شهر های هوشمند دیگر مربوط به آینده نیستند، هم اکنون شاهد رشد و توسعه تکنولوژی هایی نظیر اینترنت اشیا (IoT) هستیم که به طور فزآینده ای روی نحوه عملکرد و کنترل شهرها در کل جهان تاثیر گذاشته است. پیش بینی می شود صنعت شهر هوشمند تا سال ۲۰۲۰ صاحب یک بازار ۴۰۰ میلیارد دلاری باشد که ۶۰۰ شهر در سراسر جهان را در زیر پوشش دارد. انتظار می رود این شهرها تا سال ۲۰۲۵ ، ۶۰٪ تولید ناخالص داخلی جهان را تولید کنند. در حالی که تعاریف بسیاری از شهر هوشمند وجود دارد، به طور کلی یک شهر هوشمند از سنسورهای IoT، و فناوری های مختلف برای اتصال اجزای درون شهر استفاده می کند که بر هر لایه ای از یک شهر، از پایین سطح خیابان ها تا هوایی که شهروندان نفس می كشند را تحت تاثیر قرار می دهد. داده های مربوط به تمام بخش ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و الگوها از داده های جمع آوری شده حاصل می شوند.

انرژی 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 خیابان ها یک 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.

نورپردازی همه جا هست – در همه جا مردم کار می کنند، مسافرت می کنند، مغازه ها، غذا می خورند و استراحت می کنند. مخابرات دیجیتال و روشنایی با لامپ های کم مصرف LED به عنوان انقلابی در زمینه روشنایی شهری به شمار می آید. در شهرهای هوشمند با بهره گیری از این تکنولوژی های و جمع آوری داده های مرتبط و نیز یافته های جدید می توان روش های جدید برای بهره گیری بهتر از انرژی ابداع کرد.

مجموع کل انرژی مصرف شده نیز به عنوان بخشی از شهر هوشمند به حساب می آید. بیشتر افراد ممکن است این مسئله را با نصب انواع ابزارهای سنجش هوشمند در منازل خود تجربه کرده باشند.

اما با افزایش سیستم هایی که از سلولهای خورشیدی و وسایل نقلیه الکتریکی استفاده می کنند، تکنولوژی در زمینه سخت افزار و نرم افزار توان مدیریت بهتر شبکه و نیز بهینه سازی توان تولیدی توسط منابع مختلف انرژی را آسان می کند.

علاوه بر این ساختمان هایی که میزان مصرف انرژی خود را به صورت پیوسته نمایش می دهند و می توان از داده های آن گزارش تهیه کرد در کاهش هزینه ها موثر هستند.

این موارد می تواند منجر به کاهش آلودگی هوا و افزایش بهره وری شهرها خواهد شد که به نوبه خود باعث پیشرفت آن می شود. همچنین در مورد شبکه ها و ابزارهای سنجش هوشمند در شهرها مطالبی قابل ذکر است. راه حل های مبتنی بر شبکه های هوشمند نقش مهمی در توسعه شهرهای هوشمند ایفا می کند

از اپلیکیشن های پرداخت انرژی تا زیرساخت های اندازه گیری هوشمند، راه حل های زیادی برای افزایش سرویس دهی در حوزه انرژی وجود دارد.

با یک شبکه هوشمند، می توان با بهبود تشخیص قطعی برق، سرعت ضبط داده ها، بازیابی سیستم در مواقع بروز بحران، عملیات خدمات زمینی و تکنیک های کلی مدرنیزه کردم شبکه را انجام داد.

حمل و نقل هوشمند

در یک شهر هوشمند از یک سیستم حمل و نقل چند منظوره که شامل چراغ های ترافیکی هوشمند و پارکینگ های هوشمند است تشکیل شده است. به عبارتی یکی از حوزه هایی که می تواند به عنوان عاملی برای هوشمندسازی شهری تلقی شود مبحث حمل و نقل هوشمند است. هر چیزی که به نحوی به این موضوع مرتبط باشد اعم از نظارت بر ترافیک شهری، پارکینگ ها، چراغ ها و غیره می تواند در هوشمند سازی شهری مورد توجه قرار گیرد.

این موارد از بخش هاییست که بازگشت سریع سرمایه گذاری برای آن تضمین شده است. نه تنها به کاهش هزینه های مربوط به نظارت و مانیتورینگ پارکینگ ها و اطمینان از دریافت هزینه های مربوط به پارکینگ کمک می کند بلکه به کاهش ازدحام و گره ترافیکی نیز کمک می کند.

با هوشمندتر کردن پارکینگ ها، شهروندان زمان کمتری برای جستجوی فضای پارکینگ صرف می کنند. چراغ های راهنمایی هوشمند با داشتن دوربین هایی که امکان نظارت بر جریان ترافیک خودروها را فراهم می سازد به سیستم های هوشمند قابلیت کنترل هوشمند زمان روشن و خاموش شدن چراغهای ترافیکی را فراهم می سازد.

همچنین با اتصال اتوبوس های شهری به یک سیستم هوشمند، شهروندان می توانند از زمان دقیق تردد اتوبوس ها اطلاع یافته و بتوانند برنامه ریزی برای استفاده بهینه از زمان را داشته باشند. در استرالیا چراغ های راهنمایی و رانندگی بر اساس اولویت دهی به اتوبوس ها برنامه ریزی شده اند تا زمان های اوج ترافیک، شهروندان به راحتی در سطح شهر تردد کنند.

در برخی پروژه های هوشمندسازی از سنسورهایی برای ثبت عبور و مرور افراد و تمام وسائط 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.

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 اشیا مربوط هستند که به صورت نمایی رشد می کنند اطلاعات و ایده های ارزشمندی از نحوه تعامل شهروندان با شهر در اختیار می گذارند.

زیرساخت های هوشمند

شهرها با توانایی شهر هوشمند قادر به برنامه ریزی بهتر برای تجزیه و تحلیل داده های بزرگی خواهند بود. این امر امکان تعمیر و نگهداری پیشگیرانه و برنامه ریزی بهتر برای نیازمندیهای آینده را فراهم می کند. داشتن زیرساخت هوشمندانه به این معنی است که یک شهر می تواند با فناوری های مختلف پیشرفت کند و با بهره گیری از داده های جمع آوری شده برای تغییرات معنی دار در برنامه های آینده شهر استفاده کند.

منظور از پویایی امکان انتقال داده و تکنولوژی با استفاده از فناوری است. توانایی یکپارچگی حرکت در داخل و خارج از بسیاری از سیستم های مختلف شهری و خصوصی ضروری است، اگرنسبت به اهداف شهر های هوشمند آگاه باشیم.

ساختن شهر هوشمند هرگز پروژه ایی نیست که بتوان پایان آن را تصور کرد. لازم است فناوری به صورن انعطاف پذیر باشد و قابلیت فراهم سازی انتظارات مصرف کننده صرف نظر از اینکه چه کسی یا چه زمانی آن را ساخته است، داشته باشد.

همچنین داده ها باید بتوانند بدون محدودیت بین سیستم ها انتقال یابند که تمام این موارد با توجه به نگرانی های مربوط به حریم خصوصی، امنیت و نیز مالکیت معنوی همراه است. به این منظور سیاست های عمومی و قوانین تکنولوژی باید به روز باشند.

ابزارهای دارای قابلیت اینترنت اشیا هوشمند

و در نهایت، یکی از اجزای کلیدی که همه چیز را در یک شهر هوشمند مرتبط می کند، دستگاه های IoT است. اگر دوست داشته باشیم یا خلاف این باشد به هر حال سنسورها و محرک ها به عنوان جزیی از شهرها به حساب می آیند. اطلاعات سنسورها در زندگی روزمره ما وارد می شوند و با تجمیع در شبکه های اجتماعی باعث نزدیگی جوامع می شوند که در نهایت متولیان شهر را با چالش های امنیتی و بحرانی روبرو می کند. سنسورها جز اصلی یک شهر هوشمند به حساب می آیند.

یک شهر هوشمند از شبکه وسیعی تر دستگاه های گزارش دهنده نظیر سنسورها، دستگاه های مشاهده گر و دیگر موارد تشکیل شده است که باعث می شود یک شهر هوشمند بتواند ایجاد شود. در یک شهر هوشمند، داده ها به صورت مستقیم از سنسورهایی که به منظور خاص تعبیه شده اند یا سنسورهایی برای اهداف دیگر جمع آوری می شوند و در نهایت با یکپارچه سازی آنها اطلاعات لازم برای پیاده سازی اهداف شهر هوشمند فراهم میگردد.

با داشتن این اطلاعات، سیستم های پیچیده شهری به صورت بهنگام مدیریت می شود و با یکپارچه سازی مناسب از نتایج ناخواسته جلوگیری می شود. وابسته به توسعه سنسورها، لازم است از عملکرد آنها اطمینان لازم را داشت تا از خطاهای ناخواسته که در اثر عدم سازگاری سیستم ها به وجود می آید جلوگیری کرد.

یکی دیگر از موارد کار با دستگاه های IoT، تولید و جمع آوری حجم زیاد داده هاست که می تواند منجر به اختلال در عملکرد سیستم شود. همچنین وجود نویز و اختلال در هنگام دریافت داده می تواند کل داده هارا بدون استفاده کند. با رشد شهر ها و افزایش دستگاه های IoT از تعداد میلیون به میلیارد و حتی بیشتر و با توجه به اینکه همه داده ها تولید شده قابل استفاده در پروژه های شهر هوشمند نیستند، مشکلاتی نظیر پهنای باند و ظرفیت می تواند به عنوان چالشی در توسعه شهرهای هوشمند به شمار آیند.

با استفاده از این تکنولوژی ها و عملکرد همزمان آنها شهرها هوشمند تر می شوند. با افزایش جمعیت کره زمین، افراد بیشتری در محیط های شهری سکونت خواهند کرد و نیاز به هوشمندسازی شهری بیشتر خواهد شد تا استفاده بهتری از منابع در دسترس زمین صورت پذیرد.