شهر هوشمند، سوغات اینترنت اشیا
شهر هوشمند چارچوبی است که بیشتر از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) برای توسعه، گسترش و ترویج شیوه‌های توسعه پایدار و با هدف رفع چالش‌های رو به رشد شهرنشینی، ایجاد شده است.
بخش بزرگی از این چارچوب، از اساس یک شبکه هوشمند از اشیای متصل و ماشین هایی است که اطلاعات را با استفاده از فناوری بی سیم و رایانش ابری انتقال می دهند. کارشناسان معتقدند در حال حاضر زیرساخت های ایجاد و توسعه شهر هوشمند در کشور فراهم نیست و شاید در نمونه های موردی توانستیم موفق به اجرایی شدن آن از سوی دانش بنیان ها شویم. صمت در این گزارش به بررسی برخی از این نمونه ها پرداخته است.
شهرنشینی پدیده ای بی پایان
امروزه ۵۴ درصد از مردم جهان در شهرهای مختلف زندگی می کنند که انتظار می رود تا سال ۲۰۵۰ به ۶۶درصد برسد. درمجموع، با رشد کلی جمعیت، شهرنشینی در عرض 3 دهه آینده، ۲.۵ میلیارد نفر دیگر را به شهرها اضافه خواهد کرد، باتوجه به اینکه در حال حاضر نزدیک ۵۰ درصد جمعیت جهان در کلانشهرها زندگی می کنند و پیش بینی می شود که تا سال ۲۰۵۰ این رقم به ۷۰ درصد برسد، می توان این گونه نتیجه گرفت که جمعیت شهری رو به افزایش است. هوشمندسازی اجزای شهری می تواند برگ برنده توسعه امکانات شهری در بستری راحت تر و آسایش بیشتر شهروندان شود، بنابراین شهرهای هوشمند راهکار جدی و جدید تصمیمگیران برای ارتقای کیفیت زندگی است، در واقع شهرهای هوشمند، تجسم رویایی در آینده نیستند، بلکه به لطف راهکارهای نوآورانه اینترنت اشیا ( IoT )، بسیاری از آنها در حال حاضر فعال یا به سرعت در حال گسترش هستند. به گفته کارشناسان، هوشمندسازی ظرفیت های بسیاری به انسان در ایجاد مولفه های آسایش می دهد، به همین دلیل می توان از ظرفیت های هوشمندسازی در ابعاد مختلف استفاده کرد.
در این میان، استارت آپ ها و نوآوری های شهری در راستای پیاده سازی و تحقق شهر هوشمند جایگاه ویژه ای دارند. در ایران، محدودیت ها و دسترسی های زیرساختی برای پیاده سازی طرح های هوشمندسازی بسیار پررنگ است. ضعف و اتخاذ قوانین محدودکننده به ویژه در حوزه فناوری های نو و فضای دیجیتال از دیگر چالش های موجود و این موضوع بسیار مهم است؛ چرا که، در بیشتر موارد موجب دلسرد شدن استارت آپ ها و محدود کردن نوآوری می شود.
نمونه ای از شهرهای هوشمند در جهان
آمستردام نمونه ای درخشان از یک شهر هوشمند است که از مزایای دسترسی باز به اطلاعات، بهره می گیرد. اطلاعات ترافیک و حمل ونقل با بخش های علاقه مند مانند توسعه دهندگان نرم افزاری به اشتراک گذاشته می شود و سپس این افراد برنامه های مبتنی بر نقشه و مسیریابی را به سیستم های حمل ونقل شهر متصل می کنند. در حال حاضر، مسیریابی به راحتی برای همه مقدور است. علاوه بر این، مدیران شهری قایق های تحویل خودرانی به نام « roboats » ساخته اند تا همه چیز را به موقع به مقصد برسانند، همچنین در این شهر، روستایی شناور از خانه ها وجود دارد که مشکل ازدحام شهر را با جایگزینی پایدار و باصرفه از نظر انرژی حل می کند، انرژی موردنیاز خانه ها در داخل همین روستای شناور تامین شده و آب موردنیاز را به طورمستقیم از رودخانه دریافت کرده و توسط مخازنی مخصوص تصفیه می کنند.
شهر کپنهاگ نیز با همکاری موسسه فناوری ماساچوست ( MIT )، داده هایی باز را برای استفاده در یک سیستم نوآورانه دوچرخه سواری هوشمند به کار می گیرد. با استفاده از سنسورهایی که اطلاعات در لحظه یا Real Time را به دوچرخه سواران و مسئولان شهری ارائه می دهند، داده ها برای نظارت، مدیریت کیفیت هوا و تراکم ترافیک به اشتراک گذاشته می شوند.
هوشمندانه پارک کنید
مجموعه ای سخت افزاری و نرم افزاری مبتنی بر اینترنت اشیا، برای مدیریت هوشمند تعداد خودروهای موجود در پارکینگ، یکی از نمودهای شهر هوشمند است که می تواند کمک زیادی به شهروندان ارائه دهد. نتایج بررسی ها نشان می دهد که کمابیش ۳۰ درصد ترافیک شهری به این دلیل به وجود می آید که افراد در جست وجوی مکانی برای پارک کردن خودروی خود هستند. داده های ترافیکی بی درنگ ( Real - time ) از خودروهای متصل به اپلیکیشن پارکینگ که شامل برنامه ریزی پارکینگ هوشمند، تشخیص فضای باز و پرداخت خودکار است، به مرکز مدیریت هوشمند شهر ارسال و در نهایت پردازش می شود. استفاده از راهکارهای پارکینگ هوشمند باعث می شود خودروهای کمتری به دنبال مکانی برای پارک کردن باشند، به همین دلیل، ترافیک روان خواهد شد.
در کشورمان هم، نمونه چنین فرآیندی از سوی یک شرکت دانش بنیان به مرحله عملیاتی رسید. بابک میدانی، جانشین مدیرعامل یک شرکت دانش بنیان مستقر در پارک علم و فناوری استان آذربایجان شرقی، خبر از طراحی اپلیکیشنی می دهد که می تواند برای سرنشینان جویای پارک خودرو به کار آید. وی در گفت وگویی که با صمت داشته، گفته است: از سال ۱۳۹۶ این سامانه طراحی و به مرحله اجرا رسید و این پروژه به عنوان سیستمی جدید در پارک حاشیه ای شناخته شد. هدف از طراحی این اپلیکیشن، گام برداشتن در مسیر ایجاد و توسعه شهرهای هوشمند است و در گام نخست ترجیح دادیم به حل معضل پارک های حاشیه ای در شهرها بپردازیم. وی افزود: این سیستم براساس هوش مصنوعی کار می کند، در واقع پس از جمع آوری اطلاعات و داده ها از سطح شهر که با هر روشی امکان پذیر است، شامل سنسورهای نصب شده در خیابان یا گشت های محلی، این اطلاعات از طریق سرور در اپلیکیشن نمایه می شود و شهروندان می توانند آمار مکان هایی را که می توانند خودرو خود را در منطقه موردنظر پارک کنند، در صفحه تلفن همراه خود پیش از ورود به آن منطقه موردنظر ببینند و نسبت به آن تصمیم گیری کنند.
کاری کردیم اعتماد کنند
وی افزود: یکی از مراحل مهم اجرایی کردن این نرم افزار کاربردی، همکاری با شهرداری ها است، چرا که این بخش از شهر در اختیار شهرداری است و باید همکاری بین سازمانی مطلوبی انجام بگیرد، همچنین از ۲ سال گذشته با تحولی که در سیستم سخت افزاری به وجود آمد، در تلاش بودیم سرعت قرارگیری اطلاعات برای کاربران بیشتر شود. بر همین مبنا، جمع آوری آمار و اطلاعات توسط گشت های حضوری انجام می شود تا هزینه و خطای سیستمی تا حد زیادی کاهش یابد و کاربران با اعتماد بیشتری از اپلیکیشن استفاده کنند. میدانی گفت: شاید این نقد هم وارد شود که کارآیی این سامانه چندان هم موثر نخواهد بود، چرا که در برخی موارد، زمانی که سرنشین خودرویی به محض دیدن یک جای خالی برای پارک خودروی خود، به محل موردنظر می رسد، احتمال پارک از سوی دیگر خودروها به ویژه در مناطق پررفت وآمد وجود دارد و این کارآیی سامانه را خنثی می کند. تصمیم گیری برعهده سرنشینان است و در مواردی که احتمال پارک از سوی دیگر شهروندان وجود داشته باشد، به طورقطع، عقل سلیم حکم می کند که به دنبال مکان دیگری باشند. وی ادامه داد: این اپلیکیشن توسط برنامه پایتون برنامه نویسی شده است. ناگفته نماند به صورت سخت افزاری، سنسورهایی هم در خیابان جاگذاری کردیم، اما به دلیل اینکه امنیت سنسورها حفاظت شده نبود، ترجیح دادیم به صورت میدانی به جمع آوری اطلاعات بپردازیم.
مکان یابی سانتیمتری با سیگنال های ماهواره ای
نزدیک به 3 دهه می شود که مکان یابی جغرافیایی در فعالیت های عمرانی و مکانی و رهیافت به سمت شهر هوشمند، نقش مهمی ایفا کرده است. با توسعه علم رشته ای به نام نقشه برداری در فضای دانشگاهی جای خود را پیدا کرد و توسعه یافت. در این میان، یک شرکت دانش بنیان، با استفاده از داده های ماهواره های فضایی موفق به ساخت گیرنده هایی شده است که فرآیند مکان یابی را با دقت سانتیمتری انجام می دهد، در حقیقت یافتن مکان با دقت سانتیمتری همواره یکی از مشکلات مهندسان نقشه بردار در فعالیت های عمرانی خود بوده است.
میثم غنی زاده، مدیرعامل این شرکت دانش بنیان در گفت وگو با صمت گفت: از آنجایی که مکان یابی دقیق با دقت سانتیمتری یکی از معضلات اصلی فعالیت های عمرانی و ساختمانی بوده است، ما توانستیم با طراحی گیرنده هایی که از اطلاعات ماهواره ای استفاده می کنند، موقعیت دقیق با دقت سانتیمتری را برای کاربران فراهم کنیم.
وی افزود: گیرنده های نقشه برداری ماهواره ای GNSS با دریافت سیگنال ماهواره ای، موقعیت یابی را با دقت بالا انجام می دهند. دقت در محدوده سانتیمتری بوده که در فعالیت های نقشه برداری موجب سهولت، افزایش دقت و کاهش هزینه برای کاربران شده است. متقاضیان این گیرنده مهندسان نقشه بردار و فعالان حوزه موقعیت یابی هستند که برای تهیه و پیاده سازی نقشه، مساحی زمین و املاک مسکونی و کشاورزی مورداستفاده قرار می گیرند.
وی افزود: کاربرد این گیرنده ها در زمینه نقشه برداری و به طورکلی فعالیت های مکان محوری است که در کشور انجام می شود.
غنی زاده گفت: باتوجه به ماهیت سیستم های اطلاعات مکان محور، داشتن موقعیت دقیق برای کاربری های گوناگون امر ضروری است. این گیرنده های ماهواره ای در فعالیت های مربوط به املاک زمین های کشاورزی، شهری و روستایی و همچنین در تعیین ابعاد مساحی که مربوط به سازمان های مکان محور است، کاربرد دارد. برای مثال، شرکت گاز، شرکت های آب و فاضلاب، شرکت های برق و مجموعه هایی که فعالیت شان توسعه و نگهداری تاسیسات زیرساختی است، برای داشتن اطلاعات دقیق از تاسیسات شان و مدیریت آنها از چنین گیرنده ها و سامانه هایی استفاده می کنند.
وی ادامه داد: در هر فعالیتی نظیر موقعیت، ابعاد، اندازه و مختصات نقش این گیرنده ها پررنگ می شود. تا پیش از این با استفاده از دوربین های نقشه برداری و تلفیق آنها با ابزارهایی نظیر متر و سیستم های نرم افزاری، مکان یابی جغرافیایی فراهم می شد؛ اما در حال حاضر با ورود سیستم های GNSS که در واقع سیستم هایی برگرفته از اطلاعات ماهواره های کشورهای مختلف است، امکان دستیابی در مقیاس سانتیمتری فراهم شده که در واقع این گیرنده ها با دقت سانتیمتری می توانند صرف مدت زمان بسیار کم، این میزان از دقت را برای کاربران تهیه کنند.
غنی زاده گفت: عمده تجهیزات موردنیاز کشور، مکان یابی دقیق برای فعالیت های عمرانی و ساختمانی است که تا پیش از آن مجبور بودیم هزینه ای زیادی را برای استفاده از سیستم های خارجی بپردازیم.
وی تاکید کرد: از این گیرنده ها می توان در ناوبری ها و تعیین حرکت خطوط کشتی، هدایت پهپادها یا نقشه برداری با پهپاد، استفاده بسیار مطلوبی کرد. گفتنی است، در حوزه مدیریت سوانح هم کاربرد موثری دارد؛ در حقیقت این سامانه قدرت یافتن نقطه های حادثه خیز با سرعت بالا را فراهم می کند.
وی بااشاره به طراحی سخت افزار این گیرنده که آیا در بستر تلفن های هوشمند هم کاربرد دارد یا خیر؟ گفت: در حال حاضر این گیرنده روی تلفن های هوشمند کاربرد ندارد و سخت افزار ویژه ای برای آن طراحی شده است که طراحی بدنه، مدارالکترونیکی و نرم افزاری ویژه خود را دارد، اما از تلفن های هوشمند می توان به عنوان ابزار نمایشگر آن استفاده کرد.
سخن پایانی
زمانی از نفت به عنوان طلای سیاه و از زباله به عنوان طلای کثیف یاد می کردند. شاید بیراه نباشد که در دنیای هوش مصنوعی و اینترنت اشیا از داده به عنوان طلای نامرئی یادکرد، در حقیقت در دوران IoT و شهرهای هوشمند، داده ها طلای جدید است. برای اینکه شهرهای هوشمند رشد کنند، ما باید مدل های تجاری پایدار را ایجاد کنیم که موفقیت همه بازیگران اکوسیستم را تسهیل می کند. نرم افزار باید به گونه ای طراحی شده باشد تا همه اعضای اکوسیستم از جمله تولیدکنندگان، توسعه دهندگان، سازندگان، دولت ها و ...، از آن بهره مند شوند. شهرهای هوشمند تنها زمانی می توانند به درستی کار کنند که به آنها اعتماد کنیم. همه شرکای این اکوسیستم ـ دولت ها، شرکت ها، ارائه دهندگان نرم افزار، تولیدکنندگان دستگاه ها، انرژی و خدمات شبکه ـ باید نقش خود را ایفا و راهکارهایی را با اهداف اصلی امنیتی ادغام کنند. همان طور که مناطق شهری همچنان در حال گسترش و رشد هستند، فناوری شهر هوشمند نیز در کنار افزایش ثبات و ارتقای سطح خدمت به شهروندان، گسترش می یابد. با استفاده از ارتباطات فراگیر، داده های باز، امنیت و راهکارهای کسب درآمد نرم افزاری، ما می توانیم نیازهای شهر هوشمند را برای تجربه ای بسیار بهبودیافته برای همه شرکا در اکوسیستم تطبیق دهیم.
