نوشته ای زیبا از دکتر فرهاد حریری اکبری
زیر ساخت های شهر هوشمند
رشد شهر نشینی در دهه های اخیر در کنار رشد فناوری اطلاعات و ارتباطات جامعه ملل و متفکرین جهانی را در سالهای در سال های پایانی دهه 70 و اوایل دهه 80 میلادی بر آن داشت تا به تفکر در باب تغییر و تحول الگوهای نظام مدیریتی و خدماتی چه در سطح دولت های ملی و چه دولت های محلی بپردازد و با توجه به تراکم زیاد و توسعه نامتوازن کلان شهرها، امروزه مدیریت و دسترسی بهینه منابع (در حوزه هایی چون انرژی، زمان، محیط زیست، حمل و نقل و غیره)، یکی از چالش های اصلی و مهم نهادهای حاکمیتی است. این در حالی است که بر اساس گزارش سازمان WHO، جمعیت شهرنشین جهان در سال 2014 در حدود 54% کل جمعیت جهان بوده و این در حالی است که در سال 1964 تنها 36% از جمعیت جهان در شهرها ساکن بوده اند. این مساله حاکی از رشد سریع روند توسعه شهرها و شهرنشینی، به ویژه در کشورهای در حال توسعه همچون ایران است.
از سوی دیگر در سال های اخیر، رشد سریع دسترسی به فناوری اطلاعات و ارتباطات (فاوا) در تمامی نقاط دنیا توانسته است نقش بسزایی در توسعه حوزه ها و صنایع دیگر بازی کند. از این رو چند سالی است ایده به کارگیری فاوا به منظور دریافت، مدیریت و به کارگیری لحظه ای اطلاعات و هوشمندسازی شهرها مورد توجه گسترده سیاست گذاران شهری و اپراتورهای ارتباطی قرار گرفته است. به طور مشخص، شهر هوشمند یکی از کاربردهای اصلی مفهوم اینترنت اشیاء (IoT) و ارتباطات ماشین به ماشین (M2M) است که به عنوان مهمترین حوزه های ارایه خدمات در نسل پنجم شبکه های ارتباطی در نظر گرفته می شوند. همچنین خدمات هوشمندسازی می توانند علاوه بر کمک به مدیریت شهری و فراهم کردن امکانات مناسب برای شهروندان، منجر به شکل گیری فرصت های جدیدی برای رشد کسب و کارهای محلی نیز گردند.
اما تعاریف متعددی برای شهر هوشمند در سراسر جهان استفاده شده است. در واقع، شهر هوشمند بسته به سطح توسعه شهر، میزان اراده به منظور بهبود شرایط و متناسب با میزان منابع موجود، در هر شهر و منطقه مفهومی متفاوت و منحصر به خود را می یابد. به عنوان نمونه موسسه استاندارد گذاری BSI در استاندارد PAS 180 خود عبارت شهر هوشمند را به صورت زیر تعریف می کند:
- شهر هوشمند عبارت است از یکپارچگیِ سیستم های فیزیکی، دیجیتال و انسانی در یک محیط، به منظور فراهم کردن آینده ای پایدار و مرفه برای تمام شهروندان.
- شهر هوشمند عبارت است از یکپارچگی سیستم های فیزیکی، دیجیتال و انسانی در یک محیط به منظور فراهم کردن آینده ای پایدار و مرفه برای تمام شهروندان است.
- در واقع شهر هوشمند را میتوان سیستمی از سیستم های دیگر شهری (همچون آب، برق، حمل و‌ن قل، شرایط اضطراری و غیره) دانست، که هر کدام بر دیگری تاثیرگذارند. با جمع آوری و پردازش داده های این سیستم ها، می توان اطلاعاتی از وضعیت فعلی و پیش بینی هایی از وضعیت آتی داشت که همین امر منجر به پایداری و نیز زنده بودن شهر می شود.
با توجه به تعریف بیان شده در مورد شهر هوشمند، اتصال سیستم های فیزیکی یک شهر و دریافت داده از آن ها به عنوان مبنای یک شهر هوشمند شناخته می شود. با توجه به تعریف های بیان شده در مورد شهر هوشمند، اتصال سیستم های فیزیکی یک شهر و دریافت داده از آن ها به عنوان مبنای یک شهر هوشمند شناخته می شود. بنابراین، در یک شهر هوشمند داده های مربوط به کلیه سیستم های فیزیکی نظیر سیستم حمل و نقل (عمومی و خصوصی)، پارکینگ ها (حاشیه ای و مسقف)، سیستم روشنایی معابر (خیابان ها، پیاده روها و بوستان ها)، سطل های زباله، سیستم آبیاری فضای سبز، ساختمان ها، سامانه های امنیت عمومی و غیره، همگی در یک سامانه مرکزی جمع آوری و پردازش می شود. پردازش این داده ها به صورت یکپارچه، اطلاعات بسیار مفید و مهمی در اختیار نهادهای حاکمیتی به منظور مدیریت مناسب و بهینه، قرار می دهد.
در این جا توجه به این نکته ضروری است که مفهوم ساختمان هوشمند مبتنی بر IoT با سسیتم‌های BMS نسل قبل تفاوت اساسی دارد. در واقع در سیستم جدید واحدهای هر ساختمان به صورت محلی و مجزا متصل نخواهند بود. بلکه توسعه اینترنت اشیاء کمک میکند تا تمام بخش‌های یک ساختمان، از پارکینگ و موتور خانه تا کنتورهای انرژی، سیستم روشنایی و تمام سرویسهای هوشمند دیگر، به صورت یکپارچه به هسته مرکزی شبکه متصل شوند. از این طریق نه تنها داده‌های مربوط به یک خانه و نه تنها داده‌های یک ساختمان بلکه داده‌های مربوط به تمام ساختمان‌های شهر در یک هسته مرکزی جمع‌آوری و پردازش میشود.
در تمامی موارد فوق، فاوا (ICT) و به طور خاص اینترنت اشیاء، فضای ابری، شبکه‌های ارتباطی نسل جدید و کلان‌داده‌ها به عنوان بستر و تسهیل‌کننده اصلیدر ارائه راهکارهای “هوشمندسازی” ایفای نقش میکند.به عنوان نمونه، اتصال زیرساخت‌های فیزیکی شهری نظیر پارکینگ‌ها، سطل‌های زباله و … از طریق شبکه‌های سلولی نسل قبل به هیچ عنوان به صرفه و قابل پیاده‌سازی نخواهد بود. به همین منظور امروز شبکه‌های ارتباطی تحت عنوان LPWA معرفی شده‌اند که مناسب کاربردهای حسگری (مصرف توان و هزینه بسیار پایین) هستند.
شاخص های هوشمند سازی شهرها و برترین شهرهای هوشمند جهان:
برای جمع آوری شاخص، صاحب نظرها 79 شاخص را در 10 بعد مختلف زندگی شهری تجزیه و تحلیل می کنند: اقتصاد، تکنولوژی، سرمایه انسانی، انسجام اجتماعی، روابط بین المللی، محیط زیست، تحرک و حمل و نقل، برنامه ریزی شهری، مدیریت عمومی و حکومت.
این رتبه بندی به عنوان یک ابزار برای شهرداران، مدیران شهر، شرکت ها و گروه های علاقه مند است که می خواهند کیفیت زندگی ساکنین شهر را بهبود ببخشند. مطالعه پیشرفته ترین شهرهای در هر رده، منبع الهام بخش برای شناسایی بهترین شیوه ها برای نوآوری، پایداری، عدالت و وابستگی است. این یادآوری ضروری است که یک شهر کامل هنوز وجود ندارد و همه هنوز هم می توانند برای بهبود خود تلاش داشته باشند.
10 شهر هوشمند برتر شامل نیویورک که مهمترین مرکز اقتصادی در جهان است، رتبه اول برای این بعد، و در جایگاه دوم برای فناوری قرار دارد. لندن به تحرک و حمل و نقل و اندازه سرمایه انسانی، که شهر با بیشترین تعداد مدارس و دانشگاه های تجاری است، در حالی که در تاثیرات بین المللی (دوم) در اولویت تاثیر جهانی قرار دارد، در پاریس، محبوب ترین مقصد گردشگری جهان را ثابت می کند. با این حال، هر سه شهر دارای نمرات ضعیف اجتماعی انسانی، رتبه بندی 153، 105 و 86 است. گردآوردن 10 شهر سه شهر دیگر آمریکا (بوستون 4، سان فرانسیسکو 5 و واشنگتن، 6 سی سی)، دو شهر اروپایی دیگر (برلین 9 و 10 شهریورماه) و دو آسیایی (سئول 7 و توکیو 8).
شرایط مورد نیاز برای داشتن یک شهر هوشمند:
- تولید انرژی و روشهای استفاده هوشمند، سیستمهای هوشمند انرژی میزان مصرف انرژی را زیر نظر قرار داده و آنرا با بازده ای بیشتری میدیرت و حفظ میکندد.
- حمل و نقل هوشمند: گزینه های برای حمل و نقل پایدار فراهم میشود
- زیر ساخت هوشمند: با استفاده از تنولوژِی جدید برای تبدیل داده خام به اطلاعات میتوانم برنامه ریزیهای شهری و منطقه ای انجام داد.
- سرویسهای عمومی هوشمند: برای برقرای ارتباط میان شهروندان میتوان به مکانهای امن تر و پاکیزه تر تبدیل کرد.
- بهداشت و سلامت هوشمند: روشهای هوشمند تر میتواند هزینه ها را کاهش دهد و بین فعالان صنعت بهداشت و درمان ارتباط موثری برقرار کند و اطلاعات ضروری بیماران فراهم شود.
- حکمرانی هوشمند: منظور از حکمرانی هوئشمند ارائه بستری برای مدیریت یکپارچه امور شهر میباشد که متریم ابزار موثر در این زمینه استفاده از فاوا است.
- محیط زسیت هوشمند که شامل ایجاد سازوکارهای لازم جهت استفاده بهینه از انرژی و آب و کاهش آلودگی محیط زندگی میباشد.
- زندگی هوشمند که منظور از این نوع زندگی حرکت به سمت رفتار و سبک زندگی هوشمند مبتنی بر فاوا میباشد.
- شهروند هوشمند: دستیابی شهروندان به خدمات زندگی هوشمند که این بعد زمینه مشارکت شهروندان و تعامل آنها در امور شهری و تاثیر گذاری در تصمیمات را فراهم می آورد.
- امنیت و ایجاد پلیس هوشمند
- خدمات ضروری و امدادی رسانی هوشمند: بهداشت، آتشمشانی و پلیس برای کمک رسانی که تمام اطلاعات توسط پردازش ابری جمع میشود و به یک مرکز که شهر هوشمند را کنترل میکند، متصل خواهد شد
زیر ساختهای شهر هوشمند:
باید در شهر لایه هایی با سیسم و بیسیم فراهم کرد تا تمام اپلیکشنها، نرم افزارها و وسایل مختلف را به هم وصل کرد تا بتوان معماری شهرهوشمند را پیاده کرد. یکی از لایههای اصلی معماری شهرهوشمند اینترنت اشیاء و یکی دیگر از لایه هادیگر آن شبکه ملی اطلاعات است که همه زیر ساختهای ورودی و خروجی ها را به هم وصل میکند در شهری که لایه های مختلف زیر ساخت وایرلس وجود دارد ارتباطات ماشین به ماشین برقرار میشود. یعنی تمام اطلاعات حمل ونقل (کنترل اتوبوس، مترو، ترافیک و اطلاع رسانی به مردم)، امنیت در شهر که شامل زیر ساخت و محتوا، انرژی که شامل استفاده بهینه از اطلاعات کنتورب و برق و گاز است.
بهداشت، سلامت و کمکهای فوری که شامل خدمات پزشکی، آتشمشانی و پلیس برای کمک رسانی که تمام اطلاعات توسط پردازش ابری جمع میشود و به یک مرکز که شهر هوشمند را کنترل میکند، متصل خواهد شد. اگر میخواهیم شهر هوشمند داشته باشیم باید زیر ساختی ایجاد کنیم که شامل لایه هایی از سنسورها، دوربینها، ردیابها و شبکه باشد تا ارتباطات را به هم وصل کرده و سپس دیتاهای ارتباطی و اشیاء در بخش ابردادهای پیاده و پردازش شده و گزارشها استخراج و قابل استفاده شود.
محصولاتی که برای ساخت یک شهرهوشمند مورد نیاز است شامل:
نرم افزار و سخت افزار مانند بحث زیر ساختها (فیبر نوری و سیمهای مسی)، کارتهای هوشمند، راه اندازی مدیریت شبکه وای فای از طریق شبکه برق شهری، شبکه های ویدئو کنفرانس، و مهترین قسمت که در ارتباط با آموزش شهروندان (فرهنگ هوشمند و تجارت هوشمند…..) ارائه پورتالهای سازمانی تحت وب، بانکداری هوشمند، راه اندازی شبکه آموزشی هوشمند در مدارس و دانشگاه ها میباشد.
