Von der Idee zum Schaugarten: Der LoRaPark Zeitz

Die Stadt Zeitz und der umliegende ländliche Raum sehen sich aktuell mit verschiedenen Herausforderungen konfrontiert: Die Region muss sich vor allem dem Strukturwandel stellen, der mit dem Ausstieg aus der Braunkohleverstromung verbunden ist. Aus demographischer Sicht ist der Rückgang der Bevölkerungszahl bei gleichzeitig starker Alterung hervorzuheben. Ökonomisch bedeutsam sind der Fachkräftemangel und die wachsenden Durchschnittskosten für Infrastruktur und Daseinsvorsorge. Daraus ergeben sich Herausforderungen, die über die Attraktivität der Region entscheiden.
Die digitale Transformation kann dazu beitragen, diesen Herausforderungen mit innovativen Ideen und neuen technischen Lösungen zu begegnen. Ein erster Schritt in diese Richtung ist der Aufbau eines sogenannten LoRaParks in Zeitz.

LoRa steht für „long range“ und bezieht sich auf eine drahtlose Modulation, die eine Kommunikation mit sehr geringem Stromverbrauch ermöglicht. LoRaWAN ist eine Low Power Wide Area Network-Spezifikation für drahtlose batteriebetriebene oder mit Netzteil betriebene Systeme in einem städtischen, regionalen, nationalen oder auch globalen Netzwerk. Dieses Netzwerk übermittelt wenige Daten über weite Strecken. Das bekannte WLAN kann im Gegensatz dazu viele Daten über eine eher kurze Strecke übermitteln.
Der LorRaPark Zeitz ist ein Smart-City-Pilotprojekt, das vom Digitalisierungszentrum Zeitz (DZZ) gemeinsam mit dem Forschungs- und Transferzentrum (FTZ) an der HTWK Leipzig und anderen Partnern konzipiert und realisiert wurde. „Mit dem Aufbau des LoRaParks verfolgen wir mehrere Ziele“, erläutert Martina Kuhaupt, Leiterin des DZZ, „zum Beispiel wollen wir sensorbasierte Lösungen und die Funktionsweise des Internets der Dinge auch für Menschen, die mit der Technik bisher nicht vertraut sind, verständlich machen und veranschaulichen. Damit wollen wir vor allem mit dem Aufbau eines digitalen Umfelds in der Stadt beginnen.“ Dieses kann dann die Basis für wirtschaftliche, gesellschaftliche und wissenschaftliche Neuerungen sein. Die technischen Voraussetzungen dafür wurden vom Projektteam Schritt für Schritt realisiert.
Erster Schritt für den Aufbau war die Installation des ersten LoRaWAN-Gateways der Region in ca. 45 Meter Höhe auf dem Rathausturm der Stadt Zeitz im Februar 2022. Damit ist die Grundlage für ein drahtloses, offenes Kommunikationsnetzwerk mit großflächiger Abdeckung geschaffen, denn über die Gateways erfolgt die Datenfernübertragung.

Die Montage der Sensoren im Schlosspark war dann der zweite praktische Teil der Arbeit. Technisch funktioniert das so: die Sensoren kommunizieren mit nahegelegenen Gateways und jedes Gateway ist mit einem Netzwerk-Server verbunden. Die Daten der Sensoren werden von allen Gateways in Reichweite empfangen. Sie werden dann an einen Server weitergeleitet und dort in einer Datenbank gespeichert. Zur Visualisierung der Daten wird die Datenbank über eine Schnittstelle an eine Webseite bzw. die Endgeräte angebunden.

Installiert wurde im LoRaPark Zeitz z.B. ein Sensor zur Messung der Feuchtigkeit in Blumenbeeten, zwei Sensoren zum Parkplatzmanagement, ein Sensor zur Feinstaubmessung sowie zwei Sensoren zur Wasserstandmessung im Johannisteich und im Mühlgraben.

Um die technischen Voraussetzungen, die Motivation und die Umsetzung der exemplarischen Anwendungsfälle nachvollziehbar zu machen, haben die Projektpartnerinnen und Projektpartner eine wissenschaftliche Fallstudie zum LoRaPark verfasst, an der Dr. Andrea Gauselmann vom FTZ an der HTWK Leipzig maßgeblich beteiligt war. Dort geben sie einen detaillierten Einblick über die einzelnen Etappen des Realisierungsprozesses, die Kooperation zwischen den beteiligten Akteuren und die verwendete Technik, so kann das Konzept auch auf andere Standorte übertragen werden.  Das engagierte Netzwerk, das sich in der Region zusammengefunden hat, trug entscheidend zum Erfolg dieses Smart-City-Projekts in Zeitz bei. Smart City bedeutet aber nicht nur Datensammeln, sondern hat zum Ziel, schnell und zielgenau Schlüsse aus den erhobenen Daten zu ziehen und Maßnahmen abzuleiten, die dann die Lebensqualität und die Standortattraktivität der Stadt erhöhen. Zum Beispiel durch eine smarte Infrastruktur oder eine smarte Energiewirtschaft.

Text: Dr. Andrea Gauselmann