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Challenge

Erweiterung der smarten Sensorintegration und adaptiven Steuerungslogik für öffentliche Beleuchtung

Pancho Westfeld

Beschreibung

Das Programm Smart Green City (SGC) der Stadt Konstanz stellt grundlegende Fragen: Wie wird Konstanz als Verwaltung, Wohnort und Wirtschaftsstandort besser? Welchen Beitrag leisten Daten und Technologie dazu? Gemeinsam mit zahlreichen Projektpartnern lernen und erproben wir im Stadtkonzern, welche Ansätze, Daten und Strukturen es dafür braucht – und welche nicht. Dafür setzen wir Maßnahmen für die Innenstadt von Morgen oder KI gesteuerte Schiffe um und bauen eine städtische Datenplattform sowie ein Sensoren-Netzwerk auf,  um Anwendungen für unsere BürgerInnen und den Stadtkonzern anbieten zu können.  Mit der responsablen LED Beleuchtung auf der größten Brücke der Stadt skalieren wir ein erfolgreich erprobtes Projekt, dass hohen Mehrwert im Bereich Einsparungen, Luftverschmutzung und Verkehrsdaten nachgewiesen hat.   

Ausgangssituation und Hintergrund

Die Stadt Konstanz betreibt im Rahmen ihres Programms „Smart Green City" (DigIT-SGC) eine moderne, smarte LED-Straßenbeleuchtungsinfrastruktur. Das Pilotprojekt an der Europabrücke hat gezeigt, dass die Kombination aus energieeffizienter LED-Technik, intelligenter Steuerung und Sensorik erhebliche Einsparpotenziale ermöglicht. Nachgewiesen wurden Energieeinsparungen von über 70 %. Die smarte Beleuchtungsinfrastruktur ist in eine zentrale Lichtmanagementsoftware (Exedra) sowie das städtische LoRa-Kommunikationsnetz eingebunden.

Die eigentliche Herausforderung: Komplexität der Sensorintegration und Steuerungslogik

Die technische Grundintelligenz der Anlage ist im aktuellen Projektstand bereits vorhanden. Die entscheidende Herausforderung liegt nicht im Leuchtentyp selbst, sondern im reibungslosen Zusammenspiel verschiedenartiger Sensorsysteme und der zuverlässigen Abbildung komplexer, situationsabhängiger Steuerungslogiken im realen Betrieb.

Im Rahmen der geplanten Erweiterung auf innerstädtische Straßenzüge außerhalb von Gewässerüberquerungen sind mehrere Sensorarten parallel im Einsatz – darunter Radar-Sensorik für Verkehrserkennung, Sensoren für Umgebungsmonitoring (Luftqualität, Temperatur, Schallpegel, Feuchtigkeit), Fahrzeugklassifizierung sowie Erfassung von Neigung und Vibration der Lichtpunkte. Diese müssen nicht nur einzeln funktionieren, sondern in Echtzeit miteinander kommunizieren und aufeinander abgestimmte Reaktionen auslösen.

Konkret entstehen dabei vielfältige „wenn-dann"-Abhängigkeiten, z. B.:

  • Wenn ein Fahrzeug der Klasse X mit einer Geschwindigkeit über Y km/h erfasst wird
    → Anpassung der Beleuchtungsstärke auf Stufe Z im definierten Bereich

  • Wenn Umgebungshelligkeit unter Schwellwert X sinkt UND kein Verkehr detektiert wird
    → Dimmen auf Mindestniveau

  • Wenn Vibration oder Neigung des Lichtpunkts über Grenzwert
    → Fehlermeldung und Eskalation

Diese Logiken müssen stabil, wartbar und ohne spezialisiertes Programmierungswissen durch das städtische Betriebsteam konfigurierbar sein – und das alles kompatibel mit der bestehenden Plattforminfrastruktur.

Zusätzlich fehlt bislang ein belastbares, automatisiertes Reporting, das die angestrebten Einspar- und Effizienzziele transparent dokumentiert und als Grundlage für verwaltungsinterne sowie politische Kommunikation dient. Die Stadt Konstanz sucht daher nach Lösungskonzepten, die genau diese Herausforderungen adressieren – wirtschaftlich, skalierbar und ohne unnötige Komplexität für den laufenden Betrieb.

Fragestellung

Wir freuen uns über Einreichungen, die sich mit folgenden Fragen auseinandersetzen:

Zur Sensorkomplexität und Interoperabilität:

  • Wie stellen Sie das zuverlässige Zusammenspiel unterschiedlicher Sensortypen (z. B. Radar, Umgebungssensorik, Vibrations-/Neigungsmessung, Fahrzeugklassifizierung) in einem gemeinsamen System sicher?

  • Welche Mechanismen existieren, um Konflikte zwischen konkurrierenden Sensorauslösern aufzulösen oder Prioritäten zwischen verschiedenen "wenn-dann"-Szenarien zu steuern?

Zur Steuerungslogik und Konfigurierbarkeit:

  • Wie können komplexe, situationsabhängige Steuerungsregeln (z. B. mehrschichtige "wenn-dann"-Logiken mit kombinierten Sensorauslösern) abgebildet, angepasst und gepflegt werden?

  • Wie nutzerfreundlich ist die Konfiguration solcher Logiken für kommunales Betriebspersonal ohne spezialisiertes IT-/Programmierwissen?

Zur Systemintegration:

  • Wie lässt sich Ihre Lösung in eine bestehende Lichtmanagementsoftware und Kommunikationsinfrastruktur (z. B. LoRa-Netzwerk) integrieren? Welche Schnittstellen (API, MQTT o. ä.) werden unterstützt?

  • Wie wird Kompatibilität mit bestehenden Leuchten und der vorhandenen Hardware sichergestellt?

Zur Inbetriebnahme, Optimierung und Nachbearbeitung:

  • Wie gestaltet sich der Prozess der Feineinstellung und Optimierung der Steuerungslogiken nach der Installation – insbesondere in den ersten Betriebsmonaten unter realen Verkehrs- und Umweltbedingungen?

  • Welche Leistungen bieten Sie für eine begleitete Nachbearbeitungsphase an?

Zum Reporting und Nachweisführung:

  • Wie ermöglichen Sie eine transparente, automatisierte Dokumentation von Energieeinsparungen, Systemverfügbarkeit und Sensorauswertungen?

  • Welche Berichtsformate oder Dashboard-Lösungen stehen zur Verfügung, um Effizienznachweise für Verwaltung und Politik aufzubereiten?

Zur Wirtschaftlichkeit:

  • Wie strukturieren sich typischerweise Einmal- und Betriebskosten (z. B. Hardware, Abonnement, Wartung) in vergleichbaren Projekten? (Freiwillige, unverbindliche Einschätzung)

  • Welche Erfahrungswerte aus ähnlichen kommunalen Projekten können Sie hinsichtlich langfristiger Betriebswirtschaftlichkeit teilen?

Gewünschtes Ergebnis

Mit dieser Challenge möchte die Stadt Konstanz gezielt den Markt nach Lösungsansätzen erkunden, die die beschriebene Komplexität aus Sensorintegration, adaptiver Steuerungslogik, Systemkompatibilität und Nachweisführung beherrschbar und wirtschaftlich umsetzbar machen.

Wir sind gespannt auf Einreichungen von Unternehmen, die:

  • nachgewiesene Kompetenz in der komplexen Sensorintegration für kommunale Außenanwendungen besitzen – insbesondere im Zusammenspiel heterogener Sensortypen und der Abbildung mehrstufiger Steuerungslogiken;

  • praxiserprobte Ansätze zur Konfiguration und Pflege von "wenn-dann"-Steuerungsregeln unter realen Betriebsbedingungen beschreiben – und dabei aufzeigen, wie Kommunen diese Systeme ohne tiefgreifende IT-Expertise eigenständig betreiben können;

  • Systemintegrationserfahrung mitbringen und darstellen, wie ihre Lösung mit bestehender Infrastruktur (Lichtmanagementsoftware, LoRa-Kommunikationsnetz, vorhandene Leuchten und Hardware) kompatibel ist;

  • Optimierungs- und Nachbearbeitungsleistungen anbieten, die über die reine Lieferung hinausgehen: also eine strukturierte Begleitung der Inbetriebnahme-Phase mit datenbasierter Feinjustierung;

  • transparentes Reporting ermöglichen, das Energieeinsparungen und Systemleistung mess- und nachweisbar macht;

  • Wir bitten um die Darstellung eines wirtschaftlich tragfähigen Konzepts, das bestehende Budgetrestriktionen berücksichtigt. Neben qualitativen und innovativen Aspekten spielt die Wirtschaftlichkeit eine wichtige Rolle – wir erwarten daher Lösungsansätze, die einen realistischen Kostenrahmen sowie ein überzeugendes Preis-Leistungs-Verhältnis aufzeigen.

Einreichungen sollen keine fertigen Angebote, sondern Lösungsbilder und Konzeptansätze sein, die zeigen, wie Ihr Unternehmen die beschriebenen Herausforderungen angehen würde.

Aufruf zur Einreichung

Komplexität ist unsere Herausforderung – Ihre Expertise unsere Chance.

Smarte Stadtbeleuchtung ist heute technisch möglich. Die entscheidende Frage ist nicht mehr, ob Sensoren Daten liefern können – sondern wie verschiedenste Sensoren zuverlässig zusammenspielen, wie aus ihren Daten in Echtzeit die richtigen Reaktionen abgeleitet werden und wie all das im kommunalen Alltag stabil, wartbar und wirtschaftlich betrieben werden kann.

Genau hier liegt unsere Herausforderung – und genau hier suchen wir Ihre Expertise. Wenn Sie Erfahrung im Aufbau komplexer, sensorbasierter Steuerungssysteme haben, wenn Sie wissen, wie man heterogene Sensordaten zusammenführt und daraus robuste „wenn-dann"-Logiken baut, und wenn Sie dabei auch den wirtschaftlichen Rahmen kommunaler Auftraggeber im Blick behalten – dann möchten wir Ihren Lösungsansatz kennenlernen.

Reichen Sie Ihre Idee ein, bringen Sie Ihre Erfahrung ein, und helfen Sie uns, ein Projekt weiterzuentwickeln, das heute schon funktioniert – und morgen noch besser sein soll.

Nutzen der Challenge und weiterer Projektverlauf

Nach Abschluss der Einreichungsphase werden alle eingegangenen Lösungsvorschläge durch unser Fachteam (DigIT – Smart Green City) gesichtet und nach den festgelegten Bewertungskriterien ausgewertet.

Alle Teilnehmenden werden zu gegebener Zeit einheitlich über die Ergebnisse informiert. Im Anschluss an die Sichtungs- und Bewertungsphase planen wir, ausgewählte Einreichende zu persönlichen Fachgesprächen oder Präsentationsterminen einzuladen, um offene Fragen zu vertiefen.

Diese Veröffentlichung dient der unverbindlichen Markterkundung und der Gewinnung eines Überblicks über potenzielle Leistungen und Anbieter. Ob und in welcher Form eine anschließende Beauftragung oder Ausschreibung erfolgt, ist derzeit noch offen und wird erst auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse entschieden. Alle Teilnehmenden werden zu gegebener Zeit über mögliche weitere Schritte informiert.

Phasen

Noch nicht veröffentlicht

Aufruf zum Einreichen von Lösungsvorschlägen

29.04.2026 - 02.06.2026

1 Monat 5 Tage verbleibend

Prüfung der Lösungen

03.06.2026 - 16.06.2026

Bewertung der Lösungen durch die Fachjury

17.06.2026 - 30.06.2026

Bekanntgabe des Gewinners

Ab 01.07.2026

Diese Challenge ist beendet

Challenge-Geber
Stadt Konstanz - DigIT, Programm Smart Green City
Kontaktperson
Herr Damian Wagner Herold (Programmleitung Smart Green City)
Bewertungskriterien
Sehr Wichtig
.
Innovationsgrad
Langfristige Wirtschaftlichkeit (Lebenszyklusbetrachtung)
Umsetzbarkeit/Anwendbarkeit/Relevanz
Wichtig
.
Fachlich-technische Kompetenz
Normal
.
Nachhaltigkeit (ökologische Aspekte)
Kategorien
Infrastruktur
Energie
Mobilität & Verkehr
KOINNOvationsplatz
Bundesministerium für
Forschung, Technologie und Raumfahrt
Kapelle-Ufer 1
10117 Berlin
Der KOINNOvationsplatz orientiert sich an dem Konzept der www.ioeb-innovationsplattform.at der staatlichen IÖB-Initiative (www.ioeb.at) in Österreich.
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