شهرهای هوشمند دنیای فردا را می سازند

به گزارش کلیک، این روزها در مورد هر چیزی که مجهز به یک پردازنده یا حسگر باشد و به شبکه‌های گوناگونی متصل می‌شود، کلمه "هوشمند" به کار گرفته می‌شود.می‌توان این گونه استنباط کرد که برخورداری از قدرت پردازش اطلاعات و همچنین توانایی برقراری ارتباط با وسایل هوشمند دیگر از ویژگی‌های لازم و ضروری یک وسیله هوشمند محسوب می شوند.

امروزه کلمه "هوشمند" در مورد شهرها نیز به کار گرفته می‌شود. شهر هوشمند چگونه است؟ اگر بخواهیم به طور کلی بگوییم. شهر هوشمند از یک زیر ساخت اطلاعاتی و ارتباطی برخوردار است (که گاهی اوقات زیرساخت ICT نامیده می‌شود) که این امکان را فراهم می‌کند که وسایل هوشمند همچون گوشی ها، خودروها، ترموستات‌ها و کنتورهای هوشمند آب به زیر ساخت‌های هوشمند مانند سیستم گزارش مشکلات، چراغ‌های راهنما و سیستم‌های اطلاعاتی مربوط به ترافیک و پارکینگ‌ها، شبکه‌های برق رسانی و سیستم صدور صورت حساب متصل شوند که این کار به منظور افزایش کیفیت خدمات و بهره وری در شهرها است.

اما شهرهای هوشمند تنها مختص کشورهای توسعه یافته نیستند. در حال حاضر رویکردهای هوشمند که از فناوری‌های موجود استفاده می‌کنند، می‌توانند برای بهبود کیفیت زندگی مورد استفاده قرار گیرند. شهر هوبلی یکی از شهرهای کشور هند است که جمعیت آن با سرعت در حال افزایش است. در این شهر منابع آبی غیر قابل پیش بینی هستند و پاسخگوی جمعیت در حال افزایش آن نیستند. Nextdrop سرویسی است که در شهر بنگلور کشور هند ارائه می‌شود و زمانی که آب تمیز در دسترس است یک پیام متنی اطلاع دهنده به شهروندان ارسال می‌کند و شهروندان زمانی که این پیام را دریافت می‌کنند می‌توانند اقدام به جمع آوری آب مورد نیاز خود کنند.

در سراسر جهان مسئولان رده بالای شهرها به اهمیت اتصال شهرها با منابع حمل و نقل طبیعی و ساخته دست بشر پی برده‌اند. شهرهای بندری متصل کننده مسیرهای حمل و نقل دریایی برای تجارت هستند و راه آهن‌ها و فرودگاه‌ها زنجیره‌ای از شهرهای متصل به هم به وجود آورده‌اند که زمانی هرگز وجود نداشتند. در دنیای امروزی که اطلاعات مختلف پایه و اساس همه چیز را تشکیل می‌دهند، برای طرح راه حل‌هایی در مورد بسیاری از موضوعات همانند حفاظت از انرژی، ترافیک و حمل و نقل، امنیت و موضوعات دیگر و همچنین تقویت کلی کیفیت زندگی، ارتقای زیرساخت‌های ICT و حداکثر بهره گیری از آن‌ها لازم و ضروری است.

حمل و نقل

وزارت حمل و نقل آمریکا با مشارکت و سرمایه گزاری شرکت ولکان که متعلق به پال آلِن است، قصد دارد از پروژه شهرهای هوشمند در شهرهایی با جمعیت متوسط پشتیبانی کند. شهرهای آستین، دِنور، کانزاس (واقع در ایالت میسوری)، پیتزبرگ، پرت لند و سان فرانسیسکو نامزدهای اجرای این پروژه هستند و نام شهر نهایی برای اجرای این پروژه در اواخر سال جاری اعلام می‌شود. به دلیل اینکه وزارت حمل و نقل مجری این پروژه است، حمل و نقل محوریت ایده شهر هوشمند را تشکیل می‌دهد.

خودروها تاثیر بسیار زیادی بر شهرهای آمریکا و شهرهای سراسر جهان دارند و در طول قرن گذشته جایگاه خود را تثبیت کرده‌اند. جاده‌ها و خودروها اولویت‌های برنامه ریزی شهری در مراکز شهری و مناطق صنعتی را تغییر داده‌اند و حومه شهرها و مناطق خارج از شهر را نیز به وجود آورده‌اند. پیدایش خودروهای هوشمند و متصل به یکدیگر نیز برنامه ریزی شهری را تحت تاثیر قرار داده‌اند. توانایی برقراری ارتباط خودروها بازیرساخت‌های هوشمند نیز فرصت‌هایی برای انجام فعالیت‌ها به شیوه‌ای متفاوت را فراهم می‌کند و در نهایت طرز فکر ما را در مورد طراحی و سازماندهی شهرها تغییر می‌دهد.

وزارت حمل و نقل از امنیت، عوامل محیطی و هزینه‌های حمل و نقل به عنوان اصلی‌ترین موضوعات هدایت کننده برای بهره گیری از فناوری در جهت ایجاد سیستم کارآمد حمل و نقل یاد می‌کند. در اینجا اعداد و ارقام سالانه مربوط به زمینه‌های مختلف حمل و نقل از جمله جا به جایی، امنیت در حمل و نقل و عوامل محیطی به طور منطقی بیان شده است.

حمل و نقل

• 5 میلیارد ساعت تاخیر در حرکت وسایل حمل و نقل
• 121 میلیارد دلار خسارت در بهره وری شهری ناشی از ترافیک شهری

امنیت

• 32،675 مرگ ناشی از تصادفات
• 836 میلیارد دلار هزینه‌های اجتماعی که شامل خسارات ناشی از آسیب‌ها، بیمه، هزینه‌های درمانی و خسارات ناشی از آسیب به اموال و دارایی‌ها می‌شود.

عوامل محیطی

• مصرف 10.73 میلیارد لیتر سوخت
• تولید گاز دی اکسید کربن اضافی در حدود 25.2 میلیارد کیلوگرم

با وجود اینکه گوگل در زمینه خودروهای فوق هوشمند و بدون راننده بیشترین تلاش را داشته است و شرکت خودروسازی تسلا نیز در ارائه قابلیت‌های پیچیده نیمه هوشمند پیشرو بوده است. تمام این خودروهای فوق هوشمند تحت هدایت یک خودروی فوق هوشمند قرار می‌گیرند که با اطلاعات دریافتی از حسگرهای خود هدایت خودروها را در دست می‌گیرد. گروه دیگری از خودروها خودروهایی هستند که قابلیت تبادل اطلاعات بین خود را دارند که باعث می‌شود خودروها به صورت خودکار نسبت به اجسامی که در پیش روی آن‌ها است و یا راه آن‌ها را سد کرده است، واکنش نشان دهند و یا در صورت لزوم برای جلوگیری از برخورد با جسم مورد نظر اقدامی انجام دهند. در پیشرفته‌ترین حالت خودرو با زیر ساخت هوشمند ارتباط برقرار می‌کند. در این حالت اطلاعات دریافت شده از سنسورها و دوربین‌ها در مورد شرایط ترافیکی، پارکینگ‌ها و اطلاعات مربوط به آب و هوا به خودروها ارسال می‌شود.

با ذکر موارد فوق این سوال مطرح می‌شود که چگونه خودروها با سطح هوشمندی متفاوت در جاده‌ها کنترل می‌شوند. این کار بخشی از برنامه ریزی‌های اصلی در مورد شهرها، شهرستان‌ها و شهرداری‌ها است.

آینده بسیار خوبی در انتظار خودروها و زیرساخت‌های متصل و هوشمند است. در آینده خودروهای متصل می‌توانند با امنیت بیشتری و با فاصله کمتری از یکدیگر حرکت کنند و به موقع نسبت به شرایط آب و هوایی و مسدود شدن جاده‌ها واکنش نشان دهند و با هوشمندی بیشتری از زیرساخت‌های موجود جاده‌ها استفاده کنند (اختصاص لاین‌های اختصاصی به هر یک از خودروها به صورت مجازی بدون نیاز به ایجاد لاین‌های فیزیکی). از دیگر مزایای خودروهای هوشمند جلوگیری از بسیاری از تصادفات ناشی از اشتباه رانندگان است و همچنین می توانند از ترافیک‌های به وجود آمده به خاطر جستجوی رانندگان برای یافتن پارکینگ جلوگیری کنند. تمام این موارد می‌توانند تاثیر مثبتی بر هزینه‌های حمل و نقل و همچنین امنیت و عوامل محیطی داشته باشند.

با وجود اینکه هوشمند سازی حمل و نقل مزایای بسیار زیادی دارد اما چالش‌های بسیار زیادی نیز در مورد آن وجود دارد . امروزه کسانی که در زمینه حمل و نقل برنامه ریزی می‌کنند تنها به خودروها و زیرساخت‌های متصل فکر می‌کنند و برای جاده‌های مختص این خودروها در بیست سال آینده برنامه ریزی بلند مدت می‌کنند. علاوه بر آن روش‌های تأمین منابع مالی برای ایجاد زیرساخت‌های جاده‌های امروزی که باعث افزایش مالیات سوخت می‌شوند، روندی رو به عقب داشته‌اند و روندی به جلو در مورد آن‌ها مشاهده نشده است.

در دنیایی پر از خودروهای برقی (البته چنین ایده‌ای به زودی محقق نمی‌شود) بر خلاف دنیای امروزی هیچ هزینه‌ای برای سوخت نمی‌پردازیم. امروزه مسئولان بسیاری از شهرها در سراسر جهان به جایگزینی خودروها با قطارهای سبک شهری می‌اندیشند که نیازمند میلیاردها دلار سرمایه گزاری بخش دولتی هستند. برخی از صاحب نظران سرمایه گزاری در این زمینه را با سرمایه گزاری در زمینه خودروهای فوق هوشمند و زیر ساخت‌های هوشمند مقایسه می‌کنند. البته ممکن است این کار در برخی از شرایط درست نباشد.

دولت فدرال نیز ممکن است معیارهای خاصی برای عملکرد خودروهای فوق هوشمند تعیین کنند. هر یک از ایالات قوانین مختص به خود را تعیین می‌کنند و با این کار شرایط دشواری برای معرفی خودروها ایجاد می‌کنند؛ مثل اتفاقی که یک دهه پیش رخ افتاد و فناوری کنترل گازهای خروجی خودروها برای اولین بار معرفی شد. در آن زمان ایالت کالیفرنیا قوانینی وضع کرد که مانع ورود مدل‌هایی با فناوری‌های ابتدایی‌تر می‌شد.

انرژی و خدمات رفاهی

در شهرهای هوشمند یک شبکه برق رسانی وجود دارد که تمام اجزای آن با هم مرتبط هستند و این امکان را فراهم می‌کند که برق بر اساس نیاز به نواحی مختلف هدایت شود. هنوز در منازل، ادارات، کارخانجات و انبارها برای نظارت و کنترل مصرف انرژی و همچنین به اشتراک گزاری اطلاعات مورد نظر به صورت موثر برای مدیریت بهتر انرژی و حفظ آن، سیستم هوشمندی وجود ندارد (البته در مقیاس گسترده این چنین نیست).

در ساختمان‌های جدید سیستم هوشمند سازی به صورت بسیاری بهتری در داخل ساختمان‌ها اجرا شده است. که شامل استفاده از حسگرهایی برای مدیریت سیستم گرمایش، تهویه و تهویه مطبوع و همچنین نور ساختمان است. شرکت‌های پیشتاز مربوط با صنایع همگانی (آب، برق، گاز) به پیمانکاران ساختمان ساز را تشویق می‌کنند تا سیستم‌های خود را به شبکه برق رسانی متصل کنند. بنابر این می‌توان برای مدیریت بهتر انرژی در ساعات اوج مصرف به این صورت اطلاعات را کنترل کرد و در صورت مصرف زیاد انرژی شرکت‌های آب و برق و گاز می‌توانند با ارسال پیامی به مشترکان خود آن‌ها را از مصرف زیاد خود آگاه کنند. Siemens و GE دو شرکت برتر صنایع همگانی هستند که در این زمینه به راه حل‌هایی دست یافته‌اند.

صنایع همگانی در برخی از نواحی به منظور تغییر دما در حد دو یا سه درجه در طول ساعات اوج مصرف ترموستات‌های نِست (Nest) را با قیمت کمتری به مصرف کنندگان عرضه می‌کنند. شرکت‌هایی همانند ویرلپول، ال‌جی و سامسونگ قبلا لوازم خانگی هوشمند مانند دستگاه‌های شوینده و یخچال‌ها را به بازار عرضه کرده‌اند. برخی از شرکت‌های صنایع همگانی قصد دارند قیمت‌های مختلفی برای سطوح مختلف مصرف برق تعیین کنند. با این کار مشتریان تشویق می‌شوند با استفاده از لوازم خانگی هوشمند پول کمتری برای برق بپردازند. این نسل از لوازم خانگی می‌توانند برای ساعات مختلف روز برنامه ریزی متفاوتی داشته باشند و با این کار مصرف انرژی را بهتر مدیریت کنند. تمام شرکت‌های آب، برق و گاز در اختیار بخش دولتی قرار ندارند، بنابر این برای هوشمند سازی شهرها به نحو احسن باید با شرکت‌های خصوصی صنایع همگانی مشارکت کرد و مالکان این شرکت‌ها را برای سرمایه گزاری در فعالیت‌های کلیدی متقاعد کرد.

یک ابر شبکه برق رسانی اروپایی متصل به شمال آفریقا و خاورمیانه که ایده آن مطرح شده است.

ممکن است آب در آینده به اندازه نفت اهمیت داشته باشد و محافظت از منابع آب زیر زمینی مخصوصا در نواحی خشکتر که در کمربند خورشید (ایالت‌هایی در جنوب آمریکا که از شرق آمریکا تا غرب آمریکا کشیده شده‌اند) واقع شده‌اند، اهمیت بسیار زیادی دارد. ارائه خدمات آب رسانی و برق رسانی معمولا به عهده بخش دولتی است. بر خلاف ارائه شبکه‌های هوشمند برق که روند نسبتا خوبی دارند، استفاده از کنتورهای هوشمند آب با کندی صورت می‌گیرد زیرا هم هزینه استفاده از این کنتورها تا حدی بالا است و هم باید تعداد نیروهای انسانی برای نصب این کنتورها در منازل افزایش یابد. کنتورهای هوشمند آب می‌توانند با تحلیل مصرف آب در یک دوره زمانی مشخص نشتی آب را تشخیص دهند و به صورت خودکار مشکلات را به شرکت آب و مشترک مورد نظر هشدار دهند. حتی شرکت آب می‌تواند بدون استفاده از کنتور آب اطلاعات صورت حساب را از طریق اپلیکیشن‌ها در اختیار مشترکان قرار دهد و با این کار مشترکان الگوی مصرف خود را کنترل می‌کنند. برای مثال شهروندان شهر آستین با مراجعه به سایت شرکت آب از میزان دقیق مصرف خود مطلع شوند و می‌توانند میزان مصرف خود را با مصرف همسایه‌های خود مقایسه کنند.

خدمات عمومی و امنیت

فناوری‌های مختلف علاوه بر تقویت خدمات مرتبط با ترافیک و خدمات شهری می‌توانند برای بهبود وضع امنیت شهر‌ها، تمیزی آن‌ها و بهتر شدن آن‌ها از هر لحاظ نیز موثر واقع شوند. برای مثال مردم می‌توانند از طریق اپلیکیشن "Citizens Connect" وجود زباله و گودال‌ها در سطح شهر و موارد غیر اورژانسی دیگر را گزارش کنند و تصاویری مرتبط با این موارد را با این اپلیکیشن ارسال کنند. زمانی که افراد مسئول، مشکل گزارش شده را برطرف کردند، می‌توانند با ارسال تصویری به فردی که گزارش را ارسال کرده است، وی را از رفع مشکل مطلع کنند. افراد از طریق اپلیکیشن Paytix می‌توانند به راحتی حق پارکینگ خود را با موبایل پرداخت کنند. اپلیکیشن Bumps هم به راحتی می‌تواند خیابان‌های پر از دست انداز و سرعت گیر را شناسایی کند و به رانندگان اطلاع دهد و اولویت تعمیر خیابان‌هایی که چنین مشکلاتی دارند را مشخص کند.

شرکت پاناسونیک و شهرداری شهر دنور در حال همکاری با یکدیگر برای اجرای پروژه لامپ‌های ال ای دی هوشمند در خیابان‌های فرودگاه بین المللی این شهر هستند. این لامپ‌ها از دوربین‌های اچ دی برای تشخیص عابران پیاده بهره می‌برند، این دوربین‌ها متناسب با وضعیت موجود به صورت خودکار میزان نور چراغ ‌ها را تنظیم می‌کنند برای مثال گاهی اوقات برای مصرف کمتر برق نور چراغ‌ها را کاهش می‌دهند و گاهی اوقات نیز برای تأمین امنیت نور آن‌ها را افزایش می‌دهند. این دوربین‌ها اطلاعات مربوط به پارکینگ و میزان ترافیک را برای سیستم‌های ابری ایجاد می‌کند این سیستم‌های ابری برای ارائه اپلیکیشن‌ها برای خودروهای هوشمند در آینده اطلاعات و تحلیل‌های لازم را تأمین می‌کنند. شرکت Xcel Energy که یک شرکت صنایع همگانی است، نیز در این پروژه سهیم است. در این شرکت باتری‌های خورشیدی نصب شده روی ساختمان‌ها می‌توانند برق تولید شده اضافی سامانه فتو ولتاییک (سامانه‌ای برای تولید برق با استفاده از انرژی خورشیدی) پاناسونیک و همچنین برق اضافی باتری‌های لیتیومی ذخیره کننده برق را ذخیره کنند و در شبکه برق رسانی استفاده کنند.

فناوری همیشه به کمک بشر آمده است و توانسته است مشکلات بزرگ او را حل کند و او را در مسیر پیشرفت یاری کند. ادوارد گلیسر، اقتصاد دان دانشگاه هاروارد در کتاب خود با عنوان پیروزی شهر از شهرها به عنوان بزرگ‌ترین دستاورد بشر یاد کرده است زیرا شهرها جوامع بشری را به وجود آورده‌اند و باعث تبادل نظرات و عقاید افراد از فرهنگ‌های مختلف شده‌اند. اما شهرها تیز مثل بسیاری از دستاوردها و اختراعات بشر مشکلاتی داشته‌اند که برطرف شده است و اکنون با مشکلات جدیدی مواجه هستند. اگر شهرها بزرگترین دستاورد بشر هستند پس باید با کمک فناوری آن‌ها را برای آینده دوباره ساخت.

منبع: extremetech