Smart-City-Perspektiven: Sicherheitslösungen neu denken

Unsere Welt wird smart, und das immer schneller. Dieser Beitrag geht auf die Fragen ein, welche Auswirkungen diese Entwicklung auf kommerzielle Gebäude hat, was smart in dem Zusammenhang bedeutet und wie sich das Thema Sicherheit, konkret Sicherheitslösungen, verändern wird.

Smart-City-Perspektiven - Sicherheitslösungen neu denken: Zu den physischen Verkehrsströmen in unseren Städten kommen vermehrt auch Datenströme hinzu, denn die Vernetzung vieler smarter Gebäude bringt erhebliche Mehrwerte.
Abb. 1: Zu den physischen Verkehrsströmen in unseren Städten kommen vermehrt auch Datenströme hinzu, denn die Vernetzung vieler smarter Gebäude bringt erhebliche Mehrwerte. (Bild: Bosch Sicherheitssysteme GmbH)

Dezember 2018 / Von Heiko Schwichtenberg. Bis zum Jahr 2050 wird die Weltbevölkerung von jetzt 7,6 Mrd. Menschen auf 9,8 Mrd. wachsen. Heute wohnen bereits 50 Prozent der Menschen in Städten. Diese Zahl wird sich bis 2050 voraussichtlich auf 70 Prozent erhöhen. Auf diese Städte entfallen momentan 75 Prozent der weltweit verbrauchten Energie, allein Gebäude kommen auf 40 Prozent, Tendenz steigend.

Zukunftsfähige Lösungen und vorausschauendes Handeln sind unabdingbar, um die Megathemen unserer Zeit wie die Urbanisierung zu meistern und Umwelt- und Energieziele zu erfüllen. Der Trend zur Smart City eröffnet in diesem Zusammenhang sowohl Stadt- als auch Gebäudeplanern eine Vielzahl neuer Möglichkeiten.

FeuerTrutz Spezial 2018: Sicherheitssysteme

Der Artikel wurde im FeuerTrutz Spezial "Sicherheitssysteme" veröffentlicht. Das Spezial ist als Sonderteil zum FeuerTrutz Magazin 6.2018 im November 2018 erschienen.

Das Spezial zum Thema Sicherheitssysteme kann kostenlos als pdf heruntergeladen werden:


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Die Smart City ist primär eine Antwort auf die urbanen Herausforderungen unserer Zeit, in der Luftqualität, Energieverbrauch, öffentliche Sicherheit und auch der Nahverkehr kontinuierlich an Bedeutung gewinnen. Smart bedeutet in diesem Zusammenhang, dass durch vernetzte Konzepte die Sicherheit und der Komfort der Bewohner erhöht und die Nutzung von Ressourcen optimiert werden. Smart steht insbesondere auch für intelligente Infrastrukturen und sensorgesteuerte Lösungen, die diese Infrastrukturen sowie einzelne Gebäude aus der Ferne überwachen und steuern. So werden z.B. Verkehr und Transportwesen deutlich verbessert, und innovative Energieversorgungskonzepte ermöglichen eine nachhaltige und kosteneffiziente Stromversorgung ganzer Stadtviertel. Letztlich steht smart für eine Umgebung, in der alle Systeme vernetzt sind und miteinander interagieren. Dabei lernen intelligente Lösungen und innovative Technologien voneinander und machen den Alltag noch einfacher.

Vom Smart Building…

Ob Krankenhaus oder Produktionsbetrieb – die Gebäudetechnik in Bestandsgebäuden setzt sich heute meist aus einer Vielzahl proprietärer Einzelsysteme zusammen. Das beginnt bei den gesetzlich vorgeschriebenen Brandschutzvorrichtungen, reicht über Datennetzwerke und Telekommunikationssysteme bis hin zu Zutrittskontroll-, Videoüberwachungs- sowie Beleuchtungsanlagen. Oft werden diese Systeme über separate Managementsysteme angesprochen und bedient. Dies summiert sich in der Praxis zu einem erheblichen Gesamtaufwand mit entsprechend hohen Betriebskosten.

Im Zeitalter des Internet of Things (IoT) sind innovative, integrierte Managementsysteme bereits in der Lage, Gebäude- und Sicherheitssysteme zu vernetzen, vorhandene IT-Infrastruktur zu nutzen und Systeme von Drittanbietern zu integrieren. Doch Gebäude sind heute weit mehr als ein Zusammenschluss von Subsystemen und Datenschnittstellen. Sicherheitssysteme stehen nicht mehr autark nebeneinander, sondern werden in Gesamtsysteme integriert und aus einer umfassenden Benutzeroberfläche heraus gesteuert.

Solche intelligenten Systeme verschaffen dem Anwender und Gebäudebetreiber stets das erforderliche Situationsbewusstsein und ermöglichen die Früherkennung von Gefährdungspotenzialen. Vereinheitlichte Monitoringprozesse und definierte Aktionspläne begrenzen dabei Bedienungsaufwand und laufende Kosten nachhaltig.

Noch bedeutsamer sind die Synergieeffekte, die sich aus der Integration der verschiedenen Subsysteme in einem Gebäude ergeben. Durch die gekonnte Einbindung von Business Intelligence in SaaS-Lösungen (Software as a Service) werden Mess- und Kennzahlen sowie heterogene Quellen sinnvoll zusammengeführt und zu einem Daten-Dashboard vereint. Bezogen auf Verantwortung und benötigte Daten kann der Anwender so seine Informationen visuell viel einfacher modellieren und Situationen selbstständig, schnell und sicher lösen. Auf einer Plattform werden einzelne Funktionen des Gebäudemanagements und der Gebäudeautomation vereint, die ein Gebäude in das verwandeln, was heute vielfach als Smart Building bezeichnet wird.

Smarte Geräte sind heutzutage Standard. Die physische Essenz des IoT sind Milliarden vernetzter Geräte. Daraus entstehen immense Datenmengen. Diese zusammenzuführen und zu wertvollen Informationen zu verdichten, ist keine leichte Aufgabe. Umso mehr, als nicht alle Systeme die gleiche Sprache sprechen und dasselbe Datenformat verwenden. Das Smart Building basiert auf intelligenten Sensoren, einer standardisierten Übertragungstechnik sowie auf Datensammlung und -auswertung.

Dabei sind unterschiedliche Anforderungen an den Datenschutz einzuhalten: In Industrie- oder Bürogebäuden gibt es z.B. Sensoren, die Daten über den Energie- und Wasserverbrauch erheben, Temperatur, Klima und Luftfeuchtigkeit registrieren oder im Brand- oder Einbruchfall Alarm schlagen. Dabei geht es in aller Regel nicht um personenbezogene Daten, und der Datenschutz hat nur geringe Relevanz. Ganz anders sieht es bei Sicherheitssystemen wie Zutrittskontroll- oder Videoüberwachungssystemen aus.

Dass sich Sicherheitslösungen allerdings auch ohne personenbezogene Daten realisieren lassen, zeigen Anwendungsbeispiele von Mehrfachnutzung der Sensorik.

So können intelligente Sensoren wie Brandmelder mit Zusatzfunktionen Rückschlüsse auf die Anwesenheit von Personen ziehen, indem diese die Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit überwachen sowie die Konzentration von CO2 und flüchtigen organischen Verbindungen in der Innenraumluft messen. Ein anderes Beispiel ist die videobasierte Branderkennung in Kombination mit intelligenter Videoanalyse: Die Visualisierung des Geschehens ermöglicht die Verifizierung eines Alarms und unterstützt den Betreiber und die Einsatzkräfte aktiv bei der Erkundung des überwachten Bereichs. Personenbezogene Daten können durch Anwendung von Verpixelungsmethoden automatisch und in Echtzeit unkenntlich gemacht werden. Dabei bleiben auch weiterhin alle Bewegungen und Handlungen sichtbar. So werden wichtige Informationen, Beurteilungen und Entscheidungen unterstützt, eine situationsgerechte Einsatzplanung ermöglicht und Fehlentscheidungen sowie Folgeschäden und -kosten vermieden – ohne das Eindringen in die Privatsphäre von Menschen.

… zum Connected Building…

Aufgrund komplexer Abhängigkeiten und immenser Datenmengen rücken der Austausch und die Korrelation von Daten aus unterschiedlichen Quellen, etwa von benachbarten Gebäuden und ihren Subsystemen, immer stärker in den Mittelpunkt. Durch intelligente Vernetzung, die Analyse von Big Data und ihre Interpretation mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) kann jedes einzelne Gebäude von den Informationen aller anderen im Verbund profitieren.

Sind alle Gebäude einer Stadt smart und miteinander vernetzt, geht der Nutzen weit über die reinen technologischen Vorteile hinaus. Im Hinblick auf die Sicherheit können Smart Buildings einen erheblichen Mehrwert bieten, indem Informationen über aktuelle Gegebenheiten und Bedrohungen automatisiert auch an benachbarte, selbst noch gar nicht betroffene Gebäude übermittelt werden können. Bei einem alarmauslösenden Ereignis wie im Falle eines Brandes können z.B. alle angrenzenden Gebäude in Echtzeit informiert werden. So können aufgrund dieser Vorabinformation geeignete reaktive oder gar noch proaktive Maßnahmen zum Schutz von Menschen, Sachwerten und Umwelt eingeleitet werden.

Im Extremfall können die Betreiber der Nachbargebäude nach entsprechender Lagebeurteilung, und noch bevor der Brand auf ihr Gebäude übergreifen kann, eine Räumung und Evakuierung einleiten.

…und schließlich zur Smart City

Smart-City-Perspektiven - Sicherheitslösungen neu denken: In der Smart City der Zukunft tauschen Gebäude, Sicherheitseinrichtungen, Einsatzkräfte und weitere Teilnehmer kontinuierlich Daten aus.
Abb. 2: In der Smart City der Zukunft tauschen Gebäude, Sicherheitseinrichtungen, Einsatzkräfte und weitere Teilnehmer kontinuierlich Daten aus. (Bild: Bosch Sicherheitssysteme GmbH)

„Wie lange bist du schon in Betrieb, Brandmelder, und wie geht es dir heute?“
„Ich bin seit 45.556 Stunden in Betrieb und inzwischen zu 51,6 Prozent verschmutzt.“
Ein solcher Dialog ist ein lebhaftes Beispiel für das oft abstrakt anmutende IoT. Eine Private-Cloud-Plattform fragt, ein Brandmelder antwortet – virtuelle und physische Welt treten in Kontakt.

Diese intelligente Datenanalyse stellt insbesondere für Hersteller von Sicherheitssystemen und Anbieter von ganzheitlichen Sicherheitslösungen eine gute Möglichkeit dar, innovative, wertvolle Anwendungsszenarien zu entwickeln und so das Konzept der Smart City zu unterstützen.

Neben der Kommunikation zu aktuellen Vorfällen oder Gefahrensituationen und der Automatisierung von bisher manuellen Vorgängen sind smarte Servicekonzepte eine weitere treibende Kraft der gebäude- und systemübergreifenden Datenanalyse.

So muss die Instandhaltung von Gebäuden bzw. einzelnen Gewerken z.B. nicht mehr allein in festen Zeitabständen durchgeführt werden. Stattdessen unterstützen solche Servicekonzepte bei der Zustandsanalyse von Sicherheitssystemen, Aufzügen oder Heiz- und Klimasystemen in Echtzeit und geben Gebäude- und Systemdaten als wertvolle Information weiter. Starre Wartungsintervalle können so durch bedarfsgerechte und nutzungsabhängige Wartungskonzepte ersetzt werden.

Darüber hinaus lassen sich auf der Basis historischer Daten auch Störungs- und Gefährdungspotenziale erkennen und kritische Situationen von vornherein verhindern (Predictive Analytics). Die vorausschauende Instandhaltung (Predictive Maintenance) dient zudem dazu, Zeitfenster für Servicemaßnahmen ohne Störungen des laufenden Betriebs zu optimieren oder notwenige Investitionen weit im Voraus zu planen.

Für Betreiber von Sicherheitssystemen und ihre Anwender bedeutet Predictive Analytics bzw. Predictive Maintenance u.a., dass sie jederzeit Komponenten und Abläufe bewerten und diese frühzeitig austauschen bzw. reinigen und anpassen können. Auch kann sie die Energieeffizienz von Gebäuden und Produktionsanlagen verbessern.

So betreibt z.B. Bosch mit EffiLink eine cloudbasierte Lösung für den Austausch und die Analyse von Daten, die hersteller- und funktionsunabhängig alle IP-basierten Sicherheitssysteme unterstützt. Diese erbrachte Dienstleistung nennt sich Condition Monitoring. Damit ist Bosch der weltweit erste Anbieter, der für Sicherheitssysteme in Gebäuden nicht nur klassische Remote Services wie Fernwartung anbieten kann, sondern auch darauf aufbauende Mehrwertdienste.

Unternehmensübergreifend eingesetzt, ist diese Lösung z.B. auch in der Lage, bei einem Feueralarm benachbarte und potenziell betroffene Gebäude zu warnen und Handlungsempfehlungen zu übermitteln, sofern nicht gleich automatisiert Maßnahmen wie das Schließen von Fenstern ausgelöst werden.

Da EffiLink herstellerneutral operiert, ist es unerheblich, welche Sicherheitssysteme in den unterschiedlichen Gebäuden eingesetzt werden. Ein solcher Dienst ist daher nicht nur für bestehende Umgebungen interessant, sondern kann gegenüber Investoren auch ein interessantes Argument bei der Erschließung neuer Wohn- und Gewerbegebiete darstellen. In einer solchen Umgebung hat jeder Betreiber die volle Kontrolle über die Sicherheitssysteme im eigenen Hause, profitiert jedoch von der zusätzlichen Intelligenz und den Analysefähigkeiten im Verbund.

Smarte Sicherheitslösungen benötigen Dialog

Das kommerzielle Gebäude von morgen ist sicher, komfortabel, effizient und smart. Smart wird oft mit „technologiegetrieben“ gleichgesetzt, und sicher ist die Technologie auch einer der Stützpfeiler smarter Konzepte. Miteinander vernetzte Smart Buildings bieten viele Möglichkeiten, Prozesse domänenübergreifend zu verbessern, das Sicherheitsniveau zu erhöhen und den Betrieb von Sicherheitssystemen zum Nutzen der Anwender und Betreiber zu vereinfachen. Es entstehen neue Funktionen und Services, mit denen Abläufe verbessert, beschleunigt oder automatisiert werden können.

Smart bedeutet somit allerdings auch, dass Gebäude bzw. einzelne Gewerke nicht mehr isoliert betrachtet und geplant werden können. Bereits in der Planungsphase muss darauf geachtet werden, dass moderne Infrastruktur-, Gebäude- und Raumkonzepte innovativen Gebäude- und Sicherheitstechnologien nicht im Wege stehen. Smarte Lösungen benötigen also in erster Linie Dialog, um erfolgreich zu sein.

Autor

Heiko Schwichtenberg: Portfoliomanager Safety bei Bosch Energy and Building Solutions

Der Artikel ist im FeuerTrutz Spezial 2018 zum Thema Sicherheitssysteme (November 2018) erschienen. Das Spezial kann kostenlos als pdf heruntergeladen werden.
Hier finden Sie weitere Informationen zum FeuerTrutz Spezial 2018: Sicherheitssysteme

Letzte Aktualisierung: 04.12.2018

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