شهر هوشمند چه زیرساخت هایی نیاز دارد؟ (تکنولوژی های نوین)

قبل از مطالعه این مطلب، مطالب زیر را بخوانید:

زیرساخت های هوشمند؛ کلیدی برای آینده شهرها

25 فناوری که هر شهر هوشمندی باید داشته باشد

در این مطلب می خوانید:

چرا توسعه شهر هوشمند به زیرساخت و تکنولوژی نیاز دارد؟

شهر هوشمند به چه زیرساخت ها و تکنولوژی هایی نیاز دارد؟

جمعیت شهرها روز به روز در حال افزایش است. پیش‌بینی می‌شود تا سال 2020 جمعیت شهرها 70 درصد افزایش یابد. برای کنترل جمعیت شهرها می‌بایستی برنامه‌های خاصی در نظر گرفته می شد. برای حل این بحران درسطح جهانی موضوع شهر هوشمند مطرح شد. به طورخلاصه و به صورت کلی برنامه‌ریزی‌هایی که در شهر هوشمند در حال انجام شدن است بر کارایی بیشتر و کاهش هزینه‌ها تمرکز دارد و تحقیقات نشان داده است که ظرفیت اقتصادی راهکارهای شهر هوشمند امروزه از مرز 400 میلیارد دلار گذشته و  پیش بینی می شود تا 2019 با نرخ رشد مرکب سالانه 22.5 درصد به 1100 میلیارد دلار برسد. این حجم بازار در 2020 به 1.5 و در سال 2025 به 3.3 هزار میلیارد دلار خواهد رسید.

شهرهای هوشمند، به زودی شهرهای سنتی را کنار خواهد زد! با درنظر گرفتن این موارد، حرکت جوامع به سمت شهرهای هوشمند اجتناب ناپذیر خواهد بود. بنابراین باید قبل از اقدام در این راستا، باید بامهمترین اصول تشکیل دهنده شهرهای هوشمندآشنا شد. یکی از ممترین این اصول، وجود « زیرساخت ها » در شهرهای هوشمند می باشد. این نوشته برآن است تا مشخص کند که شهرهای هوشمند چرا و به چه زیرساخت هایی احتیاج دارند. دراین نوشته سعی خواهد تا مخاطبان محترم کارگشا، به درک درست تر و دقیق تری از نقش فناوری اطلاعات و زیر ساخت ها در شهر هوشمند دست پیدا کنند.

چرا توسعه شهر هوشمند به زیرساخت و تکنولوژی نیاز دارد؟

زیرساخت‌های هوشمندپایه و اساس شهر هوشمند هستند، زیرا به ذی‌نفعان اصلی امکان می‌دهد به سرعت و به طور مؤثری داده‌ها را مدیریت کنند و به آن‌ها دسترسی داشته باشند. پیش‌بینی می‌شود که شهرهای هوشمند تا سال ۲۰۲۵ فرصت‌های کسب‌وکاری فراوانی ایجاد خواهند کرد و ارزش بازار جهانی آن به بیش از دو تریلیون دلار خواهد. وقتی از زیرساخت ها شهر هوشمندصحبت به میان می آید باید به نقش اینترنت اشیانیز توجه ویژه نمود. وجود تکنولوژی و زیرساخت ها به ما کمک می کند شهروندان را  بهتر و پایدارتر به شهرها متصل کنیم و اداره شهررا به آنان بسپریم. در شهرهای هوشمند زیر ساخت های مناسب مساوی است با خدمات بهتر، با کیفیت تر و پایدارتر.

زیر ساخت ها و تکنولوژی در شهر هوشمند به ویژه در شهر هوشمند در ایران به جای هزینه، می تواند منبع درآمد پایدار و ارزش افزوده باشد. اصولا تا زمانی که فناوری و زیر ساخت ها در حال توسعه باشند شهرهای هوشمند به سمت هوشمندتر شدن حرکت می کنند. شبکه های برق، سیستم های توزیع گاز، حرارت، آب، سیستم های حمل و نقل عمومی و خصوصی، و ساختمان های تجاری، بیمارستان ها، خانه ها نقش کلیدی و مهمی را در شهر هوشمند ایفا میکنند و در شکل دهی به زندگی شهروندان تأثیرگذار هستند. این اجزا درصورتی که به صورت یکپارچه و متصل به هم باشند و توسط زیرساخت های پرقدرت مدیریت شوند می توانند در اداره شهر به صورت هوشمندبسیار مفید باشند.

زیرساخت ها وسیستم های زیر بنایی از شهرها حمایت می کنند تا شهروندان بتوانند از مزایای زندگی دیجیتال در عرصه های: حمل و نقل، آب، امنیت، زباله و…بهره مند شوند. همچنین از ویژگی های شهر هوشمند، این است که در صورت وجود زیر ساخت های مناسب، شهروندان می توانند همه چیز را  در همه جا دراختیار داشته باشند و نیازهای خود را مرتفع بکنند. آنچه آینده و ارزش شهرهای آینده را مشخص خواهد کرد، میزان استقرار زیر ساخت ها و فناوری های اطلاعات و ارتباطات در شهرها می باشد. تحلیلگران بر این باورند که سال ۲۰۱۸میلادی سال شهرهای هوشمند و توسعه زیرساخت‌های لازم برای آن خواهد بود.

نظریه پردازان شهر هوشمند در کشورهای پیشرو در به خدمت گرفتن فناوری‌های هوشمند اکنون به مرحله‌ای رسیده اند که شهروندانشان دیگر به مراجعات مکرر برای دریافت خدمت هرچند کوچک نیازی نداشته و چنین خدماتی را در منازل خود دریافت و نیازهای خود را برآورده می کنند. توسعه فناوری‌های هوشمند به ‌سرعت در جهان درحال افزایش است و شهرهای هوشمند در رقابتی تنگاتنگ به دنبال افزایش استفاده بیشتر از این فناوری‌ها هستند و این موضوع یکی از اهداف شهر هوشمند است.

شهر هوشمند به چه زیرساخت ها و تکنولوژی هایی نیاز دارد؟

همان طور که اشاره شد به کارگیری زیر ساخت های شبکه ای برای بهبود کارایی سیاسی و اقتصادی، بسترسازی توسعه اجتماعی ، فرهنگی و شهری  ضروری می باشد. خدمات کسب و کار، خدمات مسکن، فراغت و سبک زندگی و فناوری ارتباطات و اطلاعات، تلفن همراه و ثابت، شبکه های کامپیوتری ، تجارت الکتروینک و خدمات اینترنتی ، کامپیوتر های شخصی، تلوزیون ها یاکیوسک ها وبرنامه های کاربردی شبکه های اطلاعاتی، منابعی هستند که کاربران در جوامع هوشمند باید در اختیار داشته باشند. همچنین توسعه اینترنت به عنوان یکی از اصلی ترین پیش نیازهای پروژه شهر هوشمند در جهان به شمار می رود.

یکی از مهمترین زیرساخت‌های مورد نیاز برای تحقق شهر هوشمند به عنوان رابط میان بقیه زیرساخت‌ها و ابزارها، اینترنت و ارتباط شبکه ای است. تار نوری یا فیبر نوری رشته باریک و بلندی از یک ماده شفاف مثل شیشه (سیلیکا) یا پلاستیک است که می‌تواند نوری را که از یک سرش به آن وارد شده، از سر دیگر خارج کند. فیبر نوری داری پهنای باند بسیار بالاتر از کابل‌های معمولی است، با فیبر نوری می‌ توان داده‌های تصویر، صوت و داده‌های دیگر را به راحتی با پهنای باند بالا تا ۱۰ گیگابیت بر ثانیه و بالاتر انتقال داد. برای اطلاعات بیشتر شهر هوشمند سنگاپور را مطالعه کنید.

شبکه‌های فیبر نوری و فناوری‌های آن در کشورهای خاورمیانه به ویژه کشورهای خلیج فارس پیاده‌سازی شده اما در کشورمان به خصوص در چند سال گذشته خلاف جریان جهانی توسعه اینترنت حرکت شده است و فیبرنوری به عنوان اولویت اصلی در دستور کار دولت و وزارت ارتباطات و فناوری اطلاعات قرار ندارد.
 در ادمه هفت تکنولوژی که وجود آن ها در هر شهر باعث به وجود آمدن صفت «هوشمند» برای  آن شهر شده‌اند را به اختصار معرفی می کنیم. این هفت تکنولوژی به شرح زیر می‌باشند:

مروری بر تکنولوژی های پرکاربرد در شهرهای هوشمند

داده‌های ویدئویی در شهر هوشمند

نظارت ویدئویی از بخش‌های کلیدی در تمام پروژه‌های شهر هوشمند است، زیرا به اپراتورها کمک می‌کند آگاهی و اطلاعات پردازش‌شده بیشتری از وضعیت شهر به دست آورند. با گذشت زمان، شهرها شبکه‌های ویدئویی گسترده‌ای ایجاد کرده‌اند، با افزایش علاقه به دستگاه‌های متصل‌به‌شبکه و ابزارهای مبتنی بر هوش مصنوعی (AI)، نظیر تجزیه‌وتحلیل بلادرنگ، نیازی حیاتی برای به‌روزرسانی زیرساخت‌ها به وجود آمده است تا به طور کامل از مزایای فناوری‌های جدید بهره‌برداری شود.
 

بهداشت و سلامت در شهر هوشمند

در قسمت بهداشتی، در شهر هوشمند آیندهبا کمک فناوری، مراقبت های بهداشتی سریع تر و با کیفیت تر خواهد شد. شرایط برای انتقال اطلاعات بیمارها و انجام اقدامات پزشکی و مراقبتی با سرعت و کیفیت بیشتر انجام می پذیرد. سلامت هوشمند: با استفاده از فناوریهای مربوطه موجب استقرار سامانه های سلامت الکترونیکی و سلامت مبتنی بر موبایل خواهد شد. اتصال هوشمندانه و یکپارچه تجهیزات و ابزار پزشکی نقش مهمی در استقرار این حوزه از شهر هوشمند خواهد داشت. در این حوزه نیز وجود زیر ساخت های ارتباطی با پهنای باند بالا موجب بهره برداری هر چه بهتر از اهداف بخش سلامت جامعه خواهد شد.
سهم بازار جهانی این بخش تا ده سال آینده با نرخ رشد سالانه حدود 9 درصد بالغ بر 350 میلیارد دلار برآورد شده است.

امنیت در شهر هوشمند

 این حوزه از شهر هوشمند مربوط به خدمات دولت الکترونیکی و شهر الکترونیکی است. استقرار یکپارچه خدمات الکترونیکی از ناحیه دولت و کلیه دستگاه های خدماتی به مردم یک ضرورت قابل توجه است. مدیریت یکپارچه بحران های شهر و امداد رسانی، و آموزش الکترونیکی از دیگر اهداف این بخش مهم از یک شهر هوشمند است. با توجه به حجم عظیم گردش اطلاعات و اسناد الکترونیکی از یک سو، و اتصال یکپارچه پارامترهای مختلف و حساس مدیریت بحران از سوی دیگر، ضرورت داشتن شبکه های زیر ساختی پهن باند در شهرها را بیش از پیش حساس و تاثیر گذار می کند.

با وجود سیستم نظارت تصویری عمومی در شهرها، کمک بسیار زیادی به امنیت عمومی شهروندان خواهد شد. در شهرهای هوشمند استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی کمک می کند تا در صورت بروز اتفاقات، نهادهای مربوطه هرچه سریعتر به محل حادثه برسند. سیستم های هشدار دهنده زود هنگام در مورد تغییرات آب و هوایی و زلزله و..  درصورت وجود داشتن و استفاده در شهرهای هوشمند، کمک بسیار زیادی به پیشگیری از صدمات این اتفاقات می کند. البته شرایط زیر بنایی در اکثر شهرها در حال حاضر کافی و پاسخگو برای این شرایط نیست.

سهم بازار جهانی این بخش از شهر هوشمند تا ده سال آینده با رشد میانگین سالانه 11.5 درصد بالغ بر 1200 میلیارد دلار برآورد شده است.

حمل و نقل در شهر هوشمند

در بعد حمل و نقل نیز از فناوری های هوشمند استفاده می شود تا ابزارهای جایگزین مانند: دوچرخه، ماشین های الکتریکی و.. به کمک سیستم حمل و نقل بیایند و در سرعت و کیفیت تردد شهروندان تأثیر بسزایی داشته باشند. این مدل از حمل و نقل و جا به جایی در شهرهای هوشمند به دلیل دسترسی مناسب به قسمت های مختلف شهر، زمینه سرمایه گذاری و جذب سرمایه گذار را در این شهرها فراهم می کندو این شهرها را از  وجود هوایی به نسبت پاکتر متنعم می سازند. در برخی پروژه های هوشمندسازی از سنسورهایی برای ثبت عبور و مرور افراد و تمام وسایل نقلیه نصب شده است تا اطلاعات مربوط به تردد شهری را جمع آوری و ثبت کند.

در یک شهر هوشمند کاهش ترافیک خودرویی و ایجاد امکان انتقال شهروندان و کالاها  با استفاده از وسایل نقلیه مختلف از اهداف اصلی به شمار می آید. سیستم های ترافیکی هوشمند یکی از مثالها در این زمینه است و موفقیت در این زمینه می تواند به عنوان یک گام اساسی در هوشمند سازی شهری به شمار آید. در تمام این زمینه اهدافی نظیر کاهش آلودگی، کاهش مرگ و میر ناشی از تصادفات و نیز سالم سازی محیط زندگی شهری در افق نظرطراحان و مجریان پروژه ها پیش بینی می شود.

انرژی و محیط زیست در شهر هوشمند

در ساختمان های مسکونی و تجاری در شهرهای هوشمند با استفاده از انرژی کمتری،بازدهی بالاتری دارند  و انرژی مورد استفاده تجزیه و تحلیل شده و داده ها جمع آوری می شوند. شبکه های هوشمند بخشی از توسعه یک شهر هوشمند است، جراغ های خیابانها بک مورد ساده برای ورود به بحث شهر هوشمند در بیشتر موارد است چرا که لامپ های LED باعث کاهش هزینه و صرفه جویی می شوند. از شبکه هوشمند انرژی برای مدیریت هوشمند استفاده می شود. ابزارهای اندازه گیری هوشمند و بهره برداری هوشمندانه انرژی از دیگر پارامترهای این حوزه است.

در شبکه های انرژی هوشمند، هم مردم از مزایای صرفه جوبی در مصرف انرژی بهره مند می شوند و هم شرکت های تولید انرژی و توزیع در مدیریت یکپارچه انرژی توانمند می شوند. سهم بازار جهانی این حوزه تا ده سال آینده با رشد سالانه 28 درصد بالغ بر 800 میلیارد دلار برآورد شده است.

زیر ساخت های تحلیل داده های هوشمند

حجم عظیم داده های دریافتی در یک شهر هوشمند نیازمند تجزیه و تحلیل سریع است تا از آن برای بهبود وضعیت شهری استفاده شود. استفاده از پورتال های داده  باز به عنوان یک گزینه در برخی شهرها انتخاب شده است تا داده های شهری به صورت آنلاین منتشر گردد و هر فردی بتواند با دسترسی به آن برای الگوسازی های آینده تحلیل و بررسی کند. برخی شرکت ها برای تحلیل و آنالیز داده های شهری با متولیان امور شهری همکاری می کنند. فراگیر بودن تکنولوژی و گسترش سیاست های باز اطلاعات بر پایه رهاسازی یک موتور رشد اقتصادی برای نوآوری شهری است که تجربه ای از آن وجود ندارد.

حتی داده های جمع آوری شده توسط چراغ های راهنمایی و رانندگی می تواند برای به نفع شهروندان استفاده شود. حجم عظیم داده های جمع آوری شده از چراغ های راهنمایی و رانندگی یا وسایل که با اینترنت اشیامربوط هستند که به صورت نمایی رشد می کنند اطلاعات و ایده های ارزشمندی از نحوه تعامل شهروندان با شهر در اختیار می گذارند.

نتیجه گیری

هوشمندسازی و استفاده از ظرفیت‌های بخش فناوری اطلاعات و ارتباطات یکی از مهم ‌ترین عامل‌های پیشرفت اقتصادی کشورهاست این هوشمندسازی در هر شکلی باشد نیازمند زیرساخت‌های سخت‌افزاری و نرم افزاری است. براساس تجربیات جهانی و استدلال متخصصان، در استقرار هر یک از حوزه های خدمات یک شهر هوشمندضرورت داشتن زیر ساخت شبکه های پهن باند و استفاده از فناوری های فیبر نوری راه کاری گریز ناپذیر است. به دلیل هزینه گزاف این زیر ساخت و فناوری های مرتبط با آن، اجتناب از دوباره کاری و هدر رفت سرمایه های ملی در ایجاد شبکه های مستقل از هم به شدت توصیه می شود.

علاوه بر دوباره کاری و هدر رفت سرمایه های ملی، ایجاد محیط یکپارچه برای ارتباط و تعامل کلیه زیر ساخت ها و خدمات در یک کلان شهر، در یک بستر مشترک و همگرا امکان پذیر خواهد بود. چه بدون این نگرش و یکپارچگی در زیر ساخت ها و خدمات حوزه های مختلف یک شهر، مفاهیم شهر هوشمند به صورت جزیره ای و منفک از یکدیگر ایجاد و جامعه از بسیاری اهداف و دست آوردهای شهر هوشمند بی نصیب خواهد بود.

در توسعه زیر ساخت ها درشهرهوشمند باید توجه به حفظ محیط زیست در اولویت برنامه ریزان قرار بگیرد. در شهرهای هوشمند فعلی تمرکز بر رشد و ادغام عمودی می باشد در حالی که رشد و ادغام افقی نیز باید مورد توجه قرار بگیرد.

یکی از مهمترین موضوعات در بحث استقرار زیر ساخت های شهر هوشمند موضوع پایداری این زیرساخت ها و فناوری ها در شهرهای هوشمند می باشد. روش های سنتی طراحی شهرها برای تهیه زیرساخت های شهر هوشمند مناسب نمی باشد و باید از روش های نو در طراحی شهرهاو زیر ساخت تکنولوژیک آنها بهره برد.

باید در طراحی شهر هوشمند کمک کرد تا شهروندان به عنوان ارائه دهنده راه کار و تکنولوژی شناخته شوند، نه صرفا مصرف کننده. استفاده از تکنولوژی در شهرهای هوشمند اجازه می دهد داده های مختلف از منابع مختلف شهرها تجمع، ذخیره، تجزیه و تحلیل و تبدیل به داده هایی بشوند که در برنامه ریزی های مورد استفاده قرار بگیرند. یکی از مهمترین زیرساخت‌های مورد نیاز برای تحقق شهر هوشمند به عنوان رابط میان بقیه زیرساخت‌ها و ابزارها، اینترنت و ارتباط شبکه ای است.
اگر می‌خواهیم شهر هوشمند به بهترین نحو شکل بگیرد باید اینترنت ثابت یا شبکه ارتباطی ثابت را گسترش داده و به‌ روزرسانی فناوری در این بخش داشته باشیم و در بخش ارتباطات ثابت برای هوشمندسازی توسعه فیبرنوری و استفاده از فناوری‌ها و شبکه‌های مبتنی بر آن، در دنیا مورد توجه قرار دارد. امنیت هم یکی از مسائل مهم و اساسی در شهرهای هوشمند خواهند بود. نحوه طراحی شهرهای هوشمند و این که چگونه طراحی شوند که از خطرهای حمله، خطاها و اشتباه‌ها در امان باشند، موضوع بسیار مهمی است.  نحوه انتقال داده‌ها مسئله‌ای مهم در شهرهای هوشمند به حساب می‌آید. زیرا اگر داده‌ها با کیفیت کم و یا در زمان نامناسب منتقل شوند، ارزش افزوده چندانی نخواهد داشت.
نکته بسیار مهم و پایانی که باید بدان اشاره کرد این است که: « در شهرهای هوشمند استفاده از تکنولوژی باید حکم وسیله  داشته باشد نه هدف».

مطالب بیشتر:

5 راه کاربردی در هوشمند کردن شهر توسط شهرداری ها

چرا شهر هوشمند

منابع
– The role of infrastructure in the future city: theoretical perspective. Vytautas Snieškaa*, Ineta Zykieneb