مفهوم شهر هوشمند و گام‌های اساسی هوشمندسازی شهرها

مفهوم شهر هوشمند

اولین سوالی که بعد از شنیدن تعبیر شهر هوشمند به ذهن می‌رسد این است که مفهوم شهر هوشمند چیست؟ پاسخ این است که هیچ تعریف پذیرفته شده جهانی برای مفهوم شهر هوشمند وجود ندارد. این تعبیر برای هر شهر یا کشور، بسته به سطح توسعه، تمایل به تغییر و اصلاح و منابع موجود، معانی متفاوتی دارد.

تعاریف استاندارد مفهوم شهر هوشمند

استانداردهای جهانی تعاریف متعددی از مفهوم شهر هوشمند ارائه داده اند. برای آشنایی بیشتر با آن، در ادامه چند نمونه از مهم‌ترین آنها آمده است.

مفهوم شهر هوشمند طبق استاندارد ITU-T

سازمان استانداردسازی ITU-T شهر پایدار هوشمند را شهری تعریف می‌کند که با در نظر گرفتن نیازهای نسل فعلی و آینده، و با توجه به جنبه‌های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی، از ICT و دیگر ابزارها به منظور بهبود کیفیت زندگی، افزایش بهره‌وری خدمات شهری و ایجاد رقابت استفاده می‌کند.

مفهوم شهر هوشمند در استاندارد SAC

SAC شهر هوشمند را مفهوم و مدلی نوین تعریف می‌کند که از نسل جدید فناوری‌ها و خدمات در حوزه ICT (فاوا) نظیر اینترنت اشیا، رایانش ابری و کلان داده‌ها به منظور تسهیل فرآیند برنامه‌ریزی، بسترسازی و مدیریت خدمات هوشمند و پویا در شهرها استفاده می‌نماید. بر اساس این تعریف، توسعه شهرهای هوشمند می‌تواند به توسعه همگام در تمام بخش‌ها، صنعتی‌شدن، شهرنشینی، مدرن‌سازی کشاورزی و روند توسعه پایدار شهرها کمک کند.

این سازمان اهداف کلان زیر را برای هوشمندسازی شهرها ارایه می‌کند:

• تسهیل در ارائه سرویس‌های همگانی؛
• تدبیر درمدیریت شهری؛
• هوشمندی زیرساخت‌ها؛
• زنده بودن محیط زندگی (که به نوعی در لایه ارایه خدمات خود را نشان خواهد داد).

تعریف GSMA از مفهوم شهر هوشمند

بر اساس تعریف GSMA، مفهوم شهر هوشمند به طور گسترده از ICT و به طور خاص شبکه‌های موبایل، برای بهبود کیفیت زندگی شهروندان به شیوه‌ای پایدار استفاده می‌کند. براین‌اساس، یک شهر هوشمند مجموعه داده‌ها را به صورت پراکنده از زیرساخت‌ها، مردم و تجهیزاتی که به صورت هوشمند به یکدیگر متصل شده‌اند، جمع‌آوری و پردازش می‌کند. در واقع، شهروندان در تمام موقعیت‌ها و در هر زمان به سرویس‌های ارائه شده دسترسی خواهند داشت و از این طریق، بهبود بهره‌وری خدمات شهری، صرفه‌جویی در مصرف سوخت و آمادگی بیشتر در برابر بلای طبیعی – به دلیل اطلاع‌رسانی سریع‌تر – حاصل می‌شود.

سه گام اساسی در هوشمندسازی شهرها

با توجه به تعاریف ارائه شده از مفهوم شهر هوشمند و با توجه به مدل ارایه شده توسط Smart Cities Council، سه گام اساسی در راستای هوشمندسازی یک شهر را می‌توان مطابق شکل زیر نمایش داد.

• جمع‌آوری داده‌ها (Collect): تجهیزات هوشمند (سنسورها و …) به شکلی گسترده اما حساب‌شده و منطقی در سطح شهر قرار داده می‌شوند تا مشخصه‌های مختلف را اندازه‌گیری و پایش کنند. به عنوان نمونه، تجهیزات اندازه‌گیری هوشمند می‌توانند میزان استفاده از برق، گاز و آب را با دقت بالا اندازه‌گیری و سنسورهای ترافیکی هوشمند می‌توانند اطلاعات لحظه‌ای از وضعیت جاده‌ها و ازدحام‌های احتمالی را گزارش کنند. ایستگاه‌های هواشناسی خودکار نیز می‌توانند گزارش لحظه‌ای از وضعیت آب و هوایی در اختیار شهروندان قرار دهند. علاوه بر موارد اشاره شده، گوشی‌های هوشمندی که در اختیار شهروندان قرار دارند نیز می‌توانند اطلاعات کاربر را نظیر مکان، سرعت و وضعیت محدوده او – البته با مجوز خود کاربر – جمع‌آوری کنند.
• مخابره داده‌ها(Communicate): زمانی‌که داده‌ها جمع‌آوری شد، باید به مرکز کنترل یا تجهیزات دیگر مخابره شود. این عمل چه به صورت سیمی – فیبر نوری – و چه بی‌سیم امکان‌پذیر است. هدف نهایی این است که اتصال افراد و تجهیزات در همه‌جا برقرار باشد و این امر نیازمند عملکردی تعاملی است.
• تحلیل داده‌ها (Crunch): بعد از دریافت داده‌های مخابره شده، عملیات پردازش داده‌ها در مرکز کنترل و با اهداف زیر انجام می‌شود:

تبدیل “اطلاعات” به “دانش” در مورد شرایط موجود: زیرساخت نرم افزاری مفهوم شهر هوشمند جریان عظیمی از داده‌های ورودی را پایش و به‌گونه‌ای تحلیل می‌کند که برای انسان قابل درک باشد. برای مثال، یک مرکز عملیاتی شهر هوشمند می‌تواند تمام موارد مرتبط با شرایط اضطراری اعم از پلیس، آتش‌نشانی، آمبولانس، وضعیت ترافیکی و … را پایش کند و در صورت لزوم اطلاعات مناسبی از شرایط حاکم را در اختیار قرار دهد.

بهبود شرایط و پیش‌بینی شرایط آینده: با استفاده از دانش کسب‌شده در مرحله پیشین و قدرت پردازشی رایانه‌ها، عملکرد سیستم‌های پیچیده (که غالب سیستم‌های شهری نمونه‌ای از آن هستند) بهینه می‌شود. به عنوان نمونه می‌توان به ایجاد توازن در عرضه و تقاضای شبکه برق، هدایت ترافیک به منظور کنترل ازدحام، کاهش مصرف سوخت با انتخاب مسیر مناسب و بسیاری از مزایای دیگر اشاره کرد. علاوه بر موارد اشاره فوق، جذاب‌ترین هدف از پردازش داده‌های دریافتی، پیش‌بینی وضعیت آتی است.

مرکز عملیاتی شهر هوشمند ریو دو ژانیرو

به عنوان نمونه در مرکز عملیاتی شهر هوشمند ریو دو ژانیرو، داده‌های ۳۰ حوزه مختلف شهر اعم از وضعیت آب، انرژی، شرایط آب‌وهوایی و … دریافت و توسط ابررایانه‌ها پردازش می‌شود. در این مرکز علاوه بر اطلاع رسانی در مورد شرایط فعلی، وقوع سیل و طوفان نیز پیش‌بینی می‌شود. نهایتا پیش‌بینی‌‌های انجام شده به تیم‌های امدادی گزارش می‌شود تا در زمان مناسب اقدامات لازم صورت گیرد.

با توجه به آنچه گفته شد، اگرچه تعریف دقیق و جامعی برای مفهوم شهر هوشمند قابل ارایه نیست، اما در واقع، شهر هوشمند را می‌توان سیستمی از سیستم‌های دیگر شهری (همچون آب، برق، حمل‌و‌نقل، شرایط اضطراری و …) دانست، که هر کدام بر دیگری تاثیرگذارند. با جمع‌آوری و پردازش داده‌های این سیستم‌ها، می‌توان اطلاعاتی از وضعیت فعلی و پیش‌بینی‌هایی از وضعیت آتی داشت که همین امر منجر به پایداری و نیز زنده بودن شهر می‌شود.

به منظور ایجاد تفاوت میان خدمات الکترونیک (همچون پورتال‌های اطلاع‌رسانی، دریافت آنلاین عوارض و…) و خدمات هوشمند، غالبا مواردی را جزو هوشمندسازی شهر در نظر می‌گیریم که مبتنی بر اطلاعات لحظه‌ای و تجزیه و تحلیل آن‌ها بوده و به صورت کاملا تعاملی برقرار باشند. از این رو اگرچه خدمات الکترونیک شهری و اتوماسیون را نیز می‌توان به عنوان مصادیق پایه‌ای از خدمات هوشمند شهری برشمرد، اما بکارگیری فناوری‌های نوین ICT (اینترنت اشیاء، کلان‌داده‌ها و …)، تفاوت کلیدی شهرهای هوشمند آینده با شهرهای الکترونیک کنونی است.

---

بیشتر بخوانید: شهر هوشمند یعنی چه؟