LoRaWAN IoT-Infrastruktur Heidelberg

In den Versorgungsnetzen der Stadtwerke Heidelberg Netze sowie in zahlreichen Aufgabenbereichen der Stadtverwaltung entstehen große Mengen an Mess- und Zustandsdaten. Teilweise wurden diese Daten nur manuell oder nicht flächendeckend erfasst. Für ein kontinuierliches, automatisiertes Monitoring bestand der Bedarf für eine übergreifend nutzbare, wirtschaftliche Kommunikations- und Dateninfrastruktur. Insbesondere die räumlich verteilten Anlagen der Energieversorgung, aber auch kommunale Anwendungsbereiche wie Umweltmonitoring, Parkraummanagement oder die Bewässerung städtischer Grünflächen, boten erhebliche Potenziale für den Einsatz vernetzter Sensorik. Die energieeffiziente Funktechnologie LoRaWAN eröffnet die Möglichkeit, auch batteriebetriebene Sensoren über größere Entfernungen anzubinden und deren Messwerte zentral verfügbar zu machen. Auf dieser Grundlage entstand eine gemeinsame digitale Infrastruktur, die sowohl den operativen Anforderungen der Stadtwerke Heidelberg Netze als auch den vielfältigen Digitalisierungsbedarfen der Stadtverwaltung gerecht wird.

Ziel war der Aufbau eines leistungsfähigen, skalierbaren und langfristig betreibbaren städtischen Internet-der-Dinge ( IoT-Infrastruktur für Heidelberg), die gemeinsam von der Digital-Agentur und den Stadtwerken Heidelberg Netze entwickelt und betrieben wird. Im Mittelpunkt standen die Digitalisierung und Optimierung der Energie- und Versorgungsnetze, sowie die Unterstützung kommunaler Aufgaben durch datenbasierte Smart-City-Anwendungen. Gleichzeitig sollte eine gemeinsam nutzbare Infrastruktur entstehen, auf deren Grundlage neue digitale Services für kommunale Einrichtungen, Unternehmen und die Region entwickelt werden können.

Die Digital-Agentur Heidelberg entwickelte gemeinsam mit den Stadtwerken Heidelberg Netze die technische Architektur, den Aufbau und den softwareseitigen Betrieb der IoT-Infrastruktur. Das LoRaWAN-Funknetz wurde seit 2020 schrittweise im Heidelberger Stadtgebiet aufgebaut. Parallel wurde ein Datenplattform als zentrale Umgebung zur Verwaltung der Sensoren, Verarbeitung der Messdaten und Bereitstellung von Schnittstellen und Anwendungen aufgebaut. Gemeinsam mit den Fachabteilungen der Stadtwerke und städtischen Ämtern wurden unterschiedliche Anwendungsfälle pilotiert und umgesetzt. Dazu zählen insbesondere die Fernauslesung von Fernwärmezählern, die Überwachung von Versorgungsanlagen und Ortsnetzstationen sowie kommunale Anwendungen zur Erfassung von Wetterdaten, Bodenfeuchtigkeit, Parkplatzbelegungen und das energetische Monitoring kommunaler Liegenschaften. Die Infrastruktur wird kontinuierlich weiterentwickelt, die Funknetzabdeckung verbessert, die Integration weiterer Sensorik, der Aufbau automatisierter Betriebsprozesse sowie die Erweiterung der Infrastruktur auf benachbarte Kommunen.

Mit dem gemeinsamen Aufbau des LoRaWAN-Funknetzes und der IoT-Plattform haben die Digital-Agentur und die Stadtwerke Heidelberg eine zentrale technologische Grundlage für die Digitalisierung der städtischen Infrastruktur geschaffen. Die gewonnenen Informationen schaffen noch mehr Transparenz über den Zustand technischer Anlagen, unterstützen die frühzeitige Erkennung von Störungen und schaffen neue Möglichkeiten zur Optimierung. Sensorbasierte Anwendungen liefern Informationen für datenbasierte Entscheidungen für ein modernes City Management. Das Projekt verdeutlicht, wie durch die enge Zusammenarbeit von Stadtverwaltung, Stadtwerken und Digital-Agentur eine dauerhaft nutzbare digitale Basisinfrastruktur entsteht, die sowohl operative Prozesse verbessert als auch neue Smart-City-Anwendungen und digitale Dienstleistungen ermöglicht.