Open Data Big Data Smart Data. Daten als Motor für die Stadt von morgen. Big Data. Dr. Klaus-Peter Eckert (Fraunhofer FOKUS)

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1 Open Data Big Data Smart Data Daten als Motor für die Stadt von morgen Big Data Dr. Klaus-Peter Eckert (Fraunhofer FOKUS) Deutscher Städtetag Forum Kommunikation und Netze Rotenburg 10. April 2014

2 Einführung / Definition Alle reden von Big Data 13

3 Einführung / Definition Wir auch! Open Data Bulk Data Big Data Smart Data Actionable Data Analytics Datability Strategic Big Data 14

4 Einführung / Definition Warum? Tausend Fliegen können nicht irren. Sie sind hier EDV Elektronische Datenverarbeitung Daten spielen in der Informatik seit eh und jeh eine tragende Rolle! 16

5 Einführung / Definition Darum! Daten steuern IT-Prozesse IT-Prozesse beeinflussen zunehmend unser Leben Daten beeinflussen zunehmend unser Leben 17

6 Einführung / Definition Big Data: Vom Datenbach zum Datenturbo Big Data: Neue Chancen Neue Anwendungen Neue Herausforderungen Neue Gefahren 20

7 Definition Anwendungsbereiche für Big Data Social media Logistic Health care Education Open government Sensor data, un-/poly-/structured data, open / private data, high volume data Smart grid Smart mobility Public safety Production Industry 4.0 Life logs 33

8 Einführung / Definition Von Rohdaten zu Entscheidungsprozessen Entscheidungsfindung Synthese Analyse Umsetzbare Erkenntnisse Wissen Integration Aufbereitung Information Daten Sammlung 23

9 Definition Erweiterte Definition von Big Data Big Data bezeichnet Methoden und Technologien für die hochskalierbare Erfassung, Speicherung und Analyse polystrukturierter Daten mit dem Ziel eines nachhaltigen und verantwortungsvollen Einsatzes zur Verbesserung strategischer Entscheidungen und Optimierung von Abläufen und Prozessen. Was Wie Wofür In Anlehnung an: Business Application Research Center: Big Data Survey Europe, Februar

10 Definition Das 4V-Modell von Big Data Data Science Central, November

11 Techniken Definition Offener Daten Offene Daten sind Daten, die von jedermann frei verwendet, nachgenutzt und verbreitet werden können Verfügbarkeit und Zugang: Das Werk soll als Ganzes in einer zweckmäßigen und modifizierbaren Form verfügbar sein. Wiederverwendung und Nachnutzung: Die Daten müssen unter denjenigen Bedingungen bereitgestellt werden, die die Wiederverwendung, Nachnutzung und Verbindung mit anderen Datensätzen erlauben. Die Daten müssen maschinenlesbar sein. Universelle Beteiligung: Jede Person muss in der Lage sein, die Daten zu nutzen, wiederzuverwenden und nachzunutzen. 66

12 Techniken Beispiele Offener Daten Geodaten Daten zur Herstellung von Karten Kultur Daten über kulturelle Werke und Artefakte Wissenschaft Daten aus wissenschaftlicher Forschung Finanzen und Informationen zu Finanzmärkten Statistik von statistischen Ämtern erhobene Daten Wetter Daten zur Vorhersage von Wetter und Klima Umwelt Daten mit Bezug zur natürlichen Umwelt Transport Verkehrsdaten wie Fahrpläne, Fahrstrecken, Echtzeit-Statistiken 67

13 Public Sector Smart Data Smart Data = = Big Data + Nutzen + Semantik + Datenqualität + Sicherheit + Datenschutz = nutzbringende, hochwertige und abgesicherte Daten Die Verfügbarkeit von OpenData und LinkedData ist eine noch weitestgehend brach liegende Möglichkeit für Wirtschaftswachstum. Der Einsatz von Big Data-Technologien lässt sich nur schwer mit dem Datenschutz und insbesondere dem Recht auf informationelle Selbstbestimmung vereinbaren. März

14 Szenarien Daten als Treibstoff für die Themen der Stadt von morgen Wissensaufbereitung Informationsbereitstellung Datenanalyse Datenintegration Datenaufbereitung Datensammlung 198

15 Szenarien IBM 5 in 5: Innovationen, die unser Leben verändern werden Bis 2050 werden sieben von zehn Menschen in Städten leben. Und bis in fünf Jahren werden smarte Cities in Echtzeit über Millionen von Ereignissen informiert werden, Computer besser verstehen, was die Menschen brauchen, was sie mögen, was sie tun und wie sie sich fortbewegen. Stadtverwaltungen werden somit auf Basis von frei verfügbaren Informationen über ihre Einwohner genauer einschätzen können, welche Ressourcen wann und wo benötigt werden, um deren Bedürfnisse zu befriedigen. Die Einwohner ihrerseits werden über ihre Tablets und Smartphones den Kontakt mit ihrer Stadtverwaltung intensivieren Damit wird es für die Verwaltungen einfacher, Probleme und Missstände schneller zu beseitigen. IBM 5 in 5 hilft uns, die Zukunft zu antizipieren und den Fortschritt voranzutreiben. So konnten wir die Themen Big Data Analytics, Cloud, Mobile und Social Business maßgeblich weiterentwickeln Dezember

16 Szenarien Die smarte Stadt vom morgen Sieben technologische Großtrends: die umfassende Verfügbarkeit von freiem schnellen WLAN, die systematische Nutzung sozialer Netzwerke Cloud Computing, Unterstützung des mobilen Government, Big Data, Einsatz von Sensoren und anderen intelligenten Messgeräten im Rahmen des Internet der Dinge, Umfassende IT-Sicherheit. März

17 Public Sector Fraunhofer: Morgenstadt-Initiative Forschungsfelder für die Stadt von morgen Auf Informationen, Kommunikation, Datenaustausch und Vernetzung in Echtzeit bauen alle Kernthemen der Morgenstadt auf: Energieversorgung, Mobilität und öffentliche Sicherheit. Der Morgenstadt wird ein neuer Kommunikationsbegriff zugrunde liegen, der die herkömmlichen, voneinander getrennten Kommunikationsinfrastrukturen miteinander vereint angefangen von adaptiven Sensornetzen über Informationsnetze bis hin zur Mobilkommunikation. 228

18 Public Sector BMBF Fraunhofer: Morgenstadt Urbane Prozesse und Organisation Energie Gebäude Produktion und Logistik Mobilität und Verkehr Information und Kommunikation Sicherheit und Schutz 227

19 Szenarien Daten steuern die Stadt von morgen Kontrollieren Erfassen Die Stadt von morgen wird über einen Regelkreis von Daten kontrolliert und gesteuert Steuern Zusammenführen Auswerten 202

20 Szenarien Big Data Analytics für die Stadt von morgen Open Government - Demokratisierung mit open data - Trenderkennung mit social media Public Safety Frühwarnsysteme mit verteilten Messdaten ehealth Vorsorge und Therapie mit schützenswerten Gesundheitsdaten Smart Energy Steuerung mit Sensordaten Smart Mobility Optimierung mit dynamischen Umwelt- und Verkehrsdaten 203

21 Szenarien Handlungsfelder: Smart Data für die Stadt von morgen Architekturen und Infrastrukturen für Smart Data Syndication und Analytics für Smart Data Standardisierung ausgewählter Aspekte von Smart Data zur Ermöglichung interoperabler Lösungen Realisierung beispielhafter Lösungen aus den genannten Themenfeldern Bewertung und Verbesserung der Datenqualität 216

22 Szenarien Feuerwehr und Rettungsdienst Düsseldorf Business Intelligence bei der Feuerwehr Düsseldorf David von der Lieth,

23 Public Sector Big Open Data in New York Mit Big Open Data löschen, bevor es brennt Mitte letzten Jahres führte die New Yorker Feuerwehr ein neues, risikobasiertes System zur Brandschutzkontrolle ("Risk Based Inspection System") ein. Datenexperten hatten einen Algorithmus entwickelt, der vom Alter eines Gebäudes bis zum Zustand seiner Rauchmelder sechzig Risikofaktoren kombinierte. Das System soll voraussagen, wo es demnächst brennen könnte, welche Gebäude also dringend inspiziert werden müssen. Seine Informationen bezieht der Algorithmus aus einer Vielzahl kommunaler Datenbanken, die die Stadtverwaltung von Big Apple im Rahmen ihrer Open-Data-Initiative zur Verfügung stellt. Januar 2014 https://nycopendata.socrata.com/ 222

24 Public Sector Gebäudeinspektionen in New York Problem 1: Gefahr durch Feuer in illegal genutzten Gebäuden (z.b. 5 Tote in 2011) Lösung: Gebäudeinspektionen durch Department of Buildings Problem 2: Mehr als Beschwerden pro Jahr über 311, bei nur 200 Inspektoren Fragestellung: Welche Gebäude haben das größte Brandrisiko? Lösung: Prognose des Brandrisikos mit intelligenter Datenanalyse Erfolg: Verbesserung der Beanstandungsquote / Trefferquote bei Inspektionen um Faktor 5 ohne Priorisierung: 13% - mit Priorisierung: 70 80% Erfahrungen: Größter Aufwand bei Datensammlung und Aufbereitung (19 beteiligte Verwaltungen) Stufe 1: wenige Faktoren, Excel (ab 2011) Stufe 2: 260 Faktoren, dedizierte Analyse-Software (ab 2014) 223

25 Definition Big Data: Pros und Cons Darf Big Data neutral beurteilt werden? 32

26 Ausblick The New Lords of the Ring Shoshana Zuboff: 1988 In the Age of the Smart Machine: The Future of Work and Power 1. Everything that can be automated will be automated. 2. Everything that can be informated will be informated. 3. In the absence of countervailing restrictions and sanctions, every digital application that can be used for surveillance and control will be used for surveillance and control, irrespective of its originating intention. All that is digital can have a profound role to play in humanizing life on earth. Our job is not to labor for our over-seers, but to invent new ways for them to work on our behalf so that we all might flourish. 250

27 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Zu Risiken und Nebenwirkungen fragen Sie: Dr. Klaus-Peter Eckert FOKUS - Fraunhofer Institut für offene Kommunikationssysteme Elan Electronic Government and Applications Kaiserin-Augusta-Allee Berlin, Germany 265

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