چگونه اینترنت اشیاء (IoT) بر توسعه شهرهای هوشمند تأثیر می‌گذارد

در سراسر جهان، شهرها به فناوری و شبکه‌های پیشرفته روی آورده‌اند تا محدودیت‌های منابع را مدیریت کنند. به ویژه فناوری‌های اینترنت اشیاء (IoT) به طور فزاینده‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند — و این امر بی‌دلیل نیست.راهکارهای اینترنت اشیاء (IoT) برای شهرهای هوشمند، انجام کارهای روزمره را هم آسان‌تر و هم کارآمدتر می‌کنند و مشکلات مربوط به نظارت بر ترافیک، حمل‌ونقل عمومی، ایمنی عمومی و مسائل زیست‌محیطی را کاهش می‌دهند.

 

شهر هوشمند چیست؟

شهر هوشمند شهری است که با استفاده از دستگاه‌های اینترنت اشیاء (مانند حسگرها، کنتورها و چراغ‌های متصل)، داده‌ها را جمع‌آوری و تحلیل می‌کند.
با بهره‌گیری از این داده‌ها، شهرهای هوشمند می‌توانند زیرساخت‌ها، خدمات عمومی، تاسیسات شهری و بسیاری حوزه‌های دیگر را بهبود دهند.

 

شهرهای هوشمند و رشد پایدار

 

"بر اساس گزارش جهانی شهرهای سازمان UN-Habitat در سال ۲۰۲۲، سهم جمعیت شهری جهان از ۲۵٪ در سال ۱۹۵۰ به حدود ۵۰٪ در سال ۲۰۲۰ افزایش یافته است و پیش‌بینی می‌شود طی ۵۰ سال آینده به نزدیک ۶۰٪ برسد."

با رشد شهرنشینی، صنعتی‌شدن و مصرف، فشارهای زیست‌محیطی نیز افزایش می‌یابد. در این میان، شهرهای هوشمند به ساکنان خود کمک می‌کنند که به شکلی پایدارتر زندگی کرده و کیفیت زندگی بهتری داشته باشند.فناوری‌های اینترنت اشیاء به کسب‌وکارها و نهادهای شهری کمک می‌کند تا داده‌ها را جمع‌آوری کرده و اپلیکیشن‌هایی بسازند که چالش‌های شهرهای مدرن را پاسخ دهند.

 

پیشرفت‌های حاصل از فناوری IoT در شهرهای هوشمند شامل موارد زیر می‌شود:

• روشنایی هوشمند
• مدیریت هوشمند زباله
• نظارت بر ترافیک و حمل‌ونقل هوشمند
• تدابیر نظارتی
• پایش محیط زیست

 

برای نمونه، بنا بر گزارش مک‌کنزی، استفاده از سیستم‌های پیگیری دیجیتال بر اساس میزان تولید زباله می‌تواند حجم زباله‌های جامد سرانه را ۱۰ تا ۲۰ درصد کاهش دهد.
همچنین به اشتراک‌گذاری اطلاعات کیفیت هوا به صورت لحظه‌ای از طریق اپلیکیشن‌های موبایلی می‌تواند با آگاه‌سازی مردم، اثرات منفی بر سلامت را بین ۳ تا ۱۵ درصد کاهش دهد.

 

نمونه‌هایی از راهکارهای IoT در شهرهای هوشمند

روشنایی هوشمند

راهکارهایی مانند چراغ‌های خیابانی متصل، به دلیل مزایای متعدد، به شدت در شهرهای هوشمند محبوب شده‌اند، از جمله:

• کاهش هزینه‌های انرژی و نگهداری
• افزایش ایمنی ترافیکی و عمومی به دلیل دید بهتر
• اثرات مثبت محیط زیستی به دلیل کاهش مصرف انرژی

علاوه بر این، چراغ‌های خیابانی هوشمند می‌توانند نقش پایش‌کننده آلودگی، شارژر خودروهای برقی و نقاط اتصال اینترنت بی‌سیم را نیز ایفا کنند.

 

 

مدیریت هوشمند زباله

مدیریت زباله پرهزینه است و می‌تواند باعث ترافیک شود. راهکارهای IoT این حوزه را کارآمدتر می‌کنند، از جمله:

• مدیریت بهتر منابع
• کاهش هزینه‌ها با بهینه‌سازی مسیر جمع‌آوری
• افزایش پایداری خدمات زباله

سیستم‌های مدیریت زباله هوشمند می‌توانند میزان پر بودن سطل‌های زباله را پایش کرده و کاربران را از امکان بازیافت یا کمپوست کردن آگاه سازند.

"برای مثال، شرکت WasteHero با همکاری شهر آلبورگ، با استفاده از جمع‌آوری پویا، تعداد دفعات جمع‌آوری زباله را به طور متوسط ۴۰٪ کاهش داده است."

 

نظارت بر ترافیک و حمل‌ونقل هوشمند

 

مدیریت جریان ترافیک یکی از بزرگترین چالش‌های شهرهای هوشمند است. فناوری‌های IoT از طریق داده‌های بلادرنگ به بهینه‌سازی زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی کمک می‌کنند.
همچنین شرکت‌های میکروموبیلیتی مثل Donkey Republic از IoT برای بهینه‌سازی موقعیت دوچرخه‌های اشتراکی خود استفاده می‌کنند.حمل‌ونقل هوشمند باعث شده امکاناتی مانند جستجوی صوتی برای رانندگان، نمایش لحظه‌ای برنامه حرکت وسایل حمل‌ونقل عمومی برای مسافران و دسترسی مدیران ناوگان به تعداد مسافران فعال فراهم شود.

 

 

تدابیر نظارتی

 

دوربین‌های نظارتی هوشمند همچنان در نظارت بر جاده‌ها و بزرگراه‌ها نقش دارند. امکاناتی مانند شناسایی خودکار پلاک خودرو (ANPR/ALPR) به نیروهای انتظامی در کنترل ترافیک، شناسایی خودروهای سرقتی و دریافت عوارض کمک می‌کند.همچنین، شهر ممفیس از یادگیری ماشینی برای شناسایی گودال‌های خیابانی از طریق تصاویر و تسریع تعمیرات بهره می‌برد.

 

 

پایش محیط زیست

آلودگی هوا یکی از معضلات بزرگ شهرنشینان است. حتی داخل ساختمان‌ها نیز ذرات آلوده وجود دارند.

فناوری‌های IoT امکان پایش کیفیت هوای بیرون (OAQ) و داخل (IAQ) را فراهم می‌کنند و می‌توانند:

• دما، رطوبت و میزان دی‌اکسیدکربن را کنترل کنند
• در صورت خطر، به کاربران هشدار دهند
• از باز شدن پنجره‌ها در شرایط آلودگی شدید جلوگیری کنند

 

نمونه‌هایی از شهرهای هوشمند در جهان

 

کپنهاگ: کپنهاگ پروژه EnergyLab Nordhavn را برای ادغام برق، گرمایش، حمل‌ونقل برقی و ساختمان‌های کم‌مصرف به اجرا گذاشته است.همچنین شرکت Aguardio با نصب حسگرهای نشتی آب در مجتمع‌های مسکونی، سالانه می‌تواند دو میلیون کرون دانمارک صرفه‌جویی کند.

لندن: شهر وست‌مینستر در لندن در سال ۲۰۱۴ پروژه SmartPark را راه‌اندازی کرد. این پروژه اطلاعات بلادرنگ از جای پارک‌های خالی را از طریق اپلیکیشن موبایل ارائه می‌دهد و باعث کاهش ترافیک می‌شود.

نیویورک: نیویورک پروژه خودروهای متصل (CV) را آزمایش می‌کند تا از طریق ارتباط وسیله‌نقلیه به وسیله‌نقلیه (V2V) و ارتباط با زیرساخت (V2I)، ایمنی رانندگان و عابران را افزایش دهد و تصادفات و تلفات ترافیکی را کاهش دهد.برای توسعه اینترنت اشیاء (IoT) در شهرهای هوشمند، به  زیرساخت‌های اساسی نیاز   است  که به طور خلاصه شامل موارد زیر می‌شود:

 

۱. زیرساخت شبکه ارتباطی

• اینترنت پرسرعت و پایدار (ثابت و بی‌سیم)
• شبکه‌های سلولی مخصوص IoT مثل LTE-M، NB-IoT یا 5G
• شبکه‌های محلی کوتاه برد مثل Wi-Fi، Zigbee، LoRaWAN و Bluetooth برای ارتباط دستگاه‌های نزدیک به هم

۲. زیرساخت ذخیره‌سازی و پردازش داده

• سرورهای ابری (Cloud Computing) برای ذخیره‌سازی حجم بالای داده‌های IoT
• پردازش لبه‌ای (Edge Computing) برای پردازش سریع داده‌ها در نزدیکی منبع (مثلاً در چراغ‌های خیابان یا دوربین‌ها)

۳. زیرساخت امنیت سایبری

• سیستم‌های قوی برای:
• رمزگذاری داده‌ها
• احراز هویت دستگاه‌ها
• مدیریت تهدیدات امنیتی و پیشگیری از نفوذ یا حملات سایبری

۴. زیرساخت مدیریتی و تحلیلی

• پلتفرم‌های مدیریت دستگاه‌ها (Device Management Platforms) برای کنترل و نظارت بر میلیون‌ها سنسور و دستگاه
• ابزارهای تحلیل داده مثل AI و Big Data برای استخراج اطلاعات مفید از داده‌های خام جمع‌آوری شده

۵. زیرساخت انرژی

• تامین برق پایدار و هوشمند برای دستگاه‌های IoT
• استفاده از سیستم‌های انرژی تجدیدپذیر (مثلاً پنل‌های خورشیدی برای سنسورها در فضای باز)

۶. زیرساخت قانونی و استانداردسازی

• ایجاد چارچوب‌های قانونی مشخص برای حفظ حریم خصوصی داده‌ها
• استانداردسازی تجهیزات و پروتکل‌های ارتباطی برای همکاری بهتر بین دستگاه‌های مختلف برندها

 

 

 

 

منبع:

https://onomondo.com/blog/how-iot-influences-the-development-of-smart-cities/