دو مفهوم اینترنت اشیا و شهر هوشمند با یکدیگر در هم تنیده شده اند و در واقع شهر هوشمند حاصل پیاده سازی و اجرای راهکارهای مبتنی بر اینترنت اشیاء در شهر هوشمند است. اینترنت اشیا و شهر هوشمند منجر به ارتقاء سطح کیفیت زندگی شهروندان و بهبود رضایت آنها، افزایش کارایی بودجه شهری و ایجاد جذابیت برای سرمایه گذاران می شود. به طور کلی اینترنت اشیا و شهر هوشمند در 3 بخش اصلی با یکدیگر عجین شده اند و اینترنت اشیاء کاربردهای مختلفی در شهر هوشمند و حوزه های مختلف آن دارد.
حیطه های اصلی کاربرد اینترنت اشیاء در مناطق شهری 3 حوزه خدمات عمومی، حمل و نقل و خدمات اجتماعی است. مدل های پیاده سازی مختلفی برای این فناوری ها در جهان وجود دارد. به طور مثال در روسیه هر ساله چندین پروژه هوشمندسازی شهری به طور موفقیت آمیزی پیاده سازی می شوند. تعدادی از این پروژه ها نیز با شکست مواجه می شوند که اغلب به دلیل ارزیابی نامناسب از منابع مورد نیاز و مزایا در طی پیاده سازی، ساختار پیچیده بازار تامین کنندگان فناوری و پیاده سازی ناکارآمد ناشی می شود.
اجرای راهکارهای اینترنت اشیا در شهرهای هوشمند، مستلزم راهکارهای پیچیده ای است که شامل ورودی از چندین ذینفع شامل تولید کنندگان دستگاه های جمع آوری داده، اپراتورهای مخابراتی و یکپارچه سازی سیستم است و برای دستیابی به تاثیرات مورد نظر، یک رویکرد استراتژیک در طراحی و پیاده سازی تمامی اجزای یک شهر هوشمند نیاز است.
همانطور که بیان شد کاربردهای اینترنت اشیا در شهر هوشمند می تواند در سه دسته کلی قرار گیرد که هر یک از راهکارهای اینترنت اشیاء برای شهر هوشمند در یکی از این دسته ها قرار می گیرد.
اینترنت اشیا و شهر هوشمند در حوزه خدمات عمومی
- روشنایی هوشمند:
در روشنایی هوشمند، کنترل اتوماتیک روشنایی و کم و زیاد شدن نور چراغ ها به صورت اتوماتیک بر اساس وضعیت آب و هوا و وجود افراد در خیابان می تواند صورت گیرد. این سیستم بر پایه داده های حاصل از سنسورهای روشنایی و سنسورهای حرکتی کار می کند. در نتیجه‌ی استفاده از سیستم روشنایی هوشمند، هزینه روشنایی خیابان ها 30% و هزینه تعمیر و نگهداری سیستم روشنایی نیز 20% کاهش می یابد.
- کنتور هوشمند:
با تلفیق اینترنت اشیا و شهر هوشمند و استفاده از کنتور هوشمند، خوانش اتوماتیک کنتور و ارسال داده های میزان مصرف گاز و برق به مصرف کننده و تامین کننده جهت پایش و نظارت بر مصرف و صورت حساب در نزدیک ترین زمان به زمان واقعی امکانپذیر است. با نصب کنتور هوشمند، میزان مصرف انرژی مشترکین خانگی 20% کاهش می یابد و همچنین نرخ پرداخت قبوض افزایش می یابد.
- جمع آوری پسماند:
با استفاده از راهکارهای اینترنت اشیا و شهر هوشمند در جمع آوری پسماند، نظارت بر میزان پر بودن سطل های زباله و بهینه سازی برنامه و مسیرهای جمع آوری زباله ممکن می شود. در این سیستم ماشین های جمع آوری زباله، سطل های زباله پر را تخلیه می کنند، از تخلیه سطل ها نیمه پر و خالی و هم چنین بیش از حد پر شدن سطل های زباله جلوگیری می شود. این راهکارها موجب می شوند هزینه جمع آوری پسماند 20% کاهش یابد.
- پایش زیرساخت آب و برق:
راهکارهای پایش زیرساخت مبتنی بر اینترنتن اشیا، نظارت بر لوله های تامین آب و شاخص های شبکه گرمایش ( دما، فشار و لرزش) امکانپذیر ساخته و موجب شناسایی واگرایی ها، جلوگیری از گرمایش بیش از حد، پاسخ سریع به حوادث غیرمترقبه و تعمیر و نگهداری پیش بینانه می شود. تنها با جلوگیری از گرمایش بیش از حد، 20% از هزینه های گرمایش کاسته می شود.
اینترنت اشیا و شهر هوشمند در حوزه حمل و نقل
- سیستم حمل و نقل هوشمند:
یکی از راهکارهای اینترنت اشیا و شهر هوشمند در حوزه حمل و نقل، سیستم حمل و نقل هوشمند است که در آن مدیریت ترافیک وسایل نقلیه بر اساس مدلسازی پویا از ترافیک انجام می شود. در این سیستم از داده های لحظه ای حاصل از سنسورها و دوربین ها برای جلوگیری از ایجاد ترافیک استفاده می شود. با سیستم حمل و نقل هوشمند ظرفیت ترافیکی خیابان ها 30% افزایش می یابد.
- پارکینگ هوشمند
امکان نظارت بر فضاهای پارک موجود، اطلاع رسانی به رانندگان در مورد فضای پارک خالی، تشخیص تخلف در پارکینگ و پرداخت آنلاین در پارکینگ در سیستم پارکینگ هوشمند وجود دارد. پارکینگ هوشمند موجب می شود 10% به ظرفیت ترافیکی خیابان ها افزوده شود.
- حمل و نقل عمومی متصل:
در سیستم حمل و نقل عمومی متصل یکی دیگر از راهکارهای اینترنت اشیا و شهر هوشمند است که موجب تناسب حمل و نقل عمومی با تعداد مسافران، ردیابی وسایل نقلیه در مسیرها و دسترسی به اینترنت می شود. اطلاع رسانی به مسافران در مورد زمان رسیدن وسایل نقلیه عمومی با استفاده از اپلیکیشن های تلفن همراه و تابلوهای الکترونیکی اطلاع رسانی موجود در ایستگاه های حمل و نقل عمومی نیز در این سیستم امکانپذیر است. در این سیستم زمان انتظار مسافران 30% کاهش می یابد.
- دوربین های نظارتی ثبت تخلفات ترافیکی
اینترنت اشیا و شهر هوشمند در ثبت تخلفات رانندگی نیز کاربرد دارد. این سیستم به گونه ای است که تخلفات توسط دوربین شناسایی شده و به صورت اتوماتیک جریمه می شود. با استفاده از این دوربین ها میزان تخلفات ترافیکی 20 % کاهش می یابد.
اینترنت اشیا و شهر هوشمند در حوزه خدمات اجتماعی
- حمایت از خدمات اورژانسی
تخصیص اتوماتیک تیم های اورژانس به تماس های اورژانس با توجه به موقعیت مکانی آنها و مشاوره از راه دور یکی دیگر از کاربردهای اینترنت اشیا و شهر هوشمند است. این راهکارها موجب بهبود 10-15 درصدی زمان پاسخگویی می شود.
- نظارت بر امنیت عمومی
نظارت بر خیابان ها از طریق دوربین های نظارتی و تکنولوژی های تشخیص چهره نیز با اینترنت اشیا و شهر هوشمند ممکن می شود و 10% از تعداد جرایم خیابانی کاسته می شود.
- پزشکی از راه دور
در پزشکی از راه دور، ملاقات با پزشک به صورت آنلاین، انتقال اطلاعات پزشکی بیماران به صورت آنلاین و مشاوره از راه دور امکانپذیر است و موجب کاهش زمان انتظار بیماران در مراکز پزشکی می شود.
- مدرسه هوشمند
کتاب های الکترونیکی پایه های مختلف، پرداخت آنلاین هزینه غذا، نظارت بر حضور دانش آموزان در مدرسه از طریق اطلاعات حاصل از نشان های الکترونیکی دانش آموزان و همچنین دوره های آنلاین از طریق راهکارهای مبتنی بر اینترنت اشیا< و شهر هوشمند انجام می شود و سطح رضایت از خدمات آموزشی افزایش می یابد.
رویکرد پیاده سازی اینترنت اشیا در شهر هوشمند
هیچ نقطه طلایی برای اجرای اینترنت اشیا در شهر هوشمند وجود ندارد زیرا طیف وسیعی از راهکارهای فناوری و مقیاس اجرای راهکارهای اینترنت اشیا باید با نیازهای خاص یک شهر ارتباط داشته باشد. شهرها را می توان براساس جمعیت ساکنان آنها به 3 نوع تقسیم کرد که هر یک از آنها نیازمند یک رویکرد کاملاً متناسب در پیاده سازی مدل های شهر هوشمند هستند.
- اینترنت اشیا و شهر هوشمند در شهرهای بزرگ با بیش از 1 میلیون جمعیت
چالش های شهرهای بزرگ از بزرگ بودن آنها ناشی می شود. چالش هایی از جمله موانع رو به رشد در سیستم حمل و نقل و پیچیدگی های مربوط به مدیریت زیرساخت شهری از چالش های اصلی شهرهای بزرگ هستند. در این نوع شهرها، تمرکز بر روی استفاده از راهکارهای مبتنی بر اینترنت اشیا و شهر هوشمند جهت دستیابی به کنترل حمل و نقل بهتر، صرفه جویی در مصرف انرژی و کارآمدی در امنیت عمومی است. در شهرهای بزرگ، حتی کوچکترین صرفه جویی ها نیز تاثیر قابل توجهی در شرایط دارد.
- اینترنت اشیا و شهر هوشمند در شهرهای متوسط با حدود 500 هزار نفر جمعیت
راهکارهای اینترنت اشیا و شهر هوشمند در شهرهای متوسط بر کارآمدی زیرساخت های آب و برق (با نرخ بالایی از گسستگی و شکستگی)، دستیابی به کارایی سیستم های روشنایی و مدیریت پسماند متمرکز است.
- اینترنت اشیا و شهر هوشمند در شهرهای کوچک با جمعیت حدود 100 هزار نفر
شهرهای کوچک اغلب نیازمند راهکارهایی در زمینه خدمات اجتماعی هستند. این راهکارها با هدف ارتقاء کیفیت زندگی و فراهم آوردن دسترسی به خدمات سلامت و آموزش همانند شهرهای بزرگ است.
