HTW x Kiezbox: Informatik-Challenge für das resiliente Berlin
Die Kiezbox 2.0 als Lernprojekt: Studierende der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW Berlin) entwickeln krisensichere Lösungen für die Smart City Berlin. Im Fokus stehen ein Infoportal mit Sensordaten für Bürger:innen und ein Notrufknopf via LoRa-Mesh für Krisenfälle. Wir schauen hinter die Kulissen unserer Kiezbox-Challenge.
Wie wir die Resilienz in der Stadt stärken können, damit beschäftigen wir uns im Projekt Kiezbox. Im Rahmen von Berlins Digital- und Smart-City-Strategie entwickeln wir eine ausfallsichere Kommunikationsstruktur für den Krisenfall. Ein praktischer Nebeneffekt: Die technischen Kniffe dieses Projektes eignen sich auch, um die Ideen von angehenden Informatiker:innen in der Praxis zu erproben.
Bei unserer Kiezbox-Challenge, einer Kooperation mit dem Projekt „Wissensmanagement“ der HTW Berlin, stellten wir Studierenden zwei Aufgaben, bei denen sie ihr Können rund um Sensordaten und Internet of Things unter Beweis stellen konnten.
Kiezbox-Challenge #1: Das Infoportal – mit dem Sensor Dashboard zur Smart City für alle
Die erste Challenge stellte die Studierenden vor die Aufgabe, die gesammelten Sensordaten der Kiezbox einfach und verständlich aufzubereiten. Das übergeordnete Ziel: Ein datenbasiertes Abbild der Stadt zu schaffen – und damit nicht nur Potenziale für Smart-City-Anwendungen aufzuzeigen, sondern auch den Mehrwert für Bürger:innen.
Die darzustellenden Messdaten umfassten Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck, Feinstaub, Lautstärke der Umgebungsgeräusche und Metadaten zum Monitoring. Die Studierenden beschäftigten sich mit der Frage, wie die Daten verständlich für jede Messgröße dargestellt werden können – und welche Nutzungsszenarien sich für Anwendungen im Bereich der (Green) Smart City ableiten lassen. Auch die Frage nach weiteren sinnvollen Messwerten und Datenpunkten wurde aufgeworfen. Bei der Entwicklung des Infoportals waren drei zentrale Anforderungen zu erfüllen: Open Source, Barrierefreiheit und web-kompatible Programmiersprachen, bestenfalls in Form einer Kartenansicht – denn Zielgruppe ist die nicht-datenaffine Zivilgesellschaft der Stadt.
Das Ergebnis: Ein Dashboard, das sowohl die Sensordaten des Kiezbox-Sensormoduls als auch das Monitoring des Kiezbox Core visualisiert. Perspektivisch sollen noch weitere Details ausgearbeitet werden, um das Dashboard übersichtlicher zu gestalten, bevor es öffentlich zugänglich gemacht wird.
Kiezbox Challenge #2: Der Notrufknopf – Krisenkommunikation abseits des Mobilfunknetzes
Für die zweite Challenge beschäftigten sich die Studierenden mit einer Notruf-Funktion der Kiezbox für Menschen mit eingeschränkter Mobilität oder ohne Zugang zu Handy, bzw. Computer. Der Clou dabei ist die Anbindung des Notrufknopfs über ein LoRa-Meshnetzwerk, das eine deutlich höhere Reichweite als das lokale Notfall-WLAN der Kiezbox bietet. Die Studierenden erarbeiteten ein Datenformat für die Übermittlung von Notrufinformationen über das datenarme LoRa-Netzwerk.
Als Ergebnis wurde die Basis der Hardware entwickelt und getestet, ein Notrufformat definiert und der Versand von Notrufnachrichten zur Kiezbox erfolgreich realisiert. Tests zeigten, dass das Senden und Empfangen von Notrufnachrichten über mehr als 200 Meter Entfernung und durch einen Hausblock hindurch möglich ist. Zudem wurden ein erweitertes technisches Konzept und ein physisches Design für den Notrufknopf erarbeitet. Perspektivisch soll die genaue Anbindung der Nachrichten an die Feuerwehr erfolgen.
Vor der Challenge ist nach der Challenge: Wie es mit der Kiezbox weitergeht
Bei der Kiezbox-Challenge arbeiteten drei Wirtschaftsinformatiker:innen am Notfallknopf, während ein Wirtschaftsinformatiker mit einem Hintergrund in Finanzen und Datenanalyse das Infoportal-Dashboard entwickelte. Die Studierenden brachten dabei ihre eigenen kreativen Lösungen und Perspektiven ein, obwohl es für viele der erste Kontakt mit einem Hardwareprojekt war. Die Ergebnisse der Challenges wurden in Abschlusspräsentationen vorgestellt. Professorin Olga Willner von der HTW Berlin betonte:
Die Kiezbox ist eine tolle Plattform für meine Studierenden, um neue Technologien zu erproben und gleichzeitig innovative Lösungen zu entwickeln, die unsere städtische Kriseninfrastruktur stärken. Der Technologiestiftung Berlin bin ich sehr dankbar für dieses wertvolle Projekt!
Aktuell wird eine Masterarbeit begleitet, in der ein Informationsdisplay auf E-Paper-Basis entsteht. Dieses soll im Krisenfall relevante Notfallinformationen anzeigen und im Normalbetrieb Sensordaten der Kiezbox darstellen. Es ist ebenfalls an das Mesh-Netzwerk der Kiezbox angebunden. Eine mögliche Erweiterung dieser Arbeit oder zukünftige Projekte könnten beispielsweise eine Notruffunktion direkt am Infodisplay sein. Die Ergebnisse eines vorangegangenen Wissensmanagement-Projektes der HTW Berlin aus dem Vorjahr dienen als Basis für diese Abschlussarbeit.
Das Kiezbox-Projektende naht im Juli und wir sind bereits auf der Suche nach Möglichkeiten zur Verstetigung des Projekts. Die Fragestellungen rund um städtischen Kriseninfrastrukturen bleiben dabei relevant für Bildung und Forschung, zum Beispiel weitere Abschlussarbeiten.
Zukünftig könnte eine Webanwendung entwickelt werden, mit der die Anzahl und Kosten der Kiezboxen für ein bestimmtes Gebiet berechnet werden können. Das würde anderen Städten bei der Planung ihrer städtischen Kriseninfrastruktur helfen.
Kiezbox 2.0
Wie sieht die resiliente Stadt von morgen aus? Das zeigt das Modellprojekt Kiezbox 2.0. Mit einem alternativen stromautarken Kommunikationsnetzwerk will das Projekt kritische Kommunikationsinfrastruktur im Krisenfall aufrecht erhalten – und so die Resilienz der Smart City stärken. Kiezbox 2.0 ist eine Pilotmaßnahme der Strategie Gemeinsam Digital: Berlin. Gemeinsam Digital: Berlin ist die Smart City Strategie des Landes Berlin im Rahmen des von BMWSB und KfW geförderten Programms "Modellprojekte Smart Cities".