در دنیایی زندگی می کنیم که اینترنت به همراه تکنولوژی باعث پیشرفت کارایی بسیاری از دستگاه های زندگی انسان شده است. بنابراین شهر هوشمند نیز دیگر تصوری از یک آینده ی روشن و زیبا نیست. بسیاری از شهرهای هوشمند هم اکنون در دنیا حضور دارند و در حال فعالیت هستند برای اینکه بتوانید شهرهای هوشمند را شناسایی کنید لازم است با امکانات و ویژگی های آن ها آشنا باشید. در ادامه شما را با تمامی ابعاد ساختاری smart city آشنا می سازیم.
مفهوم شهر هوشمند
همان طور که از نام شهر هوشمند پیداست، تمامی جنبه های ساختاری آن به طور کامل هوشمندسازی شده است. به طور کلی شهرهای هوشمند چارچوبی دارند که عمدتاً از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) برای توسعه، گسترش و ترویج شیوه‌های توسعه پایدار و با هدف رفع چالش‌های رو به رشد شهرنشینی، استفاده می کنند.
مردم در شهرهای هوشمند از راه های مختلفی چون تلفن همراه و ابزارهای دیجیتالی مختلفی چون تبلت و رایانه از اجزای تشکیل دهنده ی شهر بهره می برند. خانه ها، وسایل حمل و نقل، چراغ های راهنما و رانندگی، تابلوهای تبلیغاتی، فروشگاه های زنجیره ای و… تک به تک هوشمند و به روز شده هستند.
نیاز به شکل گیری شهرهای هوشمند
شهرنشینی پدیده ی رو به افزایشی در سراسر دنیا است. امروزه 54% از مردم جهان در شهرهای مختلف زندگی می‌کنند که انتظار می‌رود تا سال 2050 به 66% برسد. در مجموع با رشد کلی جمعیت، شهرنشینی در عرض سه دهه آینده، 2.5 میلیارد نفر دیگر را به شهرها اضافه خواهد کرد. این حجم استقبال از شهرهای امروزی نیاز به شهر هوشمند را نمایان می سازد. شهر هوشمند با امکانات به روز خود بالاترین سطح از رفاه و آسایش را برای ساکنین خود ایجاد می کند.
بیشتر بخوانید: راه کار هایی برای افزایش امنیت خانه های هوشمند
نقش اینترنت در smart city
بسیاری از ویژگی های سیستماتیک شهر هوشمند نیازمند حضور پر رنگ اینترنت می باشد. اینترنت سازنده ی ویژگی های فنی بی نقص و به روز و همچنین زیرساخت های جدید و جذاب است. اینترنت کاربردهای فراوانی دارد. شبیه سازی ها، واریز مبلغ های مرتبط با کرایه ی تاکسی، تبلیغات موجود در تابلوهای خیابان ها، کنترل امنیت درب فروشگاه ها و…به لطف حضور اینترنت شکل می گیرد.
المان های ی شهرهای هوشمند
جا به جایی و حمل و نقل هوشمند
یک شهر هوشمند برای تردد افراد نیاز به پول کاغذی و در مواقعی کارت های عابر بانک ندارد. تاکسی ها و متروهای موجود در سطح smart city باید به گونه ای باشد که در عرض چند ثانیه روند جابه جایی شکل گیرد. یکی دیگر از جنبه های تغییر سیستم حمل و نقل در یک شهر هوشمند، کاهش جا به جایی با ماشین هایی است که می توانند میزان آلودگی را به میزان زیادی افزایش دهند. برای مثال در وین نسبت سفرهای انجام شده با استفاده از وسایل حمل و نقل عمومی، پیاده یا با دوچرخه به میزان زیادی در حال افزایش است.
این میزان در سال 2019 75 درصد بوده است. البته فاکتورهای دیگری نیز در این امر دخیل بوده اند. برای مثال سهم استفاده از وسایل حمل و نقل عمومی 38 درصد است که این میزان به دلیل شبکه توسعه یافته حمل و نقل عمومی و همچنین ارزان بودن آن است.
کار دیگری که انجام می شود به روزرسانی و تجدد ناوگان اتوبوسرانی است که می تواند به کاهش انتشار CO2 تا 44 درصد کمک کند. همچنین قرار است با گسترش توزیع اتوبوس های برقی تا سال 2023 و همچنین عرضه اتوبوس های هیدروژنی در جاده ها تا سال 2027، به میزان زیادی میزان آلودگی شهری کاهش یابد.
خطوط سبز در شهر هوشمند
یک Smart city به میزان زیادی به گسترش حفاظت از محیط زیست و جلوگیری از گرم شدن کره زمین کمک می کند. یکی از اقدامات انجام شده در شهرهای هوشمند توسعه خطوط سبز در سطح شهر است.
سبز شدن ایستگاه های اتوبوس، ساختمان های ایستگاه مترو و قطار یا سبز کردن مسیرهای تردد شهروندان می تواند خنک سازی شهرها را تضمین کند و در نتیجه اثر جزیره گرمایی شهری را کاهش دهد. در وین از خطوط ناوبری زیرزمینی مانند مترو و تراموا برای بازیابی انرژی استفاده می شود.
شهر دوچرخه سواری
برخلاف مفهوم شهر بدون ماشین، مفهوم شهر دوچرخه سواری در یک شهر هوشمند به صراحت به شهروندان نمی گوید که نباید از ماشین استفاده کنند. در این ایده هدف این است که با تحویل دوچرخه درست درب منزل، استفاده از دوچرخه را به عنوان وسیله حمل و نقل تا حد امکان برای شهروندان جذاب کنید.
در کنار این موارد وجود آسانسورهای بزرگی که دوچرخه و صاحبان آنها را در خود جای می دهد و همچنین فضاهایی که در پاساژها برای پارک دوچرخه ها در هر طبقه وجود دارد، توجه شهروندان به شهر دوچرخه سواری را بیشتر می کند.
فضای سبز در شهر هوشمند
یکی از ویژگی های شهر هوشمند افزایش استفاده از فضاهای شهری و تبدیل آنها به فضاهای سبز است. برای مثال در شهر وین به عنوان یک نمونه از شهرهای هوشمند، نسبت فضای سبز از نظر بین المللی بسیار بالاست. افزایش فضاهای سبز شهری و سبز شدن نماهای ساختمانی و شهری از جمله مشخصاتی است که موجب شده علاوه بر بهبود ظاهر شهر، با افزایش خنک شدن آن میزان مصرف انرژی نیز کمتر شود.
چراغ راهنمایی هوشمند
چراغ های راهنمایی به طور خودکار تشخیص می دهند که عابران پیاده چه زمانی می خواهند عبور کنند. سیستم فنی ویژه توسعه یافته توسط دانشگاه گراتس و MA 33 برای کاهش زمان انتظار و در نتیجه افزایش راحتی عابر پیاده در نظر گرفته شده است. گام دیگری که شهر وین برای آن تلاش می کند، چراغ های راهنمایی شبکه ای است.
اینها می توانند با یکدیگر ارتباط برقرار کنند که به موجب آن فازهای چراغ راهنمایی با وضعیت ترافیک فعلی تطبیق داده می شوند و در نتیجه تراکم را کاهش می دهند. یکی دیگر از اقدامات مورد نظر، تجهیز چراغ های راهنمایی به حسگرهای محیطی و آب و هوا است. تجزیه و تحلیل داده های بزرگ و کمک هوش مصنوعی برای مدیریت یک شهر هوشمند می تواند در استفاده از این داده ها برای کنترل هوشمند ترافیک و بهبود کیفیت هوا مفید باشد.
استانداردهای ساختمانی در یک شهر هوشمند
استانداردهای ساختمان تاثیر بسزایی در عمر مفید ساختمان دارند و این فاکتور دیگری است که در یک smart city به آن پرداخته می شود. به طور متوسط، تقریباً نیمی از مصرف نهایی انرژی در شهرها برای گرمایش، سرمایش و گرمایش آب استفاده می شود. به همین دلیل است که باید کارایی و پایداری را در اولویت قرار داد.
با توجه به رشد بالای جمعیت، استراتژی شهر هوشمند ساخت بسیاری از ساختمان های جدید با کمترین استاندارد انرژی و بازسازی حرارتی ساختمان و همچنین ساخت سیستم های انرژی تجدیدپذیر برای تبدیل منابع انرژی است. با یک نوسازی حرارتی با کیفیت بالا، مصرف انرژی و در نتیجه انتشار گازهای گلخانه ای تا دو سوم کاهش می یابد.
اگر سیستم گرمایش علاوه بر این مجهز به یک پمپ حرارتی باشد که به حرارت خورشیدی یا گرمایش منطقه ای تبدیل شود، انرژی تولید شده در محل می تواند انتشار گازهای گلخانه ای را به صفر برساند. با توجه به نوسازی شهر هوشمند، به ویژه استفاده از مصالح ساختمانی سازگار با محیط زیست و صرفه جویی در منابع، ردپای CO2 باید تا حد امکان کم باقی بماند.
تامین و دفع
یکی دیگر از بخش هایی که شهر هوشمند به آن وارد می شود، بخش تامین و دفع انرژی و آلاینده هاست. در شهرهایی مانند وین، این شهر در مقایسه با سایر شهرهای اروپایی از منبع انرژی بسیار کارآمدی برخوردار است. می توان سالانه تا سه میلیون تن CO2 ذخیره کرد. دلایل این امر در عناصر فردی مدل وین نهفته است.
این شامل بازیافت حرارتی زباله، استفاده از گرمای زباله با نیروگاه های CHP، ترویج منابع انرژی تجدید پذیر، خدمات مشاوره انرژی برای افزایش کارایی و اشکال غیرمتمرکز تولید (نیروگاه‌های خورشیدی و انرژی زمین گرمایی) است.
علاوه بر این وجود نیروگاه های برق آبی، توربین های بادی و سیستم های فتوولتائیک (PV) که با برق تامین می شوند نیز از کارهای دیگری است که در شهرهای هوشمند انجام شده است. مزیت اصلی سیستم های PV این است که می توان از آنها در مناطق پرجمعیت نیز استفاده کرد. استراتژی کاهش مصرف انرژی در شهر هوشمند روی آوردن تدریجی به منابع انرژی تجدیدپذیر است.
محدودیت هایی که در توسعه شهرهای هوشمند وجود دارد
با وجود تمام ویژگی ها و مزیت های یک شهر هوشمند، محدودیت های زیادی نیز در اجرای این ایده ها وجود دارد که شاید تحقق رویای پروژه های شهر هوشمند را با چالش مواجه کند. برای مثال در بخش تحرک و ترافیک توسعه خودروهای برقی کمی مشکل است، چرا که هم تامین برق آنها می تواند مشکل ساز شود و هم از طرفی هزینه های اولیه ممکن است چالش برانگیز شود.
همچنین در خصوص ساختمان های جدیدی که استانداردهای بالایی دارند، اجرای آن به دلیل هزینه های بالایی که دارد همیشه امکان پذیر نیست و این باور وجود دارد که ساخت و ساز با انرژی کارامد گران تر است. کمبود منابع نیز همیشه یک معضل است که می تواند تحقق پروژه هایی مانند ساخت ساختمان هایی با استاندارد بالا را با مشکل مواجه کند.
امنیت کلی شهر هوشمند
موضوع مهمی که می تواند شهر هوشمند را ایجاد سازد، امنیت است. بررسی های مخصوص دوربین های مداربسته و یا پلیس های رباتیک و چشمی ها و حسگرهای ایمنی باید در حدی باکیفیت باشند که اختلالی در روند هوشمندسازی شهر به وجود نیاورد.
بهداشت و سلامت هوشمند
سرویس های درمان هوشمند باید هزینه های بهبود بیماران را کاهش یابد. سرعت بخشی به پروسه ی درمان نیز حائز اهمیت است.
سرویس های پاکسازی شهر هوشمند
جمع آوری زباله های شهر هوشمند می بایست از طریق راه های دیجیتالی و به روزی انجام شود تا بدین ترتیب زیبایی و تمیزی شهر به طور کامل حفظ شود.
بیشتر بخوانید: سیستم خانه هوشمند بی سیم چه ویژگی هایی دارد؟
روشنایی هوشمند
یکپارچه کردن روشنایی شهری توسط سنسورها و محرک‌هایی کنترل می شود که با اینترنت و فناوری به روز و حساب دیده ای انرژی مصرفی را بهینه می کند.
شهرهای هوشمند موجود در دنیا
توکیو، بوستون، زوریخ سویس، استکهلم سوئد و سنگاپور برخی از مهم ترین شهرهای هوشمند امروزی است. این شهرها به طور مرتب شاهد مهاجرین و توریست ها هستند. چنین شهرهایی خیلی ساده بر ثروت کشور مرتبط می افزاید. معمولا شما به وضوح می توانید رضایت از امکانات شهر هوشمند را در رفتار و برخورد ساکنین آن ها مشاهده کنید.
چرا به شهر هوشمند نیاز داریم؟
برای رفع نیازهای ساکنان، دانشمندان مفهوم شهرهای هوشمند را برای تحول شهری پیشنهاد کرده اند. فضاهای سبز شهری برای بهبود سبک زندگی طراحی شده اند. عملکرد زیست محیطی در مقیاس جهانی به دلیل تغییرات آب و هوایی و پیشرفت سریع در حال تبدیل شدن به چالش است. برای رفع این مشکلات، ایجاد اکوسیستم های بسیار پایدار و سالم تر یک تقاضای حیاتی است که بر طراحی شهرهای هوشمند برای جلوگیری از بیماری ها و پرداختن به اصول اولیه کیفیت زندگی تأکید می کند.
جمعیت شهری به شدت در حال افزایش است که مانعی قوی برای توسعه محیطی عاری از آلودگی است. از طرفی مناطق شهری مسئول تقریباً 70 درصد مصرف انرژی و 70 درصد انتشار CO2 هستند. به همین دلیل می توان با توسعه مفهوم شهر هوشمند کیفیت زندگی را افزایش داد و آلودگی هوا را به حداقل رساند تا در نهایت با رفع مشکلات شهری و بهبود امکانات شهرها، شرایط زندگی برای افراد بهتر شود.
مزیت های شهر هوشمند چیست؟
یک شهر هوشمند می تواند همزمان با افزایش جمعیت جهان و وسعت شهرها، با تامین زیرساخت ها و بهینه سازی مصرف انرژی، دسترسی به منابع را برای تمامی افراد امکان پذیر کند و در عین حال از افزایش آلودگی محیط زیست جلوگیری می کند. با کنترل این عوامل که تهدید کننده سلامت انسان ها و حفظ محیط زیست هستند، شهرهای هوشمند می توانند از بروز پیامدهای تغییرات آب و هوایی جلوگیری کنند.
با کمک شهرهای هوشمند می توان فضای کافی زندگی را بسیار سریع ایجاد کرد و در عین حال تحرک و کیفیت زندگی را نیز تضمین کرد. به این ترتیب با ایجاد یک شهر پایدار و کارامد، اکثر مردم از زندگی در آن راضی هستند و به منابع مورد نیاز خود دسترسی دارند.
