شهرهای هوشمند

مرتضی ایراندوست/کارشناس ارشد مدیریت صنعتی

در طول سالیان اخیر مفهوم شهر هوشمند به عنوان شکل جدیدی از توسعه پایدار توسعه پیدا کرده است و نشان دهنده مدلی شهری است که به کلیه رویکردهای جایگزین برای بهبود عملکرد و کیفیت خدمات شهری برای تعامل مطلوبتر بین دولت و شهروندان اشاره می‌کند.

واژه شهر هوشمند هنوز به شکل گسترده در ادبیات برنامه‌ریزی فضایی یا تحقیقات شهری مورد استفاده قرار نگرفته است و شناسایی جنبه‌های مختلف آن به عنوان پایه‌ای برای گسترش و توسعه بیشتر به طور کامل میسر نشده است.

شهر هوشمند را می‌توان فناوری، رشد و نمو یا قوانین و مقررات اداری محسوب کرد. شهر هوشمند فراتر از یک شهر دیجیتال است و بعبارتی شهری است که قادر به پیوند سرمایه فیزیکی با سرمایه اجتماعی برای توسعه خدمات بهتر و زیرساخت باشد به صورتی که قادر به جمع‌آوری فناوری، اطلاعات و نگرش‌های سیاسی بر اساس یک برنامه منسجم و بهبود خدمات شهری می‌شود

شهر هوشمند مکانی مطلوب برای یک توسعه پایدار است که مسائلی همچون ترافیک، انرژی، آلودگی و غیره از طریق یک رویکرد نوآورانه و نیز سیستماتیک بر اساس ارتباط و تبادل اطلاعات با هدف بهینه‌سازی فرایندها مورد توجه قرار می‌گیرد.

شهر هوشمند این امکان را فراهم می‌کند تا سرمایه‌گذاری‌های که در گذشته صورت گرفته تبدیل به سرمایه گردد، زیرساخت‌ها و سیستم‌ها بهینه‌سازی شده و بهبود کیفیت زندگی و حتی ساخت شهری با امکانات بیشتر را فراهم کند. شهر هوشمند یکی از محورهای تحول و توسعه در هزاره سوم محسوب می‌گردد و به معنی گشایش مفاهیم جدید در برنامه‌ریزی شهری است که برای حل مشکلات شهری قابلیت‌های جهان واقعی و مجازی را با هم ترکیب می‌کند. یکی از ارکان اصلی در شهر هوشمند دسترسی به اطلاعات در زمان واقعی در زمینه اقدامات و انتخابات شهروندان است.

در شهر هوشمند دسترسی به اطلاعات در زمان واقعی امکان تشخیص و شناسایی الگوهای رفتاری و هنجاری را در سطوح فردی و کل شهر امکان‌پذیر می‌سازد. این امر امکان مشاهده نامرئی‌ها و رفتار یک شهر در دوره‌های زمانی گوناگون، امکان اثرگذاری برآنها و الگوسازی را امکان‌پذیر می‌سازد.

به اعتقاد کارالیو شهرهای هوشمند در سالهای اخیر مرکز توجه بسیاری بوده‌اند که تعریفی عملیاتی و متمرکز از ساختار شهر هوشمند را ارائه می‌کنند.

به اعتقاد وی یک شهر زمانی هوشمند خواهد بود که سرمایه‌گذاری در نیروی انسانی و سرمایه اجتماعی موجب تقویت پایداری اقتصادی و کیفیت بالای زندگی منجر گردد. اولین بار اصطلاح شهر هوشمند در بریسبن استرالیا و بلکسبرگ  امریکا مورد استفاده قرار گرفت. جائیکه فناوری اطلاعات و ارتباطات از مشارکت اجتماعی، کاهش شکاف دیجیتال و دسترسی به خدمات و اطلاعات پشتیبانی می‌کرد. این ایده در میانه سال‌های نخستین ۲۰۰۰ میلادی از طریق برخی شرکت‌ها همچون سیسکو و زیمنس برای ادغام سیستمهای اطلاعاتی و خدمات و زیرساختهای شهری مورد توجه جدی قرار گرفت. بعبارتی بعد از سال ۲۰۰۰ میلادی رشد هوشمند جای خود را به شهر هوشمند داد که مبتنی  بر  پیشرفت های فناوری اطلاعات و ارتباطات در برنامه ریزی، توسعه، پایداری و خدمات شهری است.

شهر هوشمند شهری است که شهروندان را از دنیای شهرهای سنتی به دنیای دوبعدی می‌برد که دستاورد فناوری جدید در اطلاعات و ارتباطات در دنیای اینترنتی است. در یک شهر هوشمند کلیه امور شهری در تمام شبانه‌روز در جریان است و ارائه خدمات با کارایی و سرعت بالا در حوزه شهر از طریق کاهش هزینه‌ها، ترافیک و آلودگی قابل تصور است.

این قبیل شهرها مکانی مناسب برای برای توسعه پایدار است که مسائلی مانند ترافیک، آلودگی، مصرف انرژی از طریق یک رویکرد سیستماتیک و نوآورانه با هدف بهینه‌سازی فرایندها مورد توجه قرار می‌گیرد.شهر هوشمند اخیرا روش موثری برای مدیریت شهری مطلوب مطرح شده است.

اصطلاح شهر هوشمند نقطه مشترک جامعه اطلاعاتی و شهر دیجیتالی است. شهرهای هوشمند تلاش می‌کنند تا با استفاده از فناوریهای اطلاعاتی، زندگی و کار کردن را دگرگون کنند. شهر هوشمند مرکز آموزش عالی، اشخاص تحصیل‌کرده تر و نیروی کار ماهرتر است. لذا می‌توان گفت شهرهوشمند شهری است برای حفاظت محیط زیست، نوآوری، شتاب دهنده و عامل تغییر است و در مورد نحوه شکل دهی شهر بوسیله شهروندان و اینکه از چه روشی می‌تواند به توسعه شهری کمک کند می‌باشد

در تعریف شهر هوشمند بین پژوهشگران یکپارچگی وجود ندارد و در هریک از مقالات به شیوه‌ای تعریف شده است. اما میتوان گفت: شهر هوشمند به معنی استفاده از همه منابع و فناوریهای موجود به صورت هوشمندانه و هماهنگ به منظور توسعه مراکز شهری پایدار، قابل سکونت و یکپارچه است. یک شهر هوشمند اغلب از طریق اهداف آن تعریف می شود شهر هوشمند اهداف زیادی را با خود به همراه دارد.

اهداف کلان یک شهر هوشمند عبارتند از:

– بهبود شرایط محیط زیست :  وجود جمعیت زیاد مشکلات زیست محیطی زیادی را سبب شده است. که در نتیجه بدلیل وجود انبوه زباله، آلودگی هوا، نابودی فضای سبز و تخریب محیط زیست مسئولین را به فکر هوشمند نمودن شهرها انداخته است.

– بحران‌های اقتصادی: انجام مطلوب امور در شرایط اقتصادی کنونی دارای اهمیت بسزایی است. لذا مسئولان شهری در پی کاهش هزینه‌های خدمات بدون افت کیفیت هستند.

– تغییرات جمعیت شناسی : گسترش و توسعه شهرها و همچنین رشد جمعیت موجب شده است تا چالش‌های جدیدی بوجود آید. مسائلی همچون ترافیک شهری، امنیت شهری، پارکینگ شهری، حمل ونقل، انرژی نیاز به ایجاد شهرهای هوشمند را افزایش داده است.

– .رشد فناوری اطلاعات و ارتباطات : رشد و توسعه اینترنت امکان مدیریت فرآیندها را بهبود داده است. در طی سالیان اخیر با ورود مفهوم اینترنت اشیا که در آن هر شی‌ را می‌توان از راه دور کنترل کرد، امکان ایجاد شهرهای هوشمند بیش از قبل گردیده است.

شهر هوشمند دارای شش زمینه کلیدی است که می‌تواند از طریق زیرساخت‌ها فناوری اطلاعات و ارتباطات انجام شود:

– محیط هوشمند : محیط هوشمند اشاره به استفاده از فناوری‌های جدید برای حفظ و حراست از محیط زیست دارد. که مواردی همچون امنیت، انرژی، آلودگی‌ها، کاربری اراضی و محیط زیست را شامل می‌شود.

– اقتصاد هوشمند : اقتصاد هوشمند به شهرهایی با صنایع هوشمند اشاره می‌کند به ویژه آندسته از صنایعی که در زمینه فناوری ارتباطات و نیز اطلاعات فعالیت دارند و بعبارتی اندسته از صنایعی که فرایندهای تولیدی آنها وابسته به فناوری ارتباطات و اطلاعات است.که مواردی همچون کار افرینی، خلاقیت و نوآوری،ارتباطات بین المللی و تجارت الکترونیک را شامل می‌شود.

– شهروند هوشمند : فاکتور اصلی تمایز شهر دیجیتال از شهر هوشمند وجود شهروندان هوشمند است. یک شهروند هوشمند بر اساس سطح مهارتهای آموزشی آنها تعریف میشوند.یکپارچگی،زندگی جمعی، توانایی برقراری ارتباط با خارج از نشانه‌های شهروند هوشمند محسوب می شود.

– مدیریت هوشمند: مدیریت هوشمند شامل مشارکت سیاسی فعال، خدمات شهروندی و استفاده هوشمندانه از دولت الکترونیک می‌باشد. علاوه بر آن مدیریت هوشمند به استفاده از کانال‌های ارتباطی نوین از قبیل دولت الکترونیک اشاره دارد.

– تحرک هوشمند: تحرک هوشمند یعنی مهیا نمودن زمینه برای دسترسی عموم به فناوری‌های جدید و بکارگیری آنها در زندگی روزانه شهری.

– زندگی هوشمند: زندگی هوشمند یعنی جمع‌آوری جنبه‌های مختلف که به بهبود کیفیت زندگی شهروندان کمک می‌کند.از جمله فرهنگ، ایمنی، بهداشت، مسکن و گردشگری.

بخش‌های اصلی شهرهای هوشمند

– روشنایی هوشمند: کنترل و یکپارچه نمودن روشنایی شهری، سنسورها و محرک‌ها با استفاده از تکنولوژی اینترنت اشیا برای بهیه سازی مصرف انرژی و رشد امنیت در شهرها.

– پارکینگ هوشمند: مجموعه‌ سخت‌افزار و نرم‌افزار مبتنی بر اینترنت اشیا، برای مدیریت هوشمند تعداد خودروهای موجود در پارکینگ، افزایش ضریب امنیت خودروها در لحظه تردد، ورود، خروج و توقف، کاهش میزان پرسنل درگیر و افزایش میزان ایمنی و دریافت هزینه‌ها بصورت خودکار و یا دستی.

– کشاورزی هوشمند: بهینه نمودن فرایندها و استفاده مطلوب از منابع آبی و استفاده بهینه از زمین، فضای سبز و پارک‌ها با استفاده از سنسورهای مختلف پایش وضعیت خاک و با بکار گیری تکنولوژی اینترنت اشیا .

– مدیریت هوشمند ضایعات: نظارت، جمع‌آوری، انتقال، پردازش، بازیابی و دفع زباله‌ با استفاده از بسترهای سخت‌افزاری و نرم ‌افزاری و با فناوری اینترنت اشیا و یا به زبانی دیگر مدیریت هوشمند جریان زباله از مبدأ به محل دفع .

– ساختمان هوشمند: خانه هوشمند محلی است که از دستگاه‌های متصل به هم و اینترنت، برای کنترل از راه دور و مدیریت لوازم و سیستم‌های هوشمندی هم چون روشنایی، امنیت و… استفاده می‌کند.

ویژگی‌های شهرهای هوشمند

– مهمترین ویژگی شهر هوشمند یکپارچه نمودن خدمات عمومی با فناوری اطلاعات و ارتباطات است. در یک شهر هوشمند بکارگیری پلتفرم‌های تکنولوژیکی بوسیله دستگاههای گوناگون باید به سهولت در دسترس بوده و ارتباطات روی آنها سریع باشد، چراکه انها بخشی از خدمات عمومی هستند.

– خدمات عمومی موثر و کارا یکی از ویژگی‌های شهر هوشمند محسوب می‌شود. جمع‌آوری مطلوب ضایعات جامد، سهولت بازیافت و مدیریت انرژی تجدیدپذیر، جز حداقل خدماتی است که از ویژگی یک شهر هوشمند محسوب می‌شود.

– امنیت شهروندان از ویژگیهایی است که در شهر هوشمند باید مورد توجه قرار گیرد.شبکه‌های سراسری دوربین‌های فیلمبرداری، روشنایی بزرگراه ها و خیابان ها، نظارت بر رفت و آمد و سیستم پاسخ سریع برای تماس های اضطراری، از الزامات کلیدی هستند.

– استقلال مالی یکی دیگر از ویژگی‌های شهر هوشمند محسوب می‌شود.این قبیل شهرها برنامه ریزی استراتژیک برای تمام منابع درآمد خود از جمله پرداخت مالیات و بودجه دولتی را دارند.

– زیرساخت‌های اجتماعی متناسب با نیازمندی‌ها یکی دیگر از ویژگی‌های شهر هوشمند است. به این معنی که عملکرد مدارس، بیمارستان ها، مناطق تفریحی و مسیرهای ارتباطی کافی و کارآمد هستند.

– مدیریت و برنامه‌ریزی ترافیک هم یکی دیگر از ویژگی‌های این شهرها بشمار می‌آید. یک شبکه حمل و نقل عمومی کارآمد باعث کاهش مصرف انرژی می شود و امکان جایگزینی دوچرخه به جای اتومبیل را میسر می سازد. لذا در شهرهای هوشمند استفاده از وسایل نقلیه خصوصی کاهش می یابد و “ساعت پیک ترافیک” در این شهر معنا و مفهوم نخواهد داشت [۱۵].

مزایای شهرهای هوشمند

طبق بررسی‌هایی که محقیقین حوزه فناوری انجام داده‌اند مهمترین مزایای شهرهای هوشمند عبارتند از :

۱- افزایش مشارکت عمومی در انجام کارهای شهری و ایجاد حس مسئولیت در میان مردم ۲- افزایش شفاف‌سازی کارمندان و مدیران فعال در اداره‌ها و نهادهای دولتی مختلف ۳- تسهیل ارتباط بین شهروندان و دولت و ایجاد راه ارتباطی میان طرفین ۴- افزایش کیفیت و سطح زندگی شهروندان ۵- کاهش قابل توجه هزینه‌های عملیاتی ۶- کاهش در هزینه‌های عملیاتی ۷- افزایش نزدیکی و عطوفت میان دولت و مردم.

اجزا و مولفه‌های شهر هوشمند

هر شهر هوشمند یک کلان سیستم محسوب شده که از اجزا و مولفه‌هایی تحت عنوان زیرسیستم تشکیل شده است. زیرسیتم‌های شهری با دارا بودن اهداف مستقل اقدامات لازم را در خصوص وظایف و کارکردهای تعریف شده انجام داده و برای رسیدن به هدف کلان سیستم شهر هوشمند در ارتباط و تعامل یکپارچه هستند.بنابراین مولفه‌های شهر هوشمند عبارت هستند:

مدیریت هوشمند شهری، شهروند هوشمند، محیط هوشمند، خانه هوشمند، اقتصاد هوشمند، حمل و نقل هوشمند  ،انرژی هوشمند.

در شهرهای هوشمند با در نظر گرفتن زیرساخت‌ها زندگی الکترونیک طراحی و نیاز افراد با بکارگیری آخرین فناوری‌های روز دنیا تامین میشود. گرچه زیرساختهای فیزیکی برای توسعه زندگی شهری در شهرهای هوشمند عاملی ضروری محسوب میشوند ولی شهرها پیش از پیش به ابزار های ارتباطی مبتنی بر فناوری نیاز دارند. بنابراین هوشمندی شهری بیانگر ویژگی‌ها و مشخصات زندگی آینده بشر و شهرهای آینده است. و می‌توان گفت در آینده بشر زندگی در این شهرها را تجربه خواهد کرد.

لازمه ایجاد یک شهر هوشمند نیازمند اقداماتی یکپارچه در سطوح گوناگون است. شهر هوشمند مفهومی کل‌نگر بوده که هدف آن رویارویی با چالش‌های معاصر و بهره‌برداری از فرصت‌های ارائه شده بوسیله پیشرفت‌های انجام گرفته در فناوری اطلاعات و ارتباطات است. امروزه گسترش و توسعه شهرها در کشورهای مختلف و به خصوص کشورهای در حال توسعه آنها را با بحران‌های مختلفی مواجه نموده است که در این ارتباط شهر های هوشمند با عنوان یک راهکار مهم با تکیه بر فناوری‌های اطلاعت و ارتباطات برای غلبه بر بحران‌ها مطرح شده‌اند.

امروز نقش فناوری های هوشمند برای اهداف توسعه پایدار شهری مورد پذیرش قرار گرفته است که شهرهای هوشمند ابزاری موثر در رسیدن به این اهداف مطرح شده‌اند. توسعه شهرهای هوشمند در جهت توسعه شهری بزرگترین اقدام در دهه‌های آینده است که موجب هدایت و مدیریت تقاضا جهت پاسخگویی، ذخیره‌سازی، دستگاههای هوشمند و مدل های جدید تجارت می‌شود.