COMPASS MAGAZINE #10
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SINGAPUR – GANZ VIRTUELL Ein intelligentes 3D-Modell hilft Bewohnern, Geschäftsleuten und der Regierung

Angetrieben durch die differenzierte Analyse von Bildern und Daten, die von Behörden und Echtzeitsensoren erfasst und gesammelt werden, gibt das Projekt „Virtual Singapore“ dem Konzept der „Smart City“ eine ganz neue Dimension. Mithilfe dynamischer 3D-Visualisierung sollen die Bürger, Geschäftsleute, Regierungsbehörden und Wissenschaftler des Stadtstaats völlig unterschiedliche Szenarien modellieren können, die eine Planungsgrundlage für alle möglichen Situationen bereitstellen – für eine Evakuierung im Notfall genauso wie für den perfekten Abend in der Stadt.

Singapur ist ein kleines Land mit riesigen Plänen. Der Stadtstaat arbeitet an einem der ehrgeizigsten IT-Experimente der Welt – dem Aufbau eines Systems, in dem die Gebäude, die Infrastruktur, die Grünflächen und fast jeder andere Lebensaspekt in Singapur virtualisiert und dann als interaktive 3D-Reproduktion angezeigt werden.

Das Projekt mit dem Namen „Virtual Singapore“ wird von der National Research Foundation (NRF) zusammen mit der Singapore Land Authority (SLA) und der Infocomm Development Authority (IDA) geleitet und soll bis 2018 nach und nach fertig gestellt werden. Viele Städte arbeiten an der Sammlung und Analyse von Stadtdaten, um das Leben in der Stadt zu verbessern. Das Projekt „Virtual Singapore“ ist jedoch insofern ungewöhnlich, als alle Benutzer in 3D visualisieren können, wie sich die Stadt in Reaktion auf Bevölkerungswachstum, neue Bauprojekte und andere Ereignisse im Zeitverlauf entwickeln wird.

„Wir erfassen das virtuelle Leben von Singapur“, sagt George Loh, Direktor des Programmdirektoriums der NRF, das u.a. auch für die Leitung des Projekts „Virtual Singapore“ zuständig ist. „Beispielsweise werden demographische Daten über den Wohnort von älteren Menschen, den Standort von Geschäften, Einkaufszentren und Restaurants sowie öffentliche Verkehrsdaten berücksichtigt. Die Menschen können Zugang zu all diesen Informationen erhalten und diese sinnvoll nutzen.“

„Virtual Singapore“ analysiert Daten, die bei Dutzenden Regierungsbehörden bereits vorhanden sind, und kombiniert sie mit neuen Daten, die mithilfe von Smartphones, Kameras und Sensoren gesammelt werden, um so Lösungen zur Bewältigung der drängenden und komplexen Herausforderungen, vor denen Singapur steht, zu modellieren und zu projizieren. „Die Darstellung in Form eines 3D-Modells ermöglicht es dann Stadtplanern, Reaktionen auf verschiedene Aspekte – wie Bevölkerungswachstum und Ressourcenmanagement, öffentliche Veranstaltungen und Bebauungsmuster – zu testen und dann die sichersten, positivsten Szenarien letztendlich umzusetzen.

„Das Projekt wird auch als, digitaler Zwilling‘ bezeichnet“, sagt Chris Holmes, Geschäftsführer bei IDC Insights, der seit 16 Jahren in Singapur lebt. „Alle beweglichen Elemente der Stadt sollen erfasst und in Echtzeit verfolgt werden.”

ZUGANG FÜR ALLE

Das Konzept von „Virtual Singapore“ vereint mehrere aktuelle Technologietrends, einschließlich Big Data, das Internet der Dinge, 3D-Modellierung und Predictive Analytics.

Das Modell wird vier grundsätzliche Personenkreise mit Informationen versorgen. „Es kann Regierungsbehörden unterstützen“, sagt Loh, „und in einer datenreduzierten Form kann es auch eine Plattform für die Menschen sein, die ihr Leben mithilfe von Apps bequemer gestalten wollen. Unternehmen können Leistungen besser auf ihre Kunden ausrichten. Und die vierte Zielgruppe sind Forscher, die vielleicht bei der Suche nach neuen Technologien und Diensten kreativer sind als Regierungsbürokraten.“

„Virtual Singapore“ soll als Projekt Singapurs Vision zur Schaffung einer „Smart Nation“ unterstützen, aber der Zugang für Bürger und Besucher ist ein grundlegender Unterschied von Bestrebungen anderer.

Beispielsweise hat Rio de Janeiro in Vorbereitung der olympischen Sommerspiele 2016 ein Kontroll- und Steuerzentrum aufgebaut, wo Daten über den Stromverbrauch, das Wasser- und Abwassermanagement, Verkehrsflüsse und Kriminalität in Echtzeit gesammelt werden. Jedoch haben nur Regierungsbehörden Zugang zu den Daten.

„WIR MÜSSEN DIE RICHTIGEN DATEN AN DIE RICHTIGEN LEUTE AUF DER RICHTIGEN EBENE ZUM RICHTIGEN ZEITPUNKT GEBEN.”

GEORGE LOH DIREKTOR DES NATIONAL RESEARCH FOUNDATION’S PROGRAMMDIREKTORIUMS VIRTUAL SINGAPORE PROJECT

Das Projekt in Singapur ist komplexer, denn verschiedene Personenkreise sollen Zugang zu den jeweils benötigten Daten erhalten, dabei muss der Schutz von vertraulichen und sensiblen Daten sichergestellt werden – eine komplexe Sicherheits- und Datenschutzaufgabe.

„Wir müssen die richtigen Daten an die richtigen Leute auf der richtigen Ebene zum richtigen Zeitpunkt geben“, sagt Loh. Das System muss außerdem von vielen verschiedenen Geräten zugänglich sein. Einzelpersonen sollten z.B. mit Smartphones, Tablet- oder Laptopcomputern bzw. mit PCs Zugang zum System erhalten.

DIE MACHT VON ‚WAS WÄRE WENN?‘

Singapur ist bereits heute eine der lebenswertesten Städte der Welt: Wie kann „Virtual Singapore“ der Stadt helfen, diesen Status angesichts des prognostizierten starken Wachstums zu erhalten? Loh nennt die Planung für den jährlich im September stattfindenden Großen Preis von Singapur der Formel 1 als Beispiel. Die Stadtverwaltung stoppt nachts den Verkehr, und die Rennwagen rasen durch die Stadt. Die Rennen ziehen riesige Menschenmengen an, und Stadtplaner müssen eine Evakuierung der Zuschauer im Falle eines schlimmen Unfalls vorbereiten.

„Virtual Singapore“ erlaubt den Stadtplanern die Standorte von Menschen in Echtzeit, die mithilfe der Smartphones ermittelt werden, auf den Stadtplan zu projizieren bzw. zu „streamen“. „Wir wissen genau, wo alle Ein- und Ausgänge sind und wohin sich die Menge laut historischen Daten aus anderen Jahren bewegen wird“, erklärt Loh. „Sollte etwas sehr Schlimmes passieren, können wir dank 3D-Vorhersagen und intelligenter agentenbasierter Modellierung sehen, wie sich die Menschen verteilen und verhalten würden. So können wir die Evakuierung planen.”

„Virtual Singapore“ entwickelt außerdem eine gemeinsame Plattform, auf der viele Daten, die bereits in den einzelnen Ministerien vorhanden sind, in einer sicheren und kontrollierten Umgebung einfacher aufgerufen und ausgetauscht werden können. Die Visualisierung ist ein wichtiges Ziel des Projekts, um zusammengeführte und integrierte Daten aus verschiedenen Quellen „sichtbar“ zu machen.

EINE ‚SMART CITY‘, EINE BESSERE STADT

Das Projekt „Virtual Singapore“ und ähnliche Projekte weltweit werden sich, so Holmes von IDC, positiv auf die Arbeitsweise von Regierungen auswirken.

„Wir werden mehr Integration bei der Regierungsarbeit beobachten. Wenn beispielsweise ein Abwasserkanal irgendwo in der Stadt undicht ist, müssen die Verkehrsbehörde, die Polizei zur Absperrung der Straße und die Techniker zur Fehlerbehebung verständigt werden. Wenn alle diese Beteiligten das Problem auf der gleichen Plattform ‚sehen’ können, können sie Maßnahmen besser koordinieren.”

Letztendlich stelle die Bürgerbeteiligung aber die größte Herausforderung dar, so Carlo Ratti, Direktor des SENSEable City Lab in der Abteilung Stadtplanung am MIT (Massachusetts Institute of Technology).

„Entscheidend ist, dass das Projekt Konzepte enthält, um die Interaktion und Debatte zu fördern“, sagt Ratti, einer der weltweit renommiertesten Experten zum Thema „Smart City“. „Design soll Alternativen schaffen und neue Möglichkeiten eröffnen. Impulse aus der Menge können Ideen in die Zukunft projizieren und Entwicklungen anstoßen; daher ist unsere Arbeit bedeutungslos, wenn wir die Fantasie nicht beflügeln können. Und dies gilt für jeden einzelnen Bürger.“

Ratti argumentiert, dass die besten Projekte für Smart Cities von unten wachsen, und nicht von oben diktiert werden, weil sie die Bürger beteiligen – denn beim Umsetzen von Bürgerideen entständen greifbare positive Ergebnisse. „Wir wollen Menschen helfen, bessere Entscheidungen zu treffen: Das ist das übergeordnete Ziel von Echtzeitdaten in Städten“, fügt Ratti hinzu. „Wenn Menschen, die die Daten erzeugen, auch Zugang zu diesen haben, dann leben sie in mehr Harmonie mit ihrer Umgebung.“

VON MENSCHEN, FÜR MENSCHEN

Virtual Singapore bietet auch eine Gelegenheit, die jungen Leute in der Stadt zu inspirieren und durch Projekte wie das National Science Experiment (NSE) für Fächer wie Naturwissenschaften und Technik zu begeistern. NSE hat zwei Ziele: Zum einen sollen Schüler in Kontakt mit Praxisanwendungen der MINTFächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) kommen. Zum anderen sollen Umweltdaten für „Virtual Singapore“ gesammelt werden.

Das Programm wird von der National Research Foundation Singapore und dem Bildungsministerium zusammen mit den Partnern an der Technischen Universität Singapur und dem Design und Wissenschaftszentrum Singapur organisiert. Es begann 2015 mit einem Pilotprojekt, an dem 300 junge Singapurer teilnahmen. Bis zum Ende des NSE-Projekts 2017 sollen es insgesamt 250.000 sein. Die Teilnehmer werden mit einem einfachen, mobilen Gerät ausgerüstet, dem sogenannten SENSg, das überall Daten inklusive Temperatur und Feuchtigkeit sowie Geräuschpegel messen kann. Die Daten werden drahtlos an einen Zentralcomputer übertragen. Die Schüler melden sich online an, um die eigenen Daten (einschließlich der Anzahl der zurückgelegten Schritte, der im Freien verbrachten Zeit und der benutzten Verkehrsmittel) anzuzeigen. Diese können mit den Daten von Freunden verglichen werden, und gleichzeitig wird der Zusammenhang zwischen Verkehrsmittel und CO2-Fußabdruck vermittelt.

Die Organisatoren hoffen, dass die Schüler später, wenn sie erwachsen sind und selbst ins Berufsleben treten, mit Big Data ganz selbstverständlich umgehen dank Projekten wie dem NSE. „Dies ist der erste Schritt in Richtung Daten-Crowdsourcing“, fügt Loh hinzu. „Die Menschen müssen clever sein. Es muss den Menschen möglich sein, die Datenmassen, die uns zur Verfügung stehen werden, auch nutzen zu können.“

Viele Daten im Rahmen von „Virtual Singapore“ sind in Zahlenform auf dem Computerbildschirm bereits zugänglich – allerdings sind sie noch nicht integriert. Eines der wichtigsten Projektziele ist daher die visuelle Darstellung der Daten, ohne dass ein Taschenrechner verwendet werden muss, um die Implikationen zu verstehen. Genau hier ist die 3D-Modellierung entscheidend. „Ein Bild sagt mehr als tausend Worte, sogar ohne Analyse“, unterstreicht Loh. „Die Singapurer sollten diese Bilder auf ihren Mobilgeräten abrufen können. Eine visuelle Darstellung eines überfüllten Zugs oder einer Bushaltestelle sollte Informationen besser vermitteln als bloße Zahlen.“

PROFIL

George Loh ist Direktor des Programmdirektoriums der NRF und hat einen B.Sc. in Technischer Informatik von der Ohio State University (USA) und einen Master in Industrieanlagentechnik von der University of Southern California (USA). Er verfügt über 20 Jahre Erfahrung in den Bereichen Informationstechnik, Forschungsstrategien, Hightech-Sicherheit und Systemtechnik und hat für das singapurische Verteidigungsministerium, die Behörde für Verteidigungswissenschaften und -technik und die NRF gearbeitet. Dort ist er auch für Programme wie zur Forschung und Entwicklung der nationalen Cyber-Sicherheit und des nationalen Innovationspreises zum Thema Land & Lebensqualität verantwortlich.

von William J. Holstein Zurück zum Seitenbeginn
von William J. Holstein

Erleben Sie hier „Virtual Singapore“:
https://youtu.be/9byat0VhqFk