URBAN.KI Open-Source-KI für Kommunen

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In Gelsenkirchen entwickelt die Westfälische Hochschule im Auftrag der Stadt gemeinsam mit Forschungseinrichtungen und Kommunen KI-Lösungen für Smart Cities – und stellt sie als Open Source für Städte und Gemeinden deutschlandweit zur Verfügung.

Kommunen brauchen KI, um zukunftsfähig zu sein und den demografisch bedingten Fachkräftemangel zu kompensieren. Das heißt aber nicht, dass jede Kommune eigene KI einkaufen oder beauftragen muss. Im Gegenteil, der Fokus sollte auf Nachnutzung und gemeinsamen Lösungen liegen. Das ist auch die Ausgangsbedingung beim Projekt URBAN.KI der Stadt Gelsenkirchen: Im Auftrag der Stadt entwickelt ein Forschungskonsortium gemeinsam mit Kommunen KI-Prototypen für kommunale Herausforderungen wie Stadtplanung, Mobilitätssteuerung, Klimaschutz, Gebäudemanagement, Bevölkerungsschutz und digitale Verwaltungsprozesse, aber auch Querschnittsthemen wie IT-Sicherheit und Datenschutz.

Alle Ergebnisse werden auf der zentralen Plattform openCode bereitgestellt und können somit von Kommunen bundesweit genutzt werden. Diese offene Lizenzierung ist auch Bedingung für die Förderung des Projekts durch das Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen.

Von über 130 Projektideen der Kommunen werden derzeit neun umgesetzt und entsprechend als Open Source bereitgestellt. Drei Beispiele verdeutlichen, welche Lösungen entwickelt werden:

• Intelligente Mobilitätsplanung im Projekt AIMOS: Der Landkreis Osnabrück setzt Rufbusse ein, um die Auslastung im öffentlichen Nahverkehr besser zu steuern und an den Bedarf anzupassen. KI kommt hier bei der Vorhersage zum Einsatz: Das System wertet anonymisierte Fahrtdaten aus und gleicht sie mit regionalen Strukturdaten wie Einwohnerzahlen oder Pendlerströmen ab. So wird erkennbar, wann und wohin Menschen tatsächlich fahren wollen.

• Datenbasierte Stadtplanung, Projekt aviary: Für Planungsentscheidungen benötigen Kommunen aktuelle Daten zu Gebäuden und Freiflächen. Teilweise stehen dafür auch bereits Luftbildaufnahmen zur Verfügung. Doch um sie auszuwerten, braucht es entsprechendes Know-how oder teure Softwarelösungen, manuelle Auswertungen sind sehr aufwendig. Mit dem Kreis Unna entwickelt URBAN.KI deshalb eine universelle, KI-gestützte Analyseplattform. Damit können Verwaltungsmitarbeitende in Städten und Gemeinden solche Luftbilder eigenständig auswerten und somit die Grundlage für ihre Planungsentscheidungen generieren.

• Digitalisierung von Bauakten: Ein anderes Beispiel sind Bauakten: Grundrisse, Genehmigungen, Gutachten, mit handschriftlichen Notizen, eingescannt oder in Papierform, die bei jedem Bauantrag durchsucht und berücksichtigt werden müssen. Im Projekt ArchivAIr in Heiligenhaus wird KI für ein System zur vollautomatisierten Digitalisierung, Klassifikation und Archivierung von Bauakten eingesetzt. Adressen, Antragsnummern und Datumsangaben werden ausgelesen und ins digitale Archiv übertragen – somit sind Bauakten sofort auffindbar.

Möglich sind solche Projekte durch die Bündelung von Kompetenzen zu Technologien wie Machine Learning, Deep Learning, Reinforcement Learning für Optimierungsprobleme, Computer Vision für Bild- und Geodatenanalyse, Natural Language Processing für Chatbots und Textverarbeitung und Big Data Analytics für heterogene Datenbestände. Im Konsortium unter Koordination der Westfälischen Hochschule arbeiten das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI), Fraunhofer FOKUS und Fraunhofer IAIS sowie PROSOZ Herten zusammen.

Forschung und Praxis verknüpfen

Worauf es bei der Umsetzung vor allem ankommt, erklärt Prof. Dr. Julia Frohne, Professorin für Kommunikationsmanagement an der Westfälischen Hochschule und Mitglied im Leitungsgremium von URBAN.KI: „Der wichtigste Erfolgsfaktor des Projektes ist die konsequente Verbindung von wissenschaftlicher Forschung und kommunaler Praxis." Umgesetzt wird das durch Workshops der Projektleiter und Forschungspartner mit den Kommunen. Die Prototypen werden demnach direkt in Pilotkommunen erprobt und auf Basis des Feedbacks iterativ verbessert. „Gestartet sind wir mit neun beteiligten Projektkommunen, heute nehmen über 30 an den Workshops teil“, berichtet Prof. Frohne. Diese Impulse aus der Praxis seien zentral, wenngleich sie auch die typischen Hürden offenlegten: heterogene IT-Landschaften, Datenschutz-Anforderungen, begrenzte Personalressourcen. Das Projektteam setzt dabei auf nutzerfreundliche, gut übertragbare Lösungen.

Technische Exzellenz allein reiche aber nicht, es sei auch wichtig, die Menschen mitzunehmen – Fragen der Mitbestimmung und Teilhabe, Schulungen sowie der rechtliche Rahmen seien besonders von Interesse, sagt Julia Frohne, die im Leitungsgremium für Kommunikation und Akzeptanz zuständig ist. Aus der Projekterfahrung heraus empfiehlt sie: „Frühzeitige Bürger- und Beschäftigtenbeteiligung, interkommunale Kooperationen für die Skalierung, systematische Schulungen und ein Check der KI-Readiness mit dem von uns entwickelten Leitfaden ‚Fit-for-KI' sowie Integration in bestehende Verfahren statt Insellösungen."

Wie es weitergehen soll

Es soll nicht bei einem einmaligen Projekt bleiben, die Gelsenkirchner planen, das Projekt als „KI-Institut für Kommunen“ zu verstetigen. Die Westfälische Hochschule hat bereits ein eigenes KI-Institut gegründet, das Forschungskooperationen auch mit Wirtschaftspartnern vorantreiben soll. Kommunen, Wissenschaft und Wirtschaft tauschen sich quartalsweise in der Arbeits- und Entwicklungsgemeinschaft URBAN.KI aus. Es gibt auch schon Überlegungen, weitere Innovationsfelder mit aufzunehmen, zum Beispiel aus dem Bereich Gesundheit.

Künstliche Intelligenz

Einsatz von KI in der modernen Kommune

Gelsenkirchen

KI für Kommunen

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