تحلیل عوامل بنیادین در شکلگیری و پیشرفت شهرهای هوشمند
در سالهای اخیر، مفهوم شهر هوشمند و ابعاد گوناگون آن با سرعتی فزاینده در محافل علمی، صنعتی و مدیریتی مورد توجه قرار گرفته است. موفقیت پروژههای مربوط به هوشمندسازی شهرها، متأثر از طیف وسیعی از عوامل است؛ از حمایتهای راهبردی دولتها و سرمایهگذاریهای کلان شرکتهای بزرگ به منظور ایجاد زیرساختهای فناورانه مورد نیاز، گرفته تا نقش پویا و نوآورانه کسبوکارهای کوچک که هر یک با ارائه راهکارهای تخصصی، قطعهای از این پازل بزرگ و پیچیده را تکمیل میکنند.
اینترنت اشیا (IoT) به عنوان یکی از ارکان اساسی شهر هوشمند، نیازمند توجه ویژه به مقوله امنیت در تمامی مراحل طراحی و پیادهسازی است. تضمین امنیت دادهها و دستگاههای متصل، یکی از حوزههای بسیار مهم در توسعه شهرهای هوشمند به شمار میرود و عدم توجه به آن میتواند مخاطرات جدی به همراه داشته باشد.
دادههای باز (Open Data) در یک شهر هوشمند، بستری مناسب برای نوآوری و ایجاد مدلهای درآمدی جدید برای کسبوکارهای کوچک و استارتاپها فراهم میآورد. این امر نه تنها به ایجاد درآمدهای پایدار کمک میکند، بلکه منجر به صرفهجویی قابل توجه در مصرف منابع و کاهش هزینههای کلی مدیریت شهری نیز خواهد شد.
با توجه به تراکم بالای جمعیت در شهرهای سراسر جهان و روند رو به رشد شهرنشینی، هوشمندسازی شهرها در آیندهای نه چندان دور، از یک گزینه مطلوب به یک ضرورت اجتنابناپذیر تبدیل خواهد شد. اما برای درک بهتر این مفهوم، لازم است تا تعریفی دقیق از شهر هوشمند ارائه دهیم.
یک شهر هوشمند، به شهری اطلاق میشود که از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) به منظور ارتقای کیفیت و بهبود عملکرد خدمات شهری نظیر تأمین انرژی، مدیریت حمل و نقل و توزیع آب و برق استفاده میکند. هدف اصلی از این رویکرد، کاهش مصرف منابع، به حداقل رساندن تلفات و کاهش هزینههای کلی اداره شهر است. به عنوان مثال، با بهرهگیری از چراغهای راهنمایی هوشمند، اطلاعات جمعآوری شده از حسگرهای تعبیه شده در سطح شهر، مانند دادههای مربوط به خودروها، به صورت لحظهای پردازش شده و تصمیمات هوشمندانه برای مدیریت زمانبندی چراغها در مناطق پرتردد اتخاذ میگردد.
خودروهای یکپارچه شده در سیستم هوشمند شهری، به طور خودکار به پارکومترها و ترمینالهای شارژ الکتریکی متصل شده و بهینهترین مسیر را برای رسیدن شهروندان به مقاصدشان تعیین میکنند. همچنین، دادههای به دست آمده از حسگرهای تعبیه شده در سطلهای زباله هوشمند، به شرکتهای جمعآوری زباله ارسال شده و در زمانبندی و انتخاب بهینهترین مسیر برای تخلیه، حمل و دفع زباله، تصمیمات هوشمندانه اتخاذ میگردد.
شایان ذکر است که یک شهر هوشمند از بخشهای مختلفی تشکیل میشود که جهتگیری و اولویتبندی آنها میتواند بر اساس سیاستهای تدوین شده توسط مدیران شهری، متفاوت باشد و بر نیازها و اولویتهای خاص هر شهر تمرکز نماید.
لزوم ایجاد شهرهای هوشمند
روند مهاجرت و سکونت در شهرها در سطح جهانی با سرعت قابل توجهی در حال افزایش است. بر اساس آمارهای موجود، در حال حاضر 54 درصد از جمعیت جهان، شهرها را به عنوان محل زندگی خود انتخاب کردهاند و پیشبینی میشود که این آمار تا سال 2050 به 66 درصد افزایش یابد. به طور کلی، در طول سه دهه آینده، جمعیتی بالغ بر 2.5 میلیارد نفر به ساکنان شهرها افزوده خواهد شد.
از جمله عوامل اساسی در دستیابی به رشد پایدار کشورها و اولویتهای بسیار مهم برای مدیران شهری، توجه به فاکتورهای زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی است تا همگام با این رشد جمعیت، منابع مالی شهرها نیز به صورت پایدار تأمین گردد. هوشمندسازی شهرها، یک گام اساسی و راهبردی برای رسیدن به رشد پایدار و حفظ منابع و انرژی برای نسلهای آینده به شمار میرود.
توسعه شهرهای هوشمند به کمک اینترنت اشیا
اجزای سنتی زندگی شهری، از جمله تیرهای چراغ خیابانها، با بهرهگیری از فناوریهای نوین نظیر WiFi و اینترنت اشیا (IoT)، در حال تبدیل شدن به زیرساختهای اساسی برای پروژههای شهر هوشمند هستند. این چراغها از طریق اتصال بیسیم و با استفاده از فناوری رایانش ابری و یک پلتفرم یکپارچه، به یکدیگر و سایر دستگاهها متصل میشوند. علاوه بر این، از سلولهای خورشیدی برای تأمین انرژی مورد نیاز آنها استفاده میگردد. خدمات ارائه شده توسط این سیستمهای هوشمند، بسیار فراتر از خدمات ارائه شده توسط یک سیستم روشنایی معمولی است. تصور کنید که همین چراغها، اطلاعات مربوط به وضعیت ترافیک معابر، شرایط آب و هوایی، وجود فضاهای خالی در پارکینگها، نزدیکترین ایستگاه شارژ خودروهای الکتریکی، و اخبار مهم شهری نظیر حوادث رخ داده را تنها از طریق یک اپلیکیشن موبایل در اختیار شهروندان قرار میدهند.
مدیریت هوشمند ضایعات شهری، روشنایی هوشمند معابر و خیابانها بر اساس نیاز و تردد، آبیاری هوشمند و نگهداری بهینه فضای سبز، ساختمانهای هوشمند با مصرف انرژی بهینه، و هوشمندسازی بیمارستانها و به طور کلی ارتقای سطح بهداشت و درمان، تنها بخشهایی از یک شهر هوشمند جامع را تشکیل میدهند.
فاکتورهای اصلی و تأثیرگذار در موفقیت شهرهای هوشمند
اگرچه موارد بسیار متنوعی در موفقیت اکوسیستم شهرهای هوشمند دخیل هستند، اما چهار عنصر کلیدی که در ادامه به آنها اشاره میشود، به عنوان فاکتورهای اصلی موفقیت در اجرای پروژههای شهر هوشمند شناسایی شدهاند:
زیرساختهای ارتباط بیسیم: پایه و اساس تمامی زیرساختهای یک شهر هوشمند، یک شبکه ارتباطی بیسیم فراگیر و قابل اعتماد است. با وجود اینکه هنوز یک پروتکل ارتباطی واحد و همهکاره در این زمینه وجود ندارد، شبکههای با دامنه پوشش بالا و مصرف انرژی پایین (LPWAN) به عنوان بهترین گزینه برای راهاندازی شهرهای هوشمند محسوب میشوند. به عنوان مثال، فناوریهایی مانند LTE Cat M، NB-IoT، LoRa و… میتوانند نقش مؤثری در ایجاد یک اکوسیستم هوشمند ایفا کنند. ضمناً، فناوری نوظهور 5G نیز انتظار میرود که در آیندهای نزدیک به عنوان یک ابزار تسهیلکننده در ایجاد و استقرار زیرساختها و برنامههای شهر هوشمند، کمک شایانی نماید.
اطلاعات باز یا Open Data: در گذشته، بسیاری از کسبوکارها تمایلی به اشتراکگذاری دادههای تجاری خود نداشته و به سختی این اطلاعات را با دیگران به اشتراک میگذاشتند. غالباً دلیل اصلی این امر، ترس از نفوذ هکرها و حملات سایبری و سوءاستفاده از دادهها بوده است. با این حال، نباید از این نکته مهم غافل شد که در اختیار داشتن این دادهها در یک اکوسیستم پیچیده مانند شهر هوشمند، تا چه حد میتواند به اتخاذ تصمیمات تأثیرگذار و به موقع کمک کند. امروزه، اهمیت وجود دادههای باز برای مدیریت انواع کسبوکارها و موفقیت مدیران شهری بر کسی پوشیده نیست.
امنیت دادهها و اهداف آن: دستگاههای متصل به هم و مبتنی بر اینترنت اشیا، در یک شهر هوشمند خدمات متنوع و کاربردی زیادی را به شهروندان ارائه میکنند. اما این سؤال مطرح میشود که آیا دادههای این اکوسیستم در برابر حملات و سرقتهای سایبری مصون هستند؟ برای مقابله با این تهدیدات و حفظ امنیت اطلاعات شهروندان و شرکتها، باید اقدامات تخصصی و پیشگیرانه در این زمینه انجام شود. عملکرد صحیح یک شهر هوشمند تنها زمانی محقق میشود که دادههای در جریان، قابل اعتماد باشند و تمامی شرکتکنندگان در این اکوسیستم در فرآیند اعتمادسازی و ایجاد امنیت، نقش فعال ایفا کنند. چهار هدف اصلی که از ایجاد امنیت در شهرهای هوشمند دنبال میشوند عبارتند از: دسترسی مجاز، یکپارچگی دادهها، محرمانه بودن اطلاعات و مسئولیتپذیری تمامی ذینفعان.
چگونه میتوانیم از شهرهای هوشمند کسب درآمد کنیم؟ در عصر اینترنت اشیا و شهرهای هوشمند، دادهها به عنوان طلای جدید شناخته میشوند. برای اینکه شهرهای هوشمند به طور پایدار رشد کنند، باید مدلهای تجاری پایداری ایجاد شود که موفقیت تمامی بازیگران این اکوسیستم را تسهیل نماید. نرمافزارها باید به گونهای طراحی شوند تا تمامی اعضای اکوسیستم، از جمله تولیدکنندگان، توسعهدهندگان، سازندگان، دولتها و غیره، از مزایای آن بهرهمند شوند. مالکیت معنوی هر عضو باید ارزشمند تلقی شود. قابلیتهای اشتراکی نرمافزارها امکان ایجاد مدلهای کسبوکار نوینی را فراهم میکند که به هر یک از اعضا اجازه میدهد تا ارزش متناسب با سهم خود را از این اکوسیستم استخراج کنند. مدلهای مبتنی بر قابلیتهای اشتراکی نرمافزارها، راهکاری برای کسب درآمد از سختافزارها و نرمافزارهای مورد استفاده در زیرساختها ارائه میدهد که میتواند در صرفهجویی در هزینههای کلان، به ویژه مخارج سرمایهای، کمک شایانی نماید.
در نتیجه، با همافزایی سختافزارها و اپلیکیشنهای مختلف در بستر یک شهر هوشمند، علاوه بر تسهیل و بهبود سبک زندگی برای شهروندان، گامی مهم در جهت استفاده بهینه از منابع و کاهش هزینهها به منظور دستیابی به رشد پایدار و حفظ محیط زیست برای نسلهای آینده برداشته خواهد شد.
