Ook de infrastructuur moet smart

In 2011 legde Sensor City met warme ondersteuning vanuit de Provincie Drenthe en gemeente Assen een eigen glasvezelnetwerk in deze stad aan. Met de uitdrukkelijke bedoeling dat dit de technische onderlaag zou worden voor Sensor City Assen. De gedachte was dat voor de grote hoeveelheden data die Sensor City genereert ook forse bandbreedte nodig zou zijn. Vandaar de keuze voor glas. En eigen glas, want Sensor City wilde bij de experimenten die gingen volgen zijn onafhankelijkheid behouden ten opzichte van commerciële partijen.

Steeds meer problemen – op het gebied van duurzaamheid, veiligheid, participatie, gezondheid, mobiliteit en economie – moeten op stedelijk niveau worden opgelost. Een smart city is een stad die dat daadwerkelijk voor elkaar krijgt door technologie op een nieuwe manier in te zetten, door burgers, overheid en bedrijven te laten samenwerken. iBestuur heeft het verschijnsel onder de loep genomen, mede onder redactie van Brian Benjamin (gemeente Den Haag) en Evert-Jan Mulder (PBLQ). Dat gebeurt vanuit een viertal vragen: is er meer samenwerking nodig? Wat gebeurt er al in de praktijk? Waar leg je smart city-activiteiten bestuurlijk neer? En: kun je beginnen met infrastructuur?

De iBestuur-special Smart Cities is mede mogelijk gemaakt door KPN, PBLQ, Esri en Imagem.

Inmiddels zijn we vier jaar verder en is er in Assen een uitgebreid sensornetwerk gerealiseerd met een groot aantal experimentele toepassingen. Terugblikkend op deze vier jaar is een van de centrale lessen dat er bij de start te weinig aandacht was voor de mogelijkheid van een hybride infrastructuur, vertelt Jan Reitsma, directeur van de Stichting Sensor City. “We fixeerden ons op grote bandbreedte. Maar de technische ontwikkeling gaat zo snel! Het is dan ook verstandig om eerst even een klein stukje vooruit te kijken in de tijd om te zien wat er aan zit te komen. Op dit moment is dat 4G en 5G. Daar kan mee wat vier jaar geleden alleen met glas mogelijk was. Bovendien maken ook allerlei andere netwerken deel uit van de smart city-infrastructuur. Daarom moet je van een hybride architectuur uitgaan.”

Reitsma adviseert om in dit verband de nieuwe technologische mogelijkheden die het Internet of Things (IoT) schept, zoals LoRa en Sigfox (zie kader), scherp in de gaten te houden. “Je kunt dit allemaal combineren tot één grote ondersteunende architectuur voor smart city-toepassingen.”

Voortschrijdend inzicht

Van 2011 tot voorjaar 2014 vond in Assen een reeks innovatieprojecten met sensors plaats met als speerpunten Mobiliteit en Geluid. De uitvoering was in handen van een consortium van 14 partijen. De EU, de gemeente Assen en de Provincie Drenthe subsidieerden. En zo ontstond een rijke stroom van data uit een veelheid van bronnen als basis voor nieuwe toepassingen. Deze gegevensproducerende sensoren waren onder meer:
• lussen en bluetooth-sensoren bij Verkeers Regel Installaties;
• speciale On Board Units in auto’s voor deelnemers aan de experimenten;
• carkits van deelnemers (gps en bluetooth);
• smartphones van deelnemers (gps en bluetooth);
• telcamera’s (langs de weg);
• kentekencamera’s (in parkeergarages);
• geluidssensoren.

Gedurende de experimenten werd duidelijk dat de infrastructuur beperkter kon zijn als met slimme combinaties van data werd gewerkt. Reitsma geeft het voorbeeld van auto’s die voorzien zijn van een carkit zoals van TomTom. “Als deze auto’s passeren kan een bluetooth-signaal gemeten worden. Als je vervolgens, uit onderzoek, weet welk percentage van de voertuigen een carkit aan boord heeft, dan is dit een betrouwbare indicatie voor het aantal dat een sensor passeert. Telcamera’s en de infrastructuur om hun gegevens te ontsluiten zijn dan niet meer nodig.”
Op dezelfde manier zouden gegevens over luchtvervuiling door emissies uit verbrandingsmotoren van voertuigen op een slimme manier verkregen kunnen worden, zo filosofeert hij, en wel door bestaande data over deze emissies te koppelen aan data van verkeersstromen. “We hebben ontdekt dat er veel van dit soort slimme mogelijkheden zijn. Je ziet dan dat de kern van de infrastructuur verschuift naar de data-analyse. Als je veel goede data hebt plus slimme algoritmes, dan wordt je infrastructuur smart.”

Data koppelen

Reitsma is een uitgesproken voorstander van infrastructurele investeringen. Ook als nog helemaal niet zo duidelijk is voor welke toepassingen deze zullen worden gebruikt. “In de economie die zich nu ontwikkelt draait alles om data. Daarom is het belangrijk zo veel mogelijk daarvan te verzamelen. De toegevoegde waarde ontstaat als je data gaat koppelen. Laat je dan ook niet te veel leiden door al bestaande applicaties, zou ik willen adviseren. Win zo veel mogelijk data in vanuit het besef dat er later toepassingen zullen komen waar je nu nog geen idee van hebt. Zet jezelf niet vast. Kijk ruim.”

Er is wel een technische prikkel nodig om behoeften te detecteren

In Assen hebben ze de sensorsmaak onderhand inderdaad stevig te pakken. Het gesubsidieerde project is afgerond, maar de gemeente en de Provincie gaan verder – de infrastructuur ligt er immers – en zijn bezig om dit geheel als een facilitaire dienst toegankelijk te maken voor derden. Gemeenten, researchinstellingen en commerciële partijen kunnen op deze infrastructuur hun toepassingen live testen. Het netwerk wordt de komende tijd verder uitgebreid. In de stad zelf met dertig weerstations, die gegevens over onder meer temperatuur, lichtintensiteit en windrichting verzamelen. En op het TT-circuit komt een afzonderlijk sensornetwerk als onderdeel van het grotere Living Lab, dat voor Assen tegelijk ook een vorm van citymarketing en dus een businessmodel is.

Verleidingen

“Voor tienduizend euro heb je een sensorinfrastructuur voor een hele stad. Zo goedkoop is dat tegenwoordig. Bestuurders komen daardoor gemakkelijk in de verleiding, zeker nu ze weten dat we al in het derde kwartaal van 2016 landelijke LoRa-dekking zullen hebben.” Jeroen Broekhuijsen, business consultant bij TNO en een van de drie roadmaptrekkers van het Smart City Project van deze kennisinstelling, maant echter tot behoedzaamheid. “Als er geen duidelijke behoefte is, waarom zou je dan zo’n infrastructuur aanbieden? Veel gemeenten weten op dit moment niet eens precies over welke data ze eigenlijk beschikken, laat staan wat ze daarmee zouden kunnen doen. Zo’n inventarisatie is stap nul. Zo kun je vaststellen waar de lacunes zitten en welke daarvan je wilt aanpakken.”

Broekhuijsen waarschuwt voor een fixatie op connectiviteit: “Tussen de connectiviteitslaag en de applicatie zit nog een complete tussenwereld van data processing, data-opslag, data modelling, ontwikkeling van algoritmen, enzovoort. Deze tussenlaag bepaalt het uiteindelijke resultaat. Je richt hem in aan de hand van de vraag wat je met die data wilt doen. En dus draait alles uiteindelijk om de behoeften die je daarmee adresseert.”

Hippe tech

In zijn slipstream trekt het IoT hippe buzzwords ons vocabulaire in, zoals LoRa en Sigfox. LoRa staat voor Long Range. Het is een open standaard voor mobiele communicatie. Kenmerkend voor het LoRa is dat er lange afstanden mee kunnen worden overbrugd, terwijl het energieverbruik zeer gering is. Het bijbehorende netwerkprotocol is LoRaWAN.
Sigfox is een vergelijkbare technologie, alleen niet open source.
Fiware is een cloud based open source toolkit voor de ontwikkeling van IoT-applicaties en diensten.

Moet er daarom altijd eerst een inventarisatie van zulke behoeften komen? Nou nee, dat ook weer niet, nuanceert hij. “Er is wel een technische prikkel nodig om behoeften te detecteren. Dan krijg je een soort vliegwiel, waarbij je steeds nieuwe dingen ontdekt. Het nadeel daarvan is dat je af en toe iets moet loslaten dat je in het verleden hebt gemaakt, ook al heeft dat je misschien een miljoen gekost.

Gemeenten kunnen dat het best benaderen zoals een start-up dat doet. Er mag dan iets stuk gaan. Er mag gefaald worden. Elk halfjaar reset je dan het geheel. Zo’n houding staat alleen nog wel ver af van de huidige cultuur bij veel overheden.”

Snuffelende burgers en overheden

Spannend kantje aan de combinatie van laaggeprijsde sensoren en landelijk dekkende sensornetwerken is dat ook burgers hiermee applicaties en diensten kunnen ontwikkelen. Ze verzamelen dan zelf hun data en zijn niet langer afhankelijk van de welwillendheid van de overheid of van andere partijen. Dit gebeurt al bij Schiphol met geluidssensoren en in het Groningse aardbevingsgebied met trillingssensoren. Met zulke data kun je mooie applicaties maken. Probleem daarbij is dat dit vaak maatwerkoplossingen zijn. Dat houdt in: ze zijn niet schaalbaar. Verschillende marktpartijen ontwikkelen momenteel platforms waarmee dit wel kan en bovendien is er een veelbelovend Europees platformalternatief, Fiware genaamd. Fiware is cloudgebaseerde software voor de ontwikkeling van precies dit soort toepassingen.

De basis van Fiware is OpenStack, op zichzelf ook weer een platform, maar dan voor de bouw van cloudapplicaties. Daarbovenop biedt Fiware ontwikkelaars allerlei tools. Met Fiware kunnen bijvoorbeeld data worden samengebracht in een visualisatietoepassing. Arjen Hof, directeur van Civity, een onderneming die zich in deze Fiware-wereld beweegt, vertelt dat Nederland aanvankelijk de boot heeft gemist bij het ontwikkelen van een door de EU gesubsidieerd Fiware Lab. “Er is toch zo’n Lab gekomen doordat vijf marktpartijen de handen ineensloegen en ondersteuning kregen van de Economic Board Utrecht (EBU) en de Provincie Utrecht. Anders dan de overige Europese Labs krijgt het Nederlandse Lab geen financiële steun uit Europa. Dankzij de bijdrage van de EBU en de Provincie is het Nederlandse Lab toch gratis beschikbaar voor ontwikkelaars.”

Zes grote Nederlandse gemeenten (Amsterdam, Rotterdam, Den Haag, Eindhoven, Enschede en Amersfoort) hebben de uitgangspunten van Fiware en aanverwante technologieën omarmd in het zogenaamde Open and Agile Smart Cities-initiatief. Wereldwijd zijn er 75 steden die zich hieraan hebben gecommitteerd.

Hof wijst verder op het belang van de opkomst van The Things Network, een ‘crowd’-initiatief dat is gestart in Amsterdam. “Zij maken gebruik van het LoRa-netwerk als transporteur van sensordata. Het initiatief van The Things Network wordt snel opgepakt en er zijn ook in Groningen en Eindhoven al actieve groepen.”

En zo stellen we vast: het Internet of Things komt er niet. Het is er al.

Links
www.sensorcity.nl
assen.smartcityapp.nl
www.incas3.eu
ckan.org
www.citysdk.eu
www.fiware-lab.nl
www.fiware.org
www.tno.nl