دیگر آن دوران که شهرها تنها مجموعه‌ای از خیابان‌ها، ساختمان‌ها و چراغ‌های راهنمایی بودند، به سر رسیده و امروزه در جای جای جهان شهرهایی وجود دارند که بیشتر از یک بافت شهری معمولی، به موجوداتی زنده و پویا شباهت دارند، شهرهایی که می‌فهمند، تحلیل می‌کنند و به نیازهای ساکنانشان پاسخ می‌دهند. این شهرهای هوشمند، همان آینده‌ای هستند که دیگر یک رویا نیست، بلکه حقیقتی است که هر روز در حال گسترش و تکامل است. این شهرهای هوشمند در خدمت شهروندان بوده و گوش به فرمان آن‌ها، زندگی راحت‌تر و جذاب‌تری را رقم می‌زنند. شهر هوشمند در حال حاضر در بسیاری از نقاط جهان وجود داشته و با جذابیت‌های خاص خود، کلمه رفاه را به شکل تازه‌ای معنا کرده است. اگر آشنایی با این شهرها، ویژگی‌ها و امکانات آن‌ها برای شما جالب است، تا انتهای این مطلب با ما همراه باشید.
شهر هوشمند چیست؟
به طور خلاصه شهر هوشمند به شهری گفته می‌شود که با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته اطلاعات و ارتباطات، زیرساخت‌ها و خدمات شهری را بهینه‌سازی کرده و زندگی را برای شهروندان آسان‌تر و مطمئن‌تر می‌سازد. این مفهوم شامل سیستم‌های حمل‌ونقل هوشمند، مدیریت بهینه انرژی، ساختمان‌های مجهز به سنسورهای پیشرفته، جمع‌آوری و تحلیل داده‌ها برای بهبود کیفیت زندگی، و حتی ارائه خدمات دولتی الکترونیکی است و در مجموع شهری است که در آن انواعی از تجهیزات هوشمند به کار گرفته می‌شوند.
در این شهرهای جذاب تقریباً همه‌چیز از ترافیک گرفته تا مصرف آب و برق، با استفاده از داده‌های لحظه‌ای مدیریت می‌شود تا منابع به بهترین شکل ممکن مصرف شوند و در عین حال رفاه فراوانی رقم خورد. می‌توان گفت که هدف اصلی این فناوری‌ها و تجهیزات در شهر هوشمند افزایش رفاه شهروندان، کاهش آلودگی و مصرف انرژی و خلق محیطی پایدار برای نسل‌های آینده است.
تاریخچه شهر هوشمند
به طور کلی مفهوم شهر هوشمند از دهه 1960 آغاز شد و همان زمانی که ایالات متحده برای بهبود خدمات شهری و کاهش بحران‌ها از پایگاه‌های داده و تجزیه و تحلیل اطلاعات استفاده کرد. این اقدامات نخستین نسل شهرهای هوشمند را شکل داد که بر تأثیر فناوری بر زندگی روزمره تمرکز داشت. در نسل دوم، شهرها بیشتر به دنبال راهکارهای خاص و روش‌های خلاقانه برای حل مشکلات شهری رفتند و از فناوری‌های هوشمند برای بهینه‌سازی منابع و خدمات استفاده کردند.
تحول اصلی در نسل سوم رخ داد و در واقع شهروندان به‌جای شرکت‌های فناوری و مدیران شهری، در تصمیم‌گیری‌ها نقش پررنگ‌تر و بیشتری پیدا کردند. برای مثال در وین مردم با سرمایه‌گذاری در نیروگاه‌های خورشیدی و مشارکت در حل مسائل اجتماعی، در مدیریت شهر سهیم شدند و در ونکوور هم با مشارکت گسترده شهروندان، طرحی برای تبدیل شدن به سبزترین شهر جهان اجرا شد. در مجموع این روند تاریخچه شهر هوشمند نشان داد که شهرهای هوشمند تنها وابسته به فناوری نیستند، بلکه بر پایه تعامل و مشارکت اجتماعی شکل می‌گیرند.
بخش های اصلی یک شهر هوشمند
به طور کلی شهر هوشمند وابسته به نیاز، انتظارات و حتی هزینه‌ها، دارای امکانات و بخش‌های گوناگونی است و برای مثال در یک شهر هوشمند خدمات مردمی و شهری به صورت هوشمند عرضه می‌شوند و در شهر دیگر ساختمان‌ها و خانه‌ها دارای امکانات هوشمند هستند. با این حال، اغلب شهرها دارای چنین امکانات و بخش‌های اصلی بوده و به این ترتیب هوشمند به حساب می‌آیند:
روشنایی هوشمند
در این شهرهای جذاب دیگر نیازی نیست که چراغ‌های خیابان‌ها، پارک‌ها و معابر شهری در تمام طول شب با همان شدت روشن بمانند. در شهرهای هوشمند، سیستم‌های روشنایی هوشمند به کمک حسگرهای حرکتی و فناوری اینترنت اشیا (IoT)، میزان نور را تنظیم می‌کنند. برای نمونه این سیستم‌ها می‌توانند با کاهش شدت نور در ساعات کم تردد یا روشن شدن در هنگام عبور افراد و وسایل نقلیه، علاوه بر صرفه‌جویی در مصرف انرژی، امنیت معابر را هم افزایش دهند. به این ترتیب در شهر هوشمند خبری از خاموشی در کوچه و پس کوچه‌ها نیست.
پارکینگ هوشمند
یافتن جای پارک یکی از چالش‌های همیشگی شهرنشینان است که می‌تواند زمان زیادی را هدر دهد و به افزایش ترافیک و آلودگی هوا منجر شود. به این ترتیب سیستم‌های پارکینگ هوشمند با مواردی مانند ثبت ورود و خروج، افزایش امنیت، کاهش پرسنل و سایر امکانات ویژه، وضعیت جای پارک‌های موجود را در لحظه بررسی کرده و رانندگان را به نزدیک‌ترین فضای خالی هدایت می‌کنند.
کشاورزی هوشمند
در شهر های هوشمند، کشاورزی هم از فناوری‌های نوین بهره می‌برد تا بهره‌وری را افزایش داده و از منابع به شکلی بهینه استفاده کند و هم کشاورز و هم گیاه راضی باشد! برای مثال سنسورهای پیشرفته رطوبت خاک، شرایط آب و هوایی و میزان مواد مغذی را تحلیل کرده و اطلاعات را به کشاورزان ارائه می‌دهند. سیستم‌های آبیاری هوشمند هم با کنترل میزان آب مصرفی، از هدر رفتن آن جلوگیری کرده و در عین حال سلامت گیاهان را تضمین می‌کنند. بسیاری از مردم ایران هم در حال حاضر از این آبیاری هوشمند برای گیاهان و کشاورزی خود استفاده می‌کنند تا حتی در زمان دور بودن از منزل یا گیاهان هم همچنان از آبیاری آن‌ها مطمئن باشند.
مدیریت و کنترل هوشمند
یک شهر هوشمند برای عملکرد صحیح نیازمند یک سیستم مدیریتی قدرتمند است که داده‌های مختلف را پردازش کرده و بهترین تصمیم‌ها را برای بهینه‌سازی خدمات اتخاذ کند. این سیستم‌ها با تحلیل اطلاعات مربوط به ترافیک، مصرف انرژی، شرایط محیطی و دیگر شاخص‌های شهری مانند جمع‌آوری زباله‌ها، عملکرد بخش‌های مختلف را بهینه می‌کنند. برای مثال با استفاده از فناوری هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، می‌توان حتی الگوی ترافیک را پیش‌بینی کرد تا ازدحام کاهش پیدا کند.
ساختمان هوشمند
در شهرهای هوشمند ساختمان‌ها دیگر تنها سازه‌هایی برای سکونت یا کار نیستند و در واقع با فناوری‌های پیشرفته، تجربه‌ای متفاوت از آسایش و بهره‌وری را ارائه می‌دهند. سیستم‌های کنترل خودکار دما، نور و تهویه، شرایط محیطی را متناسب با حضور افراد تنظیم کرده و مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. برای مثال استفاده از پرده‌های که میزان ورود نور را کنترل می‌کنند، در کنار سیستم‌های گرمایش و سرمایش هوشمند، باعث صرفه‌جویی در هزینه‌ها و افزایش بهره‌وری انرژی می‌شود. در کنار این موارد، برخی خانه هوشمند از امکانات دیگری مانند قفل و دستگیره هوشمند هم استفاده می‌کند و محیطی جذاب و ایمن را برای ساکنان به وجود می‌آورد.
مجتمع‌های تجاری هوشمند
خرید و تجارت در شهرهای هوشمند هم دستخوش تغییر شده و مجتمع‌های تجاری هوشمند با ارائه امکانات خاص، تجربه‌ای متفاوت را برای مشتریان رقم می‌زنند. در این مجتمع‌ها سیستم‌های امنیتی، دوربین مدار بسته هوشمند، سیستم تهویه مطبوع هوشمند، ترموستات هوشمند و موارد مشابه، خریدی بی‌نظیر را برای مشتریان رقم می‌زنند. همچنین در برخی از مجتمع‌های پیشرفته‌تر، فناوری‌های پرداخت سریع و سیستم‌های مدیریت هوشمند انرژی، کارایی این مراکز را افزایش داده و تجربه‌ای راحت‌تر و جذاب‌تر را برای مشتریان به همراه می‌آورند. جالب است بدانید که از برخی از تجهیزات مجتمع تجاری هوشمند حتی در ایران هم استفاده می‌کنند.
البته در کنار این موارد، ممکن است در برخی شهرها حتی مدارس و دانشگاه‌ها یا مراکزی مانند بیمارستان‌ها هم هوشمند شوند و برای مثال با کلاس درس هوشمند، فضایی مطلوب‌تر برای آموزش به وجود آید. حتی بسیاری از شهرها هم مدیریت هوشمند پسماند را به عنوان یکی از مهمترین عناصر می‌دانند و از آن به صورت گسترده استفاده می‌کنند.
ویژگی های شهر هوشمند
به طور کلی شهر هوشمند دارای ویژگی‌های جذابی است که موجب شده شهروندان یا دولت‌های مختلفی در نقاط گوناگون سراسر جهان به هوشمند سازی شهر، خانه و ساختمان‌ها روی بیاورند. این ویژگی‌های شهر هوشمند به طور مختصر چنین مواردی را شامل می‌شوند:
- مصرف بهینه انرژی:
شهرهای هوشمند برای مقابله با بحران انرژی از سیستم‌های مدیریت مصرف بهره می‌برند تا برق، آب و گاز را به صورت هدفمند و صحیح توزیع کنند. به طور کلی شبکه‌های هوشمند برق یکی از نمونه‌های موفق در این زمینه هستند که با تحلیل داده‌های مصرف، برق را در ساعات اوج تقاضا مدیریت کرده و حتی از طریق منابع تجدیدپذیر مانند انرژی خورشیدی و بادی، وابستگی به سوخت‌های فسیلی را کاهش می‌دهند. در نتیجه شهر هوشمند این مزایا را برای مصرف انرژی دارد:
- مصرف برق کمتر و البته بهتر
- مصرف بهینه آب و آبیاری صحیح گیاهان
- مصرف صحیح سیستم سرمایشی و گرمایشی
- ارتباطات پیشرفته:
یکی از ویژگی‌های کلیدی یک شهر هوشمند، دسترسی گسترده و پرسرعت به اینترنت و ارتباطات دیجیتالی است. توسعه زیرساخت‌های G5 و یا حتی شبکه‌های فیبر نوری، مدیریت ترافیک در لحظه و خدمات دولتی آنلاین را فراهم کرده و حتی امکان ارتباط سریع با ارگان‌ها وجود دارد. در شهرهای پیشرفته‌ای مانند سئول و توکیو، شبکه‌های ارتباطی به حدی توسعه پیدا کرده‌اند که شهروندان می‌توانند تمامی امور روزمره خود را از طریق اینترنت انجام دهند.
- مدیریت پسماندها:
در یک شهر هوشمند دیگر خبری از سطل‌های زباله لبریز یا حمل و تقل ناکارآمد پسماندها نیست چراکه سیستم‌های هوشمند مدیریت پسماند، با استفاده از سنسورها و امکانات خاص، سطل‌ها را به شکل لحظه‌ای پایش کرده و اطلاعات را برای جمع‌آوری زباله‌ها به ارگان‌های مربوطه ارسال می‌کند.
- مدیریت فضای سبز:
همان‌طور که می‌دانید، در شهرهای پرجمعیت حفظ و گسترش فضای سبز هم برای بهبود کیفیت هوا و هم برای تعادل دمای شهری ضروری است. از این رو در برخی موارد شهر هوشمند سیستم‌های آبیاری خودکار بر اساس داده‌های مربوط به آب و هوا و رطوبت خاک و از هدر رفتن آب جلوگیری کرده و در عین حال از گیاهان به زیبایی مراقبت می‌کنند.
- خدمات شهری پیشرفته:
به طور کلی در شهر هوشمند از سیستم‌های الکترونیکی برای صدور مجوزها و پرداخت عوارض تا پارکینگ، نوبت‌دهی و سایر خدمات هوشمند را فراهم کرده و هم به افزایش سرعت امور و هم اطمینان بیشتر در خصوص آن‌ها کمک می‌کنند.
- امنیت بیشتر شهروندان:
شهرهای هوشمند از فناوری‌هایی مانند دوربین‌های مدار بسته هوشمند، تحلیل داده‌های رفتاری و سیستم‌های هشدار سریع برای افزایش امنیت شهروندان استفاده می‌کنند. حتی در برخی اماکن حساس از حسگرهای حرکتی استفاده می‌کنند و در بسیاری از اماکن هم سیستم امنیتی و دوربین هوشمند وجود دارد. این نوع تجهیزات هوشمند در ایران هم در حال رواج پیدا کردن هستند و در بسیاری از موارد هوشمند سازی ساختمان به کار می‌روند. برخی از تجهیزات امنیتی شهرهای هوشمند این موارد را شامل می‌شوند:
- دوربین‌های هوشمند
- قفل‌های هوشمند
- دستگیره‌های هوشمند
- سنسورهای هوشمند
- اینترکام
- پایداری محیط زیستی:
یکی از اهداف اصلی شهرهای هوشمند، کاهش ردپای کربنی و حفظ محیط زیست است و استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر، توسعه حمل‌ونقل عمومی پاک و محدودیت برای خودروهای آلاینده، از جمله اقداماتی است که در این شهرها اجرا می‌شود.
- امکانات سریع‌تر و بهتر:
همان‌طور که مشخص است، در یک شهر هوشمند دسترسی به امکانات رفاهی و خدمات عمومی سریع‌تر و با کیفیت بالاتری انجام می‌شود. برای مثال ایستگاه‌های دوچرخه و اسکوترهای اشتراکی به کاهش ترافیک کمک می‌کنند و در برخی شهرها امکان رزرو بلیط حمل‌ونقل عمومی، بررسی وضعیت ترافیک و یافتن نزدیک‌ترین جای پارک، همگی از طریق یک اپلیکیشن جامع فراهم شده است.
اهداف شهر هوشمند
با وجود تمامی موارد مذکور، برای بسیاری از افراد این سؤال به وجود می‌آید که چرا باید هوشمند سازی شهر با کلی هزینه انجام شود؟ چه اهدافی پشت آن بوده و چه مزایایی برای دولت، شهروندان و حتی محیط خواهد داشت؟ به طور خلاصه می‌توان گفت اهداف شهر هوشمند چنین موارد جذاب و مهمی را در برمی‌گیرند:
- کاهش آلاینده‌های شهری و کنترل انتشار کربن دی‌اکسید
- افزایش بهره‌وری در استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر
- توسعه فناوری‌های ارتباطی برای تقویت صنایع پیشرفته
- بهبود کیفیت زندگی از طریق خدمات شهری هوشمند
- گسترش فضای سبز و بهینه‌سازی کاربری اراضی شهری
- ایجاد زیرساخت‌های دیجیتال پیشرفته و دسترسی همگانی به اطلاعات
- توازن میان رشد اقتصادی و ارتقای استانداردهای زندگی شهروندان
- حمایت از جوامع پایدار و توسعه عدالت اجتماعی
- استفاده از فناوری‌های جذاب در کشاورزی شهری و افزایش تولیدات
- ایجاد هماهنگی اجتماعی و افزایش مشارکت عمومی در مدیریت شهر
- تبدیل شهر به یک محیط پویا برای خلاقیت و پیشرفت مستمر
نمونه های شهر هوشمند در جهان
بسیاری از شهرهای جهان به شهر هوشمند تبدیل شده‌اند و حتی تصاویر ساده‌ای از آن‌ها هم به خوبی نشان می‌دهد که گویا در حال زندگی در یک فیلم یا آینده هستند. این شهرها از امکانات خاص، چشمگیر و خیره‌کننده‌ای برخوردار شده‌اند که زندگی را برای شهروندان به سطح دیگری از رفاه رسانده‌اند. در مجموع نمونه‌های شهر هوشمند در جهان این موارد را شامل می‌شوند:
- سنگاپور
- اوسلو
- زوریخ
- دوبی
- لندن
- سئول
- توکیو
- پکن
- هنگ کنگ
- آمستردام
- بارسلونا
- نیویورک