مكّنت التكنولوجيا البشر من العمل بشكل أكثر ذكاءً وكفاءة، وذلك يسمح لهم بأن يكونوا أكثر إنتاجية. وتؤدي تقنيات مثل الذكاء الاصطناعي (AI) إلى تمكين البيئات الحضرية من العمل بكفاءة أكبر، واستخدام الموارد بشكل أكثر ذكاءً.
كذلك الحد من الجريمة والتلوث، وتحسين التنقل، وتخليص المدن من تراكم حركة المرور. وتعزيز سلامة المجتمع، وتشجيع الشمولية الاجتماعية. وجذب ودعم الأعمال التجارية، وتوفير المزيد من خدمات البنية التحتية. وإتاحة معلومات المدينة للمواطنين بنقرة زر واحدة، وتزويدهم بأسلوب حياة مستدام وصديق للبيئة.
وفي حين أن إنترنت الأشياء (IoT) كانت الكلمة الطنانة عندما انتشر مفهوم المدن الذكية يبدو أن blockchain هو مستقبل المجتمعات الذكية والمستدامة.
تقنيات جمع البيانات للمدن الذكية
لبناء مدن ذكية لا بد من جمع وتحليل البيانات الكبيرة والصغيرة من أجهزة إنترنت الأشياء والأشخاص وأصول البنية التحتية وأجهزة الاستشعار الذكية.
تتضمن بعض البيانات التي تم جمعها: مدخلات من أجهزة استشعار حركة المرور ووقوف السيارات وتنقل الركاب. تقارير الطقس والبيانات البيئية، إحصاءات السكان ومعلومات التعداد، البيانات التاريخية من الدراسات الفنية، إحصاءات الجريمة، التقارير التحليلية التنبؤية. وبيانات المكتبة، بيانات استهلاك الطاقة المنزلية ومعلومات الوسائط الاجتماعية والبيانات الصغيرة من الأجهزة التي تدعم إنترنت الأشياء مثل: الأجهزة القابلة للارتداء.
كما تتضمن عملية جمع البيانات مجموعة من الأساليب والتقنيات، بما في ذلك استخدام كتل Node-RED، وعمليات الاستخراج والتحويل والتحميل (ETL)، والنمذجة الدلالية، والذكاء الاصطناعي، والزحف على الويب، وتقنية blockchain.
العقدة الحمراء
Node-RED هي أداة تتيح للمطورين تصور ودمج التدفقات من الأجهزة وواجهات برمجة التطبيقات والخدمات عبر الإنترنت وإدارتها من خلال واجهة مستخدم رسومية (GUI).
في تطبيقات المدن الذكية تربط node-RED النقاط بين مكونات النظام، وتؤدي مجموعة من الوظائف، على سبيل المثال: المعلومات الجغرافية المكانية، وجمع البيانات التاريخية، وإنشاء لوحات معلومات مخصصة وتخزين البيانات.
باستخدام node-RED يمكن للمؤسسات مزج الميزات ومطابقتها. تدعم العقدة الحمراء الموزعة (DNR) استخدام حوسبة الضباب لنشر تطبيقات المدن الذكية على نطاق واسع عبر مجموعة متنوعة من الأجهزة؛ من كاميرات المرور إلى خوادم تخزين البيانات.
ETL
كذلك تجمع ETL البيانات من مصادر متعددة في مخزن بيانات واحد يتم وضعه في مستودع بيانات أو نظام قاعدة بيانات. إنها تمكّن أقسام تكنولوجيا المعلومات من الحصول على نظرة شاملة للبيانات عبر المؤسسة. ما يدعم عملية صنع القرار التي يقوم بها أصحاب المصلحة المختلفون. من المطورين إلى المديرين.
كما تستخدم المؤسسات الكبيرة ETL لتحليل البيانات التاريخية، مثل: حركة المرور أو أنماط الشراء لإدارة الأصول بشكل أفضل، ومزامنة مشاركة البيانات مع الشركات والأقسام المختلفة، وأتمتة تكامل البيانات وإعداد التقارير. وتزويد سكان المدينة بإمكانية الوصول إلى خدمات تفاعلية.
النمذجة الدلالية
النمذجة الدلالية هي “طريقة لتنظيم البيانات التي تعكس المعنى الأساسي لعناصر البيانات والعلاقات فيما بينها. وهي تسهل تطوير برامج التطبيق. والحفاظ على اتساق البيانات عند تحديثها”.
كذلك تتيح النمذجة الدلالية مشاركة ودمج البيانات بين الأنظمة باستخدام لغة مشتركة.
الذكاء الاصطناعي
يغربل الذكاء الاصطناعي كميات كبيرة من البيانات الضخمة لتوليد بيانات الإدخال والتنبؤ بالأحداث لتقنيات المدن الذكية.
على سبيل المثال: تستخدم تطبيقات الذكاء الاصطناعي لتقييم حالة البنية التحتية للمدينة وتقديم اقتراحات حول برامج الصيانة، وتتبع سلوكيات السكان مثل عادات إعادة التدوير التي تأتي بحلول أكثر صداقة للبيئة.
زحف الويب
يبحث زحف الويب تلقائيًا في صفحات الويب عن كلمات رئيسية معينة وينشئ فهرسًا للمعلومات.
في تطبيقات المدن الذكية قد تجمع برامج زحف الويب معلومات من مصادر متنوعة مثل: مواقع التواصل الاجتماعي وتدفقات حركة المرور المباشرة.
بلوكشين
يتم تسخير تقنية Blockchain في المدن الذكية لتخزين البيانات وتبادلها بطريقة لامركزية دون الاعتماد على أطراف ثالثة. وما يجعله فريدًا هو أنه يدير الهويات الرقمية باستخدام التوقيعات الرقمية بناءً على تشفير المفتاح العام.. بدلًا من أنظمة كلمات المرور غير الآمنة.
يمكن أن تساعد تقنية Blockchain المؤسسات في إعادة تصميم طريقة تقديم الخدمات وتقليل الإدارة المركزية. بطبيعتها تضمن blockchain الشفافية والمساءلة عن المعاملات.
وهناك حالتان من حالات استخدام جمع بيانات المدن الذكية في العالم الحقيقي:
أولًا: في إدارة المياه بفيلادلفيا (PWD) ،عام 1997 قام بعض الأشخاص من ذوي الاحتياجات الخاصة بتركيب عدادات المياه التي ترسل تلقائيًا قراءات إلى المرفق، مع تحسن كبير في رضا العملاء ودقة البيانات وتوفير التكاليف.
بعد عشرين عامًا تم تثبيت بنية تحتية متقدمة للقياس (AMI) تزود العملاء بمعلومات في الوقت الفعلي حول حساباتهم، مثل الاستخدام المرتفع للمياه بشكل غير طبيعي، وتسمح للأشخاص ذوي الهمم بصيانة البنية التحتية بسهولة أكبر ، على سبيل المثال عن طريق المراقبة عن بعد للتسريبات.
ثانيًا: في بوسطن أطلقت المدينة تطبيقًا للهاتف المحمول يمكن للسكان استخدامه للإبلاغ عن الحفر بدلًا من الاتصال بالمجلس. وأطلق على التطبيق مسمى “التمدن التشاركي”.
في حين أن المدن الذكية القائمة على البيانات قيد التطوير فلكي تكون ناجحة ستحتاج إلى الجمع بين الجوانب الاجتماعية والبيئية والاقتصادية المتكاملة مع الرقمية والذكية والذكية والمتصلة بالشبكات والمرونة مع مفاهيم جمالية مبهجة يدعمها نظام حوكمة شامل. ومن المسلم به أن تحسين محو الأمية الرقمية والثقافة الرقمية للمجتمعات الحضرية يشكلان دورًا رئيسيًا في تحقيق هذه النماذج الجديدة لمدن المستقبل المستدامة.
استنتاج
وفقًا لـ Juniper Research.. فإن شنغهاي هي المدينة الذكية المصنفة رقم واحد لعام 2022.. حيث تقدم أكثر من 1000 خدمة مختلفة للمقيمين. لكن أوسلو وسنغافورة ونيويورك ولندن وبرشلونة وبكين وسيول وكوبنهاغن لا تتخلف عن الركب.
المدن الذكية هي صناعة بمليارات الدولارات؛ وعندما تقترن بأسبوع عمل مدته أربعة أيام حيث يذهب الناس للتسوق في يوم إجازتهم. فقد يشهدون نهاية ركود COVID-19.
أخيرًا.. لكن لا يمكن تحقيق ذلك بدون مشاركة المواطنين. حيث يكون لسكان المدينة رأي في كيفية استخدام البيانات لتلبية احتياجاتهم اليومية الحقيقية.