تعریف شهر هوشمند و بررسی 6 ویژگی اصلی شهرهای هوشمند

آلودگی و دود، فاضلاب شهری و ازدحام سه ویژگی شاخص زندگی شهری معاصر هستند، اما این جنبه های منفی زندگی شهری به مرور زمان جزئی از مشکلات گذشته زندگی شهری می شوند. برنامه ریزان شهری برای رسیدگی به این مشکلات راه های جدیدی یافته اند که یکی از آن ها نفوذ تکنولوژی های متصل است که مراکز هوشمند تری را ایجاد کرده و به نفع شهروندان کار کنند.

به عصر «شهرهای هوشمند» خوش آمدید. پیشرفت در سیستم های سنسور بی سیم، تکنولوژی های اطلاعات و ارتباطات (ICT) و زیرساخت هایی که به شهرها این اجازه را می دهند  مجموعه ای از داده های کلانی را جمع آوری و نگهداری کنند که این داده ها به حفظ پایداری و بهبود زندگی شهری کمک می کنند و همه این ها به لطف  شبکه تکنولوژی های متصل در حال رشد که «اینترنت اشیاء» نامیده می شود صورت می گیرند.

تعریف شهر هوشمند

 قبل از بررسی جزییات یک شهر هوشمند به عنوان یک نوآوری ما نیازمند درک عناصر مفهومی اصلی آن هستیم. در واقع گام اول برای ایجاد شهر هوشمند، درک مفهوم آن است، مروری مختصر بر ادبیات مرتبط در این حوزه نشان می دهد که مفهوم شهر هوشمند بسیار بحث برانگیز است، در واقع پیدایش اصطلاحات مشابه مانند شهرهای باهوش، شهر مجازی، شهر دانش، شهر دیجیتال و…غیره به سردرگمی مفهومی این اصطلاح افزوده است

مفهوم شهر هوشمند در سه حوزه اصلی توسعه پیدا کرده است : ۱. دانشگاهی ۲، صنعتی ۳، حکومتی

ادبیات دانشگاهی رویکرد کل نگر و جامع دارد و با توجه به علاقه مندی به توسعه دانش و اطلاعات معنی هوشمند طیف وسیعی از خصوصیات مانند خود پیکربندی، خود ترمیمی، محافظت از خود و خود بهینه سازی را در برمی گیرد.

در ادبیات صنعتی با گرایش به کسب و کار و ابزارهای صنعتی، مفهوم هوشمند به خدمات و محصولات هوشمند، هوش مصنوعی و دستگاههای متفکر اشاره دارد.

سرانجام در اسناد حکومتی با هدف مدیریت توسعه شهری کلمه هوشمند در ارتباط با نظریه برنامه ریزی شهری «رشد هوشمند» که در اوایل دهه ۹۰ برای جلوگیری از پراکنده رویی پدید آمد، تفسیر می شود. با وجود این تنوع به نظر می رسد استفاده از فناوری و نوآوری اجتماعی موضوع اصلی در این مفهوم باشد. یکی از تاثیرگذارترین تعاریف در ادبیات دانشگاهی توسط دانشگاه صنعتی وین در سال ۲۰۰۷ ارایه شده است. شهر هوشمند، شهری است که به خوبی در حال اجرای راههای رو به جلو در خصوصیات شش گانه (مردم هوشمند، تحرک هوشمند حکمروایی هوشمند، زندگی هوشمند، اقتصاد هوشمند و محیط هوشمند) است، که در ترکیبی هوشمند از دارایی ها و فعالیت های سرنوشت ساز، مستقل و آگاه شهروندان ساخته می شود».

در حالی که در ادبیات صنعتی از جمله ایده شرکت ای بی ام در مورد شهر هوشمند، شهرها به عنوان سیستمی از سیستم ها در نظر گرفته شده است. این شرکت شهر هوشمند را به عنوان شهری که فناوری را برای تغییر و دگرگونی سیستم های اصلی اش و بهینه سازی بازگشت منابع کاملا محدود مورد استفاده قرار می دهد، تعریف می کند.

 اما ادبیات حکومتی بیشتر بر روی جنبه های اداری و مالی شهر هوشمند و بر اهداف زیست محیطی مانند انتشار گازهای گلخانه ای تأکید می کند. به طور کلی ادبیات دانشگاهی رویکرد کل نگر و جامع دارد و طیف گسترده ای از موضوعات را دربر می گیرد و عمدتا بر بهبود در سه حوزه حکمروایی، توسعه اجتماعی و محیط زیست متمرکز شده است. از نقطه نظر صنعتی، شهرهای هوشمند عمدتا به دلیل تعامل بین رقابت و توسعه پایدار شهری پدید آمده اند. به علاوه بهره وری و محیط زیست پایدار و توسعه اجتماعی هدف اصلی شهرهای هوشمند است. در نهایت ادبیات حکومتی، بیشتر بر چالش های بین المللی شامل کیفیت زندگی، رشد اقتصادی، محیط زیست، انرژی، پایداری، ایمنی، بهداشت و درمان و تحرک متمرکز شده است، مستن زاده و ویترونوب شهر هوشمند را این گونه تعریف می کنند :

شهر هوشمند یک شهر پایدار و کارآمد با کیفیت بالای زندگی است که هدف آن مقابله با چالش های شهری (بهبود تحرک، بهینه سازی استفاده از منابع، بهبود بهداشت و امنیت، بهبود توسعه اجتماعی، حمایت از رشد اقتصادی و حکمروایی مشارکتی) از طریق استفاده از فناوری های اطلاعاتی و ارتباطی در خدمات و زیرساختهاء همکاری بین ذی نفعان و سهامداران کلیدی (شهروندان، دانشگاه ها، دولت و صنعت و سرمایه گذاری در سرمایه های اجتماعی است.
. کو و همکاران شهر هوشمند را به عنوان یک اجتماعی که یادگیری، نوآوری و سازگاری را آموزش می دهد، تعریف کرده اند

 در این میان تعدادی اصطلاحات مشابه با شهر هوشمند پدید آمدند (جوامع بیسیم، جوامع باند پهن، جوامع دیجیتال، جوامع شبکه ای، انفورماتیک جامعه و جوامع با هوش و …) که در پاره ای موارد به جای همدیگر توسط محققان مختلف مورد استفاده قرار گرفته است. این اصطلاحات به سطوح کمتر فراگیر و خاص یک شهر اشاره دارند و مفاهیم شهر هوشمند اغلب آنها را شامل می شود.

6  ویژگی اصلی شهر هوشمند

شهر هوشمند (Smart City) به شهری گفته می‌شود که بر اساس آخرین نظریه‌های تکامل یافته مدیریت شهری بر پایه فناوری اطلاعات و ارتباطات، داری شش معیار اصلی ذیل باشد:

1. حکمروایی هوشمند (Smart Governance)
2. شهروند هوشمند (Smart Citizen)
3. محیط زندگی (Smart Environment)
4. محل زندگی هوشمند (Smart Home)
5. اقتصاد هوشمند (Smart Economy)
6. حمل و نقل هوشمند (Smart Mobility)
7. انرژی هوشمند (Smart Energy)

شهر هوشمند یک منطقه شهری است که از انواع مختلف سنسور‌های الکترونیکی برای جمع‌آوری اطلاعات و تحلیل آن‌ها استفاده می‌کند، که این اطلاعات برای مدیریت دارایی‌ها و منابع شهری کارآمد است. این پروسه، شامل اطلاعات جمع‌آوری شده از شهروندان، دستگاه‌ها و منابع شهری است که پردازش و تجزیه و تحلیل می‌شود تا به نظارت و مدیریت ترافیک و حمل و نقل، سیستم، نیروگاه، آب، تأمین شبکه های، زباله، مدیریت، قانون اجرای سیستم‌های اطلاعاتی و مدارس و کتابخانه‌ها و بیمارستان‌ها و دیگر خدمات اجتماعی کمک کند.

سال گذشته شهر لس انجلس به عنوان اولین شهر در جهان در زمینه همگام سازی چراغ های راهنمایی (همه 4500 چراغ ) شناخته شد. با توجه به یافته های دپارتمان حمل و نقل شهری این شهر، این همگام سازی، زمان ترافیک را در کریدورهای اصلی لس انجلس به میزان 12 درصد کاهش داد. مقامات شهری سنگاپور برای مدیریت دفع زباله و پارکینگ، سیستم های هوشمندی را تعریف کرده اند که الگوهای روزانه و هفتگی دفع زباله را تنظیم می کنند. در نیویورک مانیتورهای ثبت آلودگی هوا در تلفن های همراه به رهبران شهری کمک می کنند که با دقت محله هایی که بیشتر از هرجایی در معرض آلاینده ها هستند را شناسایی کنند. بنابراین ساکنان شهری می توانند مسیر رفت و آمد خود را تغییر داده و در محل هایی رفت و آمد کنند که کمتر در معرض آلودگی هوا قرار دارند.

در سراسر ایالات متحده آمریکا شهرهایی از قبیل شیکاگو، سیاتل و واشنگتن دی سی در حال استخدام مدیران ارشد فناوری هستند که بر اجرای گسترده سیستم های دیجیتالی و تکنولوژی ها نظارت کنند. شهرها هر چه بیشتر از حالت آنالوگ به دیجیتال تبدیل می شوند و تکامل پیدا می کنند، رویکرد جدیدی برای شهرداری ها ایجاد می شود که امنیت و قابلیت سیستم هایشان را در داخل بخش ها بهبود ببخشند.  مدیران ارشد فناوری این شهرها  به سرعت تبدیل به اعضاء ضروری هیئت دولت شهرها خواهند شد.

بنابراین باید ببینیم یک شهر چه ویژگی هایی باید داشته باشد تا نام «هوشمند» را به خود اختصاص دهد؟ شهرهای هوشمند سراسر جهان تفاوت های زیادی با هم دارند اما در تعداد کمی ویژگی قویا با هم مشترک هستند: این شهرها بر روی زیرساخت ها و ساکنان خود سرمایه گذاری می کنند که این منجر به ارتباط بیشتر، آگاهی بهتر و محیط زیست کارآمدتر می شود. استفاده پویا از دانش ( علم و تکنولوژی) برای بهبود بخشیدن به هر دو مورد استفاده از منابع کمیاب و کیفیت بالای زندگی شهروندان، نشان اصلی «شهر هوشمند» است.

از زمانی که انقلاب صنعتی اول در انفجار رشد جمعیت شهری تاثیر گذاشت، دولت های شهری به دنبال راههایی هستند که برای شبکه های پرجمعیت شهری خدمات موثرتری ارائه دهند. چالش های شهری در طول تاریخ نتایجی به دست داده اند که کافی نیستند. سنسورها هم مقرون به صرفه تر و هم فراگیرتر هستند و باعث می شوند مسئولان شهری به سیستم های پشتیبانی دسترسی پیدا کنند که هرگز برایشان قابل تصور نبود. امروزه سنسورها با عملکردی پویا جهت نظارت و تنظیم خدمات عمومی مهم، از دسترسی به پارکینگ برای وسایل حمل و نقل عمومی گرفته تا برف روبی خیابان ها برای برقراری امنیت شهروندان مورد استفاده قرار می گیرند.

اینترنت اشیاء به همه شهرها در سراسر جهان وعده می دهد که آن ها را در مسیر سریع تبدیل شدن به شهر هوشمند قرار دهد. اما این هدف هنوز به طور کامل محقق نشده است. تکامل اینترنت اشیا شامل 3 مرحله مجزا است: مرحله اول: اشیاء فیزیکی دسترسی به اطلاعات دیجیتالی را آسان کند. مرحله دوم: اشیاء فیزیکی جهت دریافت و انتقال اطلاعات مربوطه به سنسورهای دیجیتالی مجهز شوند، و مرحله سوم: اشیاء فیزیکی خواصی دیجیتالی را دریافت می کنند که باعث می شود از حالت جسم فیزیکی خارج شوند. این مرحله آخر( سوم) یک فضای فیزیکی- دیجیتالی یکپارچه را نتیجه خواهد داد که وعده ساختمان های شهرهای هوشمند را محقق می کند. 

در جامعه ای که هم اکنون زندگی می کنیم به سختی در مرحله اول تکامل اینترنت اشیاء هستیم زیرا بسیاری از اشیاء فیزیکی ما هنوز به اینترنت متصل نیستند و اتصال به تنهایی کافی نیست. علاوه بر این شهرها نیز می بایست زیرساخت های لازم برای انتقال موثر داده ها را داشته باشند. چگونه اطلاعات از نقطه A به نقطه B جریان پیدا می کنند؟ در واقع همه خدمات شهری بر اساس محاسباتی صورت می گیرند که در چه موقعیت هایی منابع ارزشمند را هزینه کنند. در این محاسبات هرچه اطلاعات موجود بیشتر باشد، کیفیت و سطح آن ها را بالاتر خواهد برد. به عنوان مثال خودروهای بدون راننده به تنهایی مشکل ترافیک را حل نخواهند کرد، بلکه خودروهای بدون راننده ای که به سیگنال ها و سنسورها در خیابان مجهز هستند داده های مناسبی را به مسئولان شهری ارائه می دهند که به بهبود الگوی ترافیک کمک می کنند. این موضوع نیازمند این است که دولت های شهری به طور مداوم با شرکت های خصوصی کار کنند، چه آن ها اتومبیل تولید کنند چه کیسه زباله.

چالش های بزرگ و مختلفی در مسیر هوشمند شدن شهرها وجود  دارند که فائق شدن  بر آن ها به تفکری جدید نیاز دارد و مانند این است که بر زبانی جدید تسلط پیدا کنند. اگرچه، شهرهای مدرن در همه جا در حال حرکت به سمت یک مسیر سخت و دشوار هستند؛به سوی آینده ای که در آن اداره شهر و زندگی شهری با اتصال به عملکردهای تلفن های همراه ممکن خواهد بود.