zu betreiben. Weiter bietet LoRa eine verschlüsselte Datenübertragung und hohe Reichweite. Konkret läuft dies so ab: Beispielsweise ein Smart Parking Sensor erkennt eine Parkbelegungsänderung und übermittelt diese über LoRaWAN an den Smart Parking Applikation Server. Dieser entschlüsselt und verarbeitet die Daten und stellt sie in geeigneter Form verschiedenen Anwendergruppen (z.B. Parkplatzbewirtschaftern) zur Verfügung und leitet ausgewählte Daten an weitere Applikationen (z.B. öffentliches Parkleitsystem) weiter, wo sie dann zugänglich sind. </div>
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Heizen und Kühlen
Das erste Beispiel auf dem Stadtspaziergang zum Thema Internet of Things liegt unter dem Boden im Kreis 5. Genauer: direkt neben dem Hotelturm «Renaissance». Rund um einen Schacht versammelten sich die gut 20 SmartCity-Interessierten und hörten den Ausführungen des charismatischen Marcus Cathomen zu.
Dieser zog aus dem Schacht ein circa sieben Meter langes Kabel, an dessen unteren Ende ein Sensor angebracht ist. Das kleine Gerät war nass - dies, weil es tief im Boden Wasserdruck und -temperatur misst. Unter der Erdoberfläche liegt dort ein grosser Grundwasserspeicher, welcher für die Heizung und Kühlung des Hotels und benachbarter Liegenschaften genutzt wird. Damit Grundwasserspiegel und -temperatur überprüft werden können, schickt der Sensor die Daten via LoRaWAN an den LoRa Gateway (Antenne). Dieser steht ein paar hundert Meter entfernt auf einem Hausdach und ist über Glasfasern ans LoRaWAN von ewz angeschlossen.
Ohne den Einsatz von Technogien wie LoRa müssen Messungen entweder regelmässig von Hand durchgeführt werden, oder es kommen nicht vernetzte Sensoren, sogenannte Datenlogger, zum Einsatz, welche in regelmässigen Abständen vor Ort ausgelesen werden müssen. Dies ist sehr aufwändig. Heute geht dies viel einfacher und automatisch. Zudem: Die Sensoren brauchen derart wenig Strom, dass der Aufwand für das Tauschen der Batterien nach einigen Jahren kaum noch ins Gewicht fällt.
Die Öl-Überwachung
Der Spaziergang führt weiter zur Hardbrücke, wo unter der Strasse in einem sogenannten Muffenschacht dicke Hochspannungskabel verlegt sind. Diese Kupferdrähte müssen natürlich isoliert sein, was früher mit Öl bewerkstelligt wurde. Obwohl heute keine ölisolierten Kabel mehr verbaut werden, stehen noch immer einige im Einsatz. Wichtig ist natürlich, dass diese Flüssigkeit nicht ausläuft (was bisher nicht vorgekommen ist), weil sonst die Isolierwirkung nachlässt und Umweltschäden drohen.
Der Öldruck der Kabel wurde schon immer gemessen bzw. überwacht. Effizienter lässt sich diese Überwachung mittels Sensoren realisieren. Wenn der Sensor einen ungewöhnlichen Druckabfall misst, schlägt das System, welches die Daten auswertet, Alarm - es könnte ein Hinweis für ein mögliches Leck in der Isolierung sein.
Klimamessung im öffentlichen Raum
Weiter zur dritten Station, wo sich der Experte Marcus Cathomen verschwiegen gab. Hier und an verschiedenen anderen Stellen unterstützt ewz andere städtische Bereiche bei der Durchführung von Messungen zu verschiedenen Fragestellungen, unter anderem bei der Erhebung von Klimadaten. Ein Projekt in dieser Art wird demnächst im Kontext der «Smarten Haltestelle» im «Smart Korridor» realisiert. Wofür dort Messungen angestellt werden, ist noch ein Geheimnis; in einigen Wochen wird die Öffentlichkeit aber mehr erfahren.
Smart City Lab
Der Spaziergang führte entlang der Hohlstrasse Richtung Altstetten in das Smart City Lab der Stadt Zürich. Dort, in den alten Gebäuden der SBB Werkstätten, arbeitet das Smart City Team an neuen Konzepten und Lösungen für unsere vernetzte und intelligente Stadt. Nat Bächtold begrüsste die Truppe und gewährte einen Einblick in die Arbeit. Zum smarten Zürich gehört beispielsweise der digitale Stadtschalter namens «Mein Konto» oder auch das partizipative Budget «Quartieridee», welches zusammen mit der Urban Equipe umgesetzt worden ist.
Bei den Sensoren arbeiten die Stadtverwaltung und ewz eng zusammen, und auch das Smart City Team nutzt das LoRa-Netzwerk. So wurde zum Beispiel gemeinsam ein Prototyp von einem Knopf entwickelt, mit welchem die Nutzenden unter anderem den ÖV-Fahrplan abrufen oder in der Nachbarschaft um Einkaufshilfe bitten können.
Die Teilnehmenden des Stadtspaziergangs haben dank der engagierten und kompetenten Experten einen vertieften und konkreten Einblick in die Welt der Smart City und der Sensoren erhalten. Falls du weitere Informationen wünschst, wirst du vermutlich hier fündig:
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