شهر هوشمند شهری است که از فناوری اطلاعات و ارتباطات برای افزایش بهره وری عملیاتی، به اشتراک گذاری اطلاعات با مردم و بهبود کیفیت خدمات دولت و رفاه شهروندان استفاده می کند. به عبارت دیگر شهر هوشمند به تسهیل زندگی بشر کمک میکند.

ماموریت کلی یک شهر هوشمند، بهینه سازی عملکرد شهرها و راندن رشد اقتصادی با حفط بهبود کیفیت زندگی شهروندان با استفاده از فناوری های هوشمند است.

ویژگی های شهر هوشمند

روندهای نوظهور مانند اتوماسیون، یادگیری ماشین و اینترنت اشیا رانندگی شهر هوشمند را در پیش می گیرند.

به لحاظ نظری، هر منطقه مدیریت شهری می تواند به یک ابتکار شهری تبدیل شود. مانند متر پارکینگ هوشمند که با استفاده از یک برنامه برای کمک به رانندگان فضاهای پارکینگ موجود را بدون جستجو طولانی برای رانندگان پیدا می کند. متر هوشمند نیز پرداخت دیجیتال را امکان پذیر می سازد.

همچنین در عرصه حمل و نقل، مدیریت ترافیک هوشمند برای نظارت و تجزیه و تحلیل جریان های ترافیکی برای بهینه سازی چراغ های خیابانی استفاده می شود تا مانع از ازدحام جاده ها در ساعات شلوغ شود. حمل و نقل عمومی هوشمند یکی دیگر از جنبه های شهر های هوشمند است که برای تضمین حمل و نقل عمومی مطابق با تقاضای کاربر است.

شرکت های حمل و نقل هوشمند قادر به هماهنگی خدمات و انجام نیازهای سواران در زمان واقعی، بهبود بهره وری و رضایت آنان هست. اشتراک گذاری دوچرخه سواری و اشتراک دوچرخه نیز خدمات مشترک در یک شهر هوشمند است.

صرفه جویی در مصرف انرژی و کارآیی، تمرکز اصلی شهرهای هوشمند است. با استفاده از سنسورهای هوشمند، چراغ های هوشمند زمانی که اتومبیل ها یا پیاده ها در جاده ها وجود ندارند نور کم می شوند . فن آوری شبکه هوشمند می تواند برای بهبود عملیات، تعمیر و نگهداری و برنامه ریزی، و تأمین قدرت بر تقاضا و نظارت بر قطع برق استفاده شود.

ابتکارات شهری نیز هدف آن نظارت و ارزیابی نگرانی های زیست محیطی مانند تغییرات اقلیمی و آلودگی هوا است. بهسازی همچنین می تواند با فناوری های هوشمند بهبود یابد، استفاده از آن با استفاده از کانال های زباله های مرتبط با اینترنت و سیستم های مدیریت ناوگان آیوتی برای جمع آوری و دفع زباله، یا استفاده از سنسورها برای اندازه گیری پارامترهای آب و تضمین کیفیت آب آشامیدنی در قسمت جلو سیستم، با تصفیه فاضلاب مناسب و زهکشی در انتهای عقب.

تکنولوژی شهر هوشمند به طور فزاینده ای برای بهبود امنیت عمومی مورد استفاده قرار می گیرد، برای مثال، سنسورهای هوشمند می توانند جزء مهمی از یک سیستم هشدار اولیه قبل از خشکسالی، سیل، رانش زمین و یا طوفان ها باشند.

ساختمان های هوشمند نیز اغلب بخشی از پروژه شهر هوشمند هستند. زیرساخت های میراثی می تواند به صورت مدرن نصب شود و ساختمان های جدید با سنسورها ساخته شود تا نه تنها مدیریت فضای زمان واقعی را تضمین کند و هم امنیت عمومی را تضمین کند، بلکه نظارت بر سلامت ساختاری ساختمان ها را نیز می دهد.

اتصال سنسورها به ساختمان ها و سازه های دیگر می تواند سایش و پاره شدن را تشخیص دهد و در صورت نیاز تعمیرات به مقامات اطلاع دهد. شهروندان می توانند در این مورد کمک کنند، از طریق یک برنامه شهر هوشمند که در ساختمان ها و زیرساخت های عمومی مورد نیاز است، از طریق برنامه های شهر هوشمند، از جمله مقامات رسمی اطلاع رسانی می شود. سنسورها همچنین می توانند برای تشخیص نشت در سیستم های آب و دیگر سیستم های لوله استفاده شوند و به کاهش هزینه ها و بهبود بهره وری کارکنان عمومی کمک می کنند.

فن آوری های شهر هوشمند نیز برای تولید شهری و کشاورزی شهری، از جمله ایجاد شغل، بهره وری انرژی، مدیریت فضایی و کالاهای تازه تر برای مصرف کنندگان، کارآیی بیشتری به همراه خواهد داشت.

ترویج پایداری

پایداری یکی دیگر از جنبه های مهم شهر های هوشمند است. انتظار می رود که در سال های آینده، شهرنشینی بیشتر شود. امروزه 80 درصد از جمعیت ایالات متحده در مناطق شهری زندگی می کنند. فناوری هوشمند در سالهای آینده کمک به رشد شهرها و بهبود بهره وری برای رفاه شهروندان و بهره وری دولت در مناطق شهری خواهد کرد.

چالش ها و نگرانی ها 

تقویت همکاری میان بخش دولتی و خصوصی و ساکنین شهر، ایجاد یک شهروند هوشمند است که در آن مشارکت و توانمندسازی  مثبت در شهر و جامعه ایجاد می کند. روش های همکاری جدید و نوآورانه می تواند تعامل را بهبود بخشد. پروژه های شهر هوشمند باید شامل برنامه هایی برای ایجاد داده ها شفاف و در دسترس شهروندان باشد، اغلب از طریق یک پورت اطلاعات باز یا برنامه تلفن همراه.

این امر ساکنین را قادر می سازد تا با داده ها درگیر شوند و درک کنند که چه چیزی برای آنها استفاده می شود. از طریق یک برنامه شهر هوشمند، ساکنان همچنین ممکن است قادر به انجام کارهای شخصی، مانند مشاهده مصرف انرژی خانگی خود، پرداخت صورتحساب و یافتن حمل و نقل عمومی کارآمد باشند.

مخالفان شهر هوشمند نگرانند که مدیران شهر حفظ حریم خصوصی داده ها و امنیت بالای ذهن را نداشته باشند، از تهدید به قرار گرفتن در معرض اطلاعاتی که شهروندان روزانه تولید می کنند، به خطر هک شدن یا سوء استفاده می پردازند. علاوه بر این، حضور سنسورها و دوربین ها ممکن است به عنوان حمله به حریم خصوصی یا نظارت دولتی در نظر گرفته شود. برای رسیدگی به این موضوع، داده های شهر هوشمند جمع آوری شده باید ناشناس باشند و اطلاعات شخصی قابل شناسایی نباشند.

چند مثال

ابتکار شهری شهر کانزاس سیتی، شامل خیابان های هوشمند، کیوسک های تعاملی و بیش از 50 بلوک از Wi-Fi عمومی آزاد در امتداد مسیر دوچرخه ای این شهر است. فضاهای پارکینگ موجود، جریان ترافیک و نقاط عابر پیاده همه در دسترس عموم از طریق برنامه تجدید اطلاعات شهر در دسترس است.

سان دیگو 3200 سنسور هوشمند در اوایل سال 2017 برای بهینه سازی ترافیک و پارکینگ و افزایش امنیت عمومی، آگاهی زیست محیطی و قابلیت اطمینان کلی برای ساکنان آن نصب کرده است. ایستگاه های شارژ خورشیدی به برق برای توانمند سازی وسایل نقلیه الکتریکی در دسترس هستند و دوربین های متصل به کنترل ترافیک و جرم و جنایت اشاره می کنند.

اغلب استانداردها طلای شهرهای هوشمند در نظر گرفته شده است، دولت سنگاپور با استفاده از سنسورها و دوربین های فعال شده با آیوتی برای نظارت بر پاکیزگی فضاهای عمومی، تراکم جمعیت و حرکت وسایل نقلیه ثبت شده محلی اقدام می کند. فن آوری های هوشمند آن به شرکت ها و ساکنان کمک می کند تا مصرف انرژی، تولید زباله و استفاده از آب را در زمان واقعی کنترل کنند.  همچنین آزمایش وسایل نقلیه خودمختار، از جمله اتوبوس های کامل رباتیک، و همچنین سیستم نظارت سالمندان برای اطمینان از سلامتی و رفاه شهروندان ارشد بخش های دیگر از این شهر هوشمند است.

در دبی، امارات متحده عربی، فناوری شهر هوشمند برای مسیریابی ترافیکی، پارکینگ، برنامه ریزی زیرساخت و حمل و نقل استفاده می شود. این شهر همچنین از مراقبت های پزشکی و مراقبت های بهداشتی هوشمند، و همچنین ساختمان های هوشمند، خدمات هوشمند، آموزش هوشمند و گردشگری هوشمند استفاده می کند.

بارسلونا، اسپانیا، سیستم حمل و نقل هوشمند و سیستم های اتوبوس هوشمند با ایستگاه های هوشمند که از Wi-Fi رایگان، ایستگاه های شارژ USB و به روز رسانی برنامه اتوبوس برای سواران استفاده می شود، تکمیل می شود. یک برنامه اشتراک گذاری دوچرخه و برنامه پارکینگ هوشمند که شامل گزینه های پرداخت آنلاین نیز می باشد. این شهر همچنین از سنسورها برای نظارت بر درجه حرارت، آلودگی و نویز استفاده می کند، همچنین میزان رطوبت و باران را کنترل می کند.