شهر هوشمند، سوغات اینترنت اشیا

بخش بزرگی از این چارچوب، از اساس یک شبکه هوشمند از اشیای متصل و ماشین‌هایی است که اطلاعات را با استفاده از فناوری بی‌سیم و رایانش ابری انتقال می‌دهند. کارشناسان معتقدند در حال ‌حاضر زیرساخت‌های ایجاد و توسعه شهر هوشمند در کشور فراهم نیست و شاید در نمونه‌های موردی توانستیم موفق به اجرایی شدن آن از سوی دانش‌بنیان‌ها شویم. صمت در این گزارش به بررسی برخی از این نمونه‌ها پرداخته است.

شهرنشینی پدیده‌ای بی‌پایان

امروزه ۵۴ درصد از مردم جهان در شهرهای مختلف زندگی می‌کنند که انتظار می‌رود 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 می‌کنند و پیش‌بینی می‌شود که تا سال ۲۰۵۰ این رقم به ۷۰ درصد برسد، می‌توان این‌گونه نتیجه گرفت که جمعیت شهری رو به افزایش است. هوشمندسازی اجزای شهری می‌تواند برگ برنده توسعه امکانات شهری در بستری راحت‌تر 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 به‌سرعت در حال گسترش هستند. به‌گفته کارشناسان، هوشمندسازی ظرفیت‌های بسیاری به انسان در ایجاد مولفه‌های آسایش می‌دهد، به‌همین دلیل می‌توان از ظرفیت‌های هوشمندسازی در ابعاد مختلف استفاده کرد.

در این میان، استارت‌آپ‌ها و نوآوری‌های شهری در راستای پیاده‌سازی و تحقق شهر هوشمند جایگاه ویژه‌ای دارند. در ایران، محدودیت‌ها و دسترسی‌های زیرساختی برای پیاده‌سازی طرح‌های هوشمندسازی بسیار پررنگ است. ضعف و اتخاذ قوانین محدودکننده به‌ویژه در حوزه فناوری‌های نو و فضای دیجیتال از دیگر چالش‌های موجود و این موضوع بسیار مهم است؛ چرا که، در بیشتر موارد موجب دلسرد شدن استارت‌آپ‌ها و محدود کردن نوآوری می‌شود.

نمونه‌ای از شهرهای هوشمند در جهان

آمستردام نمونه‌ای درخشان از یک شهر هوشمند است که از مزایای دسترسی باز به اطلاعات، بهره می‌گیرد. اطلاعات ترافیک و حمل‌ونقل با بخش‌های علاقه‌مند مانند توسعه‌دهندگان نرم‌افزاری به‌اشتراک گذاشته می‌شود و سپس این افراد برنامه‌های مبتنی بر نقشه و مسیریابی را به سیستم‌های حمل‌ونقل شهر متصل می‌کنند. در حال‌ حاضر، مسیریابی به‌راحتی برای همه مقدور است. علاوه بر این، مدیران شهری قایق‌های تحویل خودرانی به نام «roboats» ساخته‌اند تا همه‌چیز را به‌موقع به مقصد برسانند، همچنین در این شهر، روستایی شناور از خانه‌ها وجود دارد که مشکل ازدحام شهر را با جایگزینی پایدار و باصرفه از نظر انرژی حل می‌کند، انرژی موردنیاز خانه‌ها در داخل همین روستای شناور تامین ‌شده و آب موردنیاز را به‌طورمستقیم از رودخانه دریافت کرده و توسط مخازنی مخصوص تصفیه می‌کنند.

شهر کپنهاگ نیز با همکاری موسسه فناوری ماساچوست (MIT)، داده‌هایی باز را برای استفاده در یک سیستم نوآورانه دوچرخه‌سواری هوشمند به‌کار می‌گیرد. با استفاده از سنسورهایی که اطلاعات در لحظه یا Real Time را به دوچرخه‌سواران و مسئولان شهری ارائه می‌دهند، داده‌ها برای نظارت، مدیریت کیفیت هوا و تراکم ترافیک به‌اشتراک گذاشته می‌شوند.

هوشمندانه پارک کنید

مجموعه‌ای سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مبتنی بر اینترنت اشیا، برای مدیریت هوشمند تعداد خودروهای موجود در پارکینگ، یکی از نمودهای شهر هوشمند است که می‌تواند کمک زیادی به شهروندان ارائه دهد. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که کمابیش ۳۰ درصد ترافیک شهری به این دلیل به‌وجود می‌آید که افراد در جست‌وجوی مکانی برای پارک کردن خودروی خود هستند. داده‌های ترافیکی بی‌درنگ (Real-time) از خودروهای متصل به اپلیکیشن پارکینگ که شامل برنامه‌ریزی پارکینگ هوشمند، تشخیص فضای باز و پرداخت خودکار است، به مرکز مدیریت هوشمند شهر ارسال و در نهایت پردازش می‌شود. استفاده از راهکارهای پارکینگ هوشمند باعث می‌شود خودروهای کمتری به‌دنبال مکانی برای پارک کردن باشند، به‌همین دلیل، ترافیک روان خواهد شد.

در کشورمان هم، نمونه چنین فرآیندی از سوی یک شرکت دانش‌بنیان به مرحله عملیاتی رسید. بابک میدانی، جانشین مدیرعامل یک شرکت دانش‌بنیان مستقر در پارک علم و فناوری استان آذربایجان‌شرقی، خبر از طراحی اپلیکیشنی می‌دهد که می‌تواند برای سرنشینان جویای پارک خودرو به‌کار آید. وی در گفت‌وگویی که با صمت داشته، گفته است: از سال ۱۳۹۶ این سامانه طراحی و به مرحله اجرا رسید و این پروژه به‌عنوان سیستمی جدید در پارک حاشیه‌ای 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 پارک‌های حاشیه‌ای در شهرها بپردازیم. وی افزود: این سیستم براساس هوش مصنوعی کار می‌کند، در واقع پس از جمع‌آوری اطلاعات و داده‌ها از سطح شهر که با هر روشی امکان‌پذیر است، شامل سنسورهای نصب‌شده در خیابان یا گشت‌های محلی، این اطلاعات از طریق سرور در اپلیکیشن نمایه می‌شود و شهروندان می‌توانند آمار مکان‌هایی را که می‌توانند خودرو خود را در منطقه موردنظر پارک کنند، در صفحه تلفن‌همراه خود پیش از ورود به آن منطقه موردنظر ببینند و نسبت به آن تصمیم‌گیری کنند.

کاری کردیم اعتماد کنند

وی افزود: یکی از مراحل مهم اجرایی کردن این نرم‌افزار کاربردی، همکاری با شهرداری‌ها است، چرا که این بخش از شهر در اختیار شهرداری است و باید همکاری بین‌سازمانی مطلوبی انجام بگیرد، همچنین از ۲ سال گذشته با تحولی که در سیستم سخت‌افزاری به‌وجود آمد، در تلاش بودیم سرعت قرارگیری اطلاعات برای کاربران بیشتر شود. بر همین مبنا، جمع‌آوری آمار و اطلاعات توسط گشت‌های حضوری انجام می‌شود 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 به‌محض دیدن یک جای خالی برای پارک خودروی خود، به محل موردنظر می‌رسد، احتمال پارک از سوی دیگر خودروها به‌ویژه در مناطق پررفت‌وآمد وجود دارد و این کارآیی سامانه را خنثی می‌کند. تصمیم‌گیری برعهده سرنشینان است و در مواردی که احتمال پارک از سوی دیگر شهروندان وجود داشته باشد، به‌طورقطع، عقل سلیم حکم می‌کند که به‌دنبال مکان دیگری باشند. وی ادامه داد: این اپلیکیشن توسط برنامه پایتون برنامه‌نویسی شده است. ناگفته نماند به‌صورت سخت‌افزاری، سنسورهایی هم در خیابان جاگذاری کردیم، اما به‌دلیل اینکه امنیت سنسورها حفاظت‌شده نبود، ترجیح دادیم به‌صورت میدانی به جمع‌آوری اطلاعات بپردازیم.

مکان‌یابی سانتیمتری با سیگنال‌های ماهواره‌ای

نزدیک به 3 دهه می‌شود که مکان‌یابی جغرافیایی در فعالیت‌های عمرانی و مکانی و رهیافت به‌سمت شهر هوشمند، نقش مهمی ایفا کرده است. با توسعه علم رشته‌ای به‌نام نقشه‌برداری در فضای دانشگاهی جای خود را پیدا کرد و توسعه یافت. در این میان، یک شرکت دانش‌بنیان، با استفاده از داده‌های ماهواره‌های فضایی موفق به ساخت گیرنده‌هایی شده است که فرآیند مکان‌یابی را با دقت سانتیمتری انجام می‌دهد، در حقیقت یافتن مکان با دقت سانتیمتری همواره یکی از مشکلات مهندسان نقشه‌بردار در فعالیت‌های عمرانی خود بوده است.

میثم غنی‌زاده، مدیرعامل این شرکت دانش‌بنیان در گفت‌وگو با صمت گفت: از آنجایی ‌که مکان‌یابی دقیق با دقت سانتیمتری یکی از معضلات اصلی فعالیت‌های عمرانی و ساختمانی بوده است، ما توانستیم با طراحی گیرنده‌هایی که از اطلاعات ماهواره‌ای استفاده می‌کنند، موقعیت دقیق با دقت سانتیمتری را برای کاربران فراهم کنیم.

وی افزود: گیرنده‌های نقشه‌برداری ماهواره‌ای GNSS با دریافت سیگنال ماهواره‌ای، موقعیت‌یابی را با دقت بالا انجام می‌دهند. دقت در محدوده سانتیمتری بوده که در فعالیت‌های نقشه‌برداری موجب سهولت، افزایش دقت و کاهش هزینه برای کاربران شده است. متقاضیان این گیرنده مهندسان نقشه‌بردار و فعالان حوزه موقعیت‌یابی هستند که برای تهیه و پیاده‌سازی نقشه، مساحی زمین و املاک مسکونی و کشاورزی مورداستفاده قرار می‌گیرند.

وی افزود: کاربرد این گیرنده‌ها در زمینه نقشه‌برداری و به‌طورکلی فعالیت‌های مکان‌محوری است که در کشور انجام می‌شود.

غنی‌زاده گفت: باتوجه به ماهیت سیستم‌های اطلاعات مکان‌محور، داشتن موقعیت دقیق برای کاربری‌های گوناگون امر ضروری است. این گیرنده‌های ماهواره‌ای در فعالیت‌های مربوط به املاک زمین‌های کشاورزی، شهری و روستایی و همچنین در تعیین ابعاد مساحی که مربوط به سازمان‌های مکان‌محور است، کاربرد دارد. برای مثال، شرکت گاز، شرکت‌های آب و فاضلاب، شرکت‌های برق و مجموعه‌هایی که فعالیت‌شان توسعه و نگهداری تاسیسات زیرساختی است، برای داشتن اطلاعات دقیق از تاسیسات‌شان و مدیریت آنها از چنین گیرنده‌ها و سامانه‌هایی استفاده می‌کنند.

وی ادامه داد: در هر فعالیتی نظیر موقعیت، ابعاد، اندازه و مختصات نقش این گیرنده‌ها پررنگ می‌شود. تا پیش ‌از این با استفاده از دوربین‌های نقشه‌برداری و تلفیق آنها با ابزارهایی نظیر متر و سیستم‌های نرم‌افزاری، مکان‌یابی جغرافیایی فراهم می‌شد؛ اما در حال‌ حاضر با ورود سیستم‌های GNSS که در واقع سیستم‌هایی برگرفته از اطلاعات ماهواره‌های کشورهای مختلف است، امکان دستیابی در مقیاس سانتیمتری فراهم ‌شده که در واقع این گیرنده‌ها با دقت سانتیمتری می‌توانند صرف مدت‌زمان بسیار کم، این میزان از دقت را برای کاربران تهیه کنند.

غنی‌زاده گفت: عمده تجهیزات موردنیاز کشور، مکان‌یابی دقیق برای فعالیت‌های عمرانی و ساختمانی است که تا پیش از آن مجبور بودیم هزینه‌ای زیادی را برای استفاده از سیستم‌های خارجی بپردازیم.

وی تاکید کرد: از این گیرنده‌ها می‌توان در ناوبری‌ها و تعیین حرکت خطوط کشتی، هدایت پهپادها یا نقشه‌برداری با پهپاد، استفاده بسیار مطلوبی کرد. گفتنی است، در حوزه مدیریت سوانح هم کاربرد موثری دارد؛ در حقیقت این سامانه قدرت یافتن نقطه‌های حادثه‌خیز با سرعت بالا را فراهم می‌کند.

وی بااشاره به طراحی سخت‌افزار این گیرنده که آیا در بستر تلفن‌های هوشمند هم کاربرد دارد یا خیر؟ گفت: در حال ‌حاضر این گیرنده روی تلفن‌های هوشمند کاربرد ندارد و سخت‌افزار ویژه‌ای برای آن طراحی ‌شده است که طراحی بدنه، مدارالکترونیکی و نرم‌افزاری ویژه خود را دارد، اما از تلفن‌های هوشمند می‌توان به‌عنوان ابزار نمایشگر آن استفاده کرد.

سخن پایانی

زمانی از نفت به‌عنوان طلای سیاه و از زباله به‌عنوان طلای کثیف یاد می‌کردند. شاید بیراه نباشد که در دنیای هوش‌مصنوعی و اینترنت‌اشیا از داده به‌عنوان طلای نامرئی یادکرد، در حقیقت در دوران IoT و شهرهای هوشمند، داده‌ها طلای جدید است. برای اینکه شهرهای هوشمند رشد کنند، ما باید مدل‌های تجاری پایدار را ایجاد کنیم که موفقیت همه بازیگران اکوسیستم را تسهیل می‌کند. نرم‌افزار باید به‌گونه‌ای طراحی‌شده باشد تا همه اعضای اکوسیستم از جمله تولیدکنندگان، توسعه‌دهندگان، سازندگان، دولت‌ها و ...، از آن بهره‌مند شوند. شهرهای هوشمند تنها زمانی می‌توانند به‌درستی کار کنند که به آنها اعتماد کنیم. همه شرکای این اکوسیستم ـ دولت‌ها، شرکت‌ها، ارائه‌دهندگان نرم‌افزار، تولیدکنندگان دستگاه‌ها، انرژی و خدمات شبکه ـ باید نقش خود را ایفا و راهکارهایی را با اهداف اصلی امنیتی ادغام کنند. همان‌طور 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 می‌یابد. با استفاده از ارتباطات فراگیر، داده‌های باز، امنیت و راهکارهای کسب درآمد نرم‌افزاری، ما می‌توانیم نیازهای شهر هوشمند را برای تجربه‌ای بسیار بهبودیافته برای همه شرکا در اکوسیستم تطبیق دهیم.