شهر های سیلویی؛ شهر های هوشمند

همسویی بین خدمات ارایه‌شده، هماهنگی بین ارایه‌دهندگان خدمات شهری و ارتباطات مناسب بین زیرساخت‌های شهری از عوامل بسیار مهم افزایش کارایی و اثربخشی عملکرد شهر است. فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) عامل کارا و اثربخش ایجاد یکپارچگی و هماهنگی بین اجزای ارائه‌دهندۀ این خدمات است.

قبل از تعریف و مقایسه شهرهای سیلویی با شهرهای هوشمند لازم است ساختار و عملکرد شهرها مورد بررسی قرار گیرند.

ساختار و عملکرد شهرها

از نظر عملیاتی شهر را می‌توان مکانی در نظر گرفت که روزانه یا گاه به گاه، خدمات بسیار زیاد و متنوعی در آن به شهروندان ارایه می‌شود. در واقع تفاوت در تعداد، سطح و کیفیت خدمات ارایه‌ شده ‌در شهر را می‌توان عامل تمایز شهرها از روستاها دانست.

سه رکن اصلی خدمات شهری عبارتند از تعداد و تنوع، زیرساخت‌ها و ارائه دهندگان خدمات شهری که در ادامه به برخی از مهمترین آنها اشاره شده است.

الف. خدمات شهری متنوع مانند:

-خدمات آب، برق و روشنایی، گاز، تلفن و دیگر خدمات عمومی.

-خدمات آموزش، بهداشت و درمان و نظافت، رفاه اجتماعی،  دیگر خدمات اجتماعی.

-خدمات ارتباطی مانند رسانه‌ها، اینترنت، شبکه‌های اجتماعی.

-خدمات بازتوانی و تفریحی از طریق تسهیلات ورزشی، فضای سبز و پارک‌ها، اماکن مذهبی، سینماها، زیباسازی شهری.

-خدمات مدیریت پساب و پسماند و بازیافت آن‌ها.

– خدمات حفاظت از محیط زیست.

– خدمات تأمین ایمنی و امنیت اجتماعی مانند آتش‌نشانی و اورژانس، پلیس، دستگاه قضایی، امداد و نجات، مدیریت بحران.

– خدمات مالی، کسب و کار و تجارت (خدمات بانک‌ها، بیمه‌ها، مالیات و دارایی، تبدیل ارز، کاریابی و اشتغال، گمرگ، …)

– حمل‌ و نقل و ترافیک شهری (عمومی و خصوصی، اعم از جاده‌ای و ریلی، هوایی، دریایی و…)

– اعطای مجوزهای شهری و نظارت بر آن‌ها (پروانۀ ساخت‌ و سازها، پروانه کار، بهداشت، نظارت بر قیمت‌ها و…)

-خدمات تأمین مایحتاج روزمرۀ زندگی و لوازم زندگی مانند توزیع و فروش میوه و تره‌بار، اغذیه، پوشاک، خودرو، لوازم خانگی و…

ب. زیرساخت‌های خدمات شهری عبارتند از:

– شبکه‌ها و مراکز تولید، انتقال و توزیع آب، برق و گاز و شبکه‌های تلفن و…

– کودکستان‌ها، مدارس، دانشگاه‌ها و دیگر مراکز آموزشی، درمانگاه‌ها، بیمارستان‌ها، مطب‌های پزشکان، داروخانه‌ها، مراکز بهزیستی (خانۀ سالمندان، مراکز نگهداری کودکان بی‌سرپرست و مراکز بازپروری آسیب‌های اجتماعی) و…

– مراکز صدا و سیما، مراکز داده، شبکه‌های پردازش و انتقال و توزیع داده‌ها در سطح شهر و…

– مراکز بازتوانی مانند استخرها، ورزشگاه‌ها و دیگر اماکن ورزشی، پارک‌ها و فضای سبز، اماکن مذهبی مانند مساجد، امامزاده‌ها، کتابخانه‌ها، اماکن فرهنگی، هنری مانند سینماها و تئاتر، سالن‌های نمایش و…

– شبکه‌های جمع‌آوری و مدیریت پساب و پسماند و بازیافت آن‌ها، مانند سیستم‌های فاضلاب، تصفیه‌خانه‌ها، مراکز انباشت، تفکیک، تبدیل و دفن پسماندهای خشک و تر و خطرناک، سیستم‌های اندازه‌گیری و کنترل پارامترهای محیط زیست و…

– ایستگاه‌ها و تجهیزات آتش‌نشانی و اورژانس، دادگاه‌ها، زندان‌ها و ندامتگاه‌ها، سیستم‌های امنیتی و حفاظتی، مراکز و تجهیزات هلال احمر، مراکز و تجهیزات مدیریت بحران، مراکز نظامی و…

– بانک‌ها و دیگر موسسات مالی، مراکز کاریابی و آموزش و اشتغال، مراکز بیمه و دارایی، مراکز گمرگ‌های شهری و…؛

– زیرساخت‌های حمل‌ و نقل و ترافیک شهری مانند معابر اصلی و فرعی، پیاده‌روها زیرگذرها و روگذرها، میادین، مسیرهای ریلی، مترو، پل‌ها، بندرگاه‌ها، فرودگاه‌ها، پایانه‌های مسافربری و باربری، تجهیزات مدیریت و هدایت ترافیک شهری، مرکز کنترل ترافیک، روشنایی معابر، خودروهای عمومی و خصوصی، قطار و هواپیما.

– دیگر ساختمان‌ها و فضاهای عمومی و خصوصی(مانند ساختمان‌های اداری، دولتی و عمومی، شرکت‌ها و مراکز خرید و فروش و مغازها، انبارها، میادین)، مراکز ارایۀ خدمات، کارخانه‌ها و کارگاه‌های سطح شهر، پارک‌ها و فضای سبز، باغ‌ها و زمین‌های کشاورزی، نهرها و رودهای سطح شهر، دریاچه‌های طبیعی، ایستگاه‌های توزیع سوخت و انرژی، گورستان‌ها و…

ج. ارایه‌دهندگان خدمات شهری

ارائه‌دهندگان خدمات شهری را می‌توان به دو بخش عمدۀ زیر تقسیم‌بندی کرد:

۱. بخش دولتی و عمومی غیر دولتی

۲. بخش خصوصی

منظور از ارائه‌دهندگان خدمات شهری علاوه ‌بر اطلاق به افراد حقیقی و حقوقی، شامل حیطۀ اختیارات و مسئولیت‌ها طبق مقررات و قوانین موجود، تخصص‌ها و توانمندی‌های آن‌ها  نیز می‌باشد.

دستگاه‌های اجرایی مانند شهرداری‌ها، استانداری‌ها و فرمانداری‌ها، نیروی انتظامی، ادارات و شرکت‌های آب و فاضلاب، توزیع نیروی برق و برق منطقه‌ای، شرکت گاز، پست و مخابرات، بهداشت و درمان، آموزش و پرورش، آموزش عالی و درمانگاه‌ها، صنعت و تجارت، اقتصاد و دارایی، تأمین اجتماعی، حفاظت محیط زیست، بنادر و دریانوردی، گردشگری، ثبت احوال و املاک از جمله دستگاه‌های بخش عمومی دولتی و یا غیر دولتی هستند.

شرکت‌های خصوصی، مؤسسات و افراد، پیمانکاران بخش خصوصی، مغازه‌داران، بازاریان و کسبه از جمله واحدها و دستگاه‌های بخش خصوصی در شهرها محسوب می‌شوند.

شهرهای سیلویی و شهرهای هوشمند

در ساختار فعلی بسیاری از شهرهای موجود در جهان که هوشمند نبوده یا در مراحل اولیۀ هوشمندسازی هستند، ارایه خدمت نهایی به‌صورت یکپارچه نیست؛ بلکه هر ارائه‌دهندۀ خدمت با کمک زیرساخت‌های در اختیار و توانمندی‌ها و اختیارات خود که به آن «سیستم شهری» گفته می‌شود، به ارایه بخشی از خدمت اقدام می‌کند.

خدمت نهایی از نتیجه مجموع خدمات سیستم‌های مجزای شهری به‌دست می‌آید، این‌گونه شهرها را «شهرهای سیلویی» (Siloed Cities) می‌گویند.

با هوشمندسازی شهر، سیستم‌های مجزا (سیلویی) یکپارچه می‌شوند. درواقع هوشمندسازی شهر مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات شهر را تبدیل به سیستمی از سیستم‌ها می‌کند و این تعریف ساده و عملیاتی از شهر هوشمند است.

در شهرهای هوشمند نه‌تنها سیستم‌های شهری؛ بلکه اجزای درون سیستم‌ها نیز با هم هماهنگ و یکپارچه می‌شوند. این هماهنگی علاوه‌بر این‌که در سطح ارائه‌دهندگان خدمات و فرآیندهای ارایه خدمات صورت می‌گیرد، از یک سو در سطح زیرساخت‌ها و تمام اجزای شهر و از سوی دیگر در سطح شهروندان و مسئولان شهری نیز ایجاد می‌شود.

هوشمندسازی عمودی و افقی سیستم‌های شهری

جهت هوشمندسازی شهر، هریک از سیستم‌های شهری باید در دو جهت افقی و عمودی هوشمند شوند. منظور از هوشمندسازی عمودی، هوشمندسازی در درون یک سیستم شهری است؛ از آنجاکه این هوشمندسازی معمولاً در حیطۀ کاری و اختیارات و مسئولیت‌های ارائه‌دهندگان خدمت است که با سهولت بیشتری انجام می‌شود. به‌عنوان مثال، سیستم‌های آموزشی، بهداشتی، انرژی، حمل‌ و نقل و ترافیک، پساب، پسماند هریک در درون خود به هوشمندسازی می‌پردازند. در این هوشمندسازی باید علاوه‌بر ارتباط بین اجزای زیرساخت‌ها به ارتباط بین سیستم و شهروندان نیز توجه کرد.

هوشمندسازی افقی، بین سیستم‌های شهری انجام می‌شود، هوشمندسازی افقی مستلزم همکاری و هماهنگی بین ارائه‌دهندگان خدمات شهری در سیستم‌های متفاوت است.

در این هوشمندسازی باید علاوه‌بر ارتباط بین اجزای تمام زیرساخت‌ها در سیستم‌های شهری به ارتباط بین سیستم و شهروندان و نیز ارتباط بین ارائه‌دهندگان خدمت توجه کرد.

با در نظر گرفتن هوشمندسازی افقی و عمودی، یک تعریف ساده و عملیاتی از شهر هوشمند به‌صورت زیر خواهد بود:

هوشمندسازی شهر مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات شهر را تبدیل به سیستمی متشکل از سیستم‌های افقی هوشمند می‌کند که هر سیستم افقی خود متشکل از سیستم‌های عمودی هوشمند است.

در اینجا شاید سؤال پیش آید منظور از سیستم هوشمند چیست؟ مثال بدن انسان را درنظر بگیرید، در بدن اطلاعات از محیط بیرون و درون بدن به کمک حواس پنج‌گانه و دیگر حسگرهای بدن دریافت وجمع آوری می‌شود و سپس توسط سیستم عصبی به مغز ارسال می‌شود.

در مغز این اطلاعات پردازش و تجزیه و تحلیل شده و براساس آن تصمیماتی اخذ می‌شود. سیستم عصبی تصمیمات اخذشده ‌را به اعضای بدن جهت اجرا ارسال می کند. این عملیات به صورت مستمر و تکراری انجام می‌شود. نمونه ذکر شده مثال بارزی از سیستم هوشمند است.

سیستم‌های هوشمند کنترل ترافیک مثال دیگری از سیستم‌های هوشمند هستند. تغییرات لحظه‌ای ترافیک مسیرهای منتهی به تقاطع به کمک سنسورهای(حسگرهای) زیر سطح آسفالت (مانند سنسورهای فشاری، ‌ القایی، ‌ مغناطیسی و…) و یا سنسورهای بالای سطح آسفالت (مانند سنسورهای ویدیویی، ‌ اولتراسوند، ‌نوری و…) به دستگاه کنترل کننده ارسال می‌شود.

کنترل کننده محلی بر اساس اطلاعات دریافت شده و بر اساس آلگوریتم‌های زمان بندی چراغ‌های راهنمایی، ‌زمان فازها و دیگر پارامترهای زمان‌بندی را تعیین و در سیکل بعدی به کار می برد.

در این حالت کنترل کننده‌های محلی به صورت هوشمند و منفرد(Isolated) زمان‌بندی چراغ‌های راهنمایی اجرا می‌کنند.

در نوع پیشرفته‌تر کنترل هوشمند ترافیک تمام اطلاعات ترافیکی تقاطع و دیگر اطلاعات مرتبط با زمانبندی چراغ‌های راهنمایی به مرکز کنترل ارسال می‌شود.

در مرکز کنترل ترافیک نرم افزارهای برخط بسیار قدرتمند مانند سیستم Scats و یا Scoot اطلاعات تمام تقاطع‌های یک ناحیه(region) که بر روی هم تاثیر می‌گذارند را با هم پردازش می‌کنند و اطلاعات زمانبندی مناسب را جهت اجرا به تمام کنترل کننده محلی واقع در آن ناحیه ارسال می کنند. در این حالت زمانبندی چراغهای راهنمایی به صورت هوشمند و متمرکز (Centralized) انجام می شود.

در شهر هوشمند، اتصال بین اجزای فیزیکی شهر و سیستم‌ها با یکدیگر و ارتباط مردم با مردم و هر گونه ترکیب ممکن دیگر (بین اشیا و مردم، …) ایجاد می‌شود. اصطلاحات و عباراتی مانند اینترنت همه چیز (Internet of Everything-IoE)، اینترنت اشیا (Internet of Things-IoT)، ‌ اینترنت انسان‌ها (Internet of Human)، ‌ ارتباط ماشین با ماشین (Machine to Machine-M۲M) در بیان ارتباط سیستم‌های شهری و اجزای آن با یکدیگر به کار می رود.

مزایای شهرهای هوشمند در مقایسه با شهرهای سیلویی

۱. با یکپارچه‌سازی سیستم‌های شهری امکان استفاده از سرمایه‌گذاری‌های مشترک در تأمین زیرساخت‌ها و منابع انسانی مورد نیاز فراهم می‌شود و از افزونگی‌های بی دلیل جلوگیری می‌شود.

به عنوان مثال استفاده مشترک از زیرساخت‌های ارتباطی مانند شبکه‌های مخابراتی (فیبرنوری و بی‌سیم و…) در سطح شهر برای تمام ارائه‌دهندگان و دریافت‌کنندگان خدمات ارتباطی میسر می‌شود. به همین طریق در تأمین برنامه‌های کاربردی، جمع‌آوری اطلاعاتی توصیفی و مکانمند(GIS)، پلاتفرم‌ها و… استفادۀ مشترک فراهم می‌شود.

امروزه تامین زیرساخت‌های سخت افزاری و نرم افزاری بسیار پرهزینه است و متأسفانه تکنولوژی‌های موجود اگرچه قادر به تأمین نیازهای رو به رشد شهرها بوده‌اند؛ ولی در مجموع هزینۀ زیرساخت‌ها نه‌تنها نسبت به درآمدهای شهر کاهش نداشته است؛ بلکه افزایش درخور توجهی نیز داشته است.

۲. در ارایه خدمات نهایی تمام سیستم‌های شهری با هم هماهنگ بوده و تناسب در تمام فعالیت‌های زنجیرۀ ارزش صورت می‌گیرد و تمام فعالیت‌ها تقویت‌کننده یکدیگر هستند، مثلاً خدمات حفاری در معابر شهر با خدمات ترمیم و زیباسازی هماهنگ و این مسئله موجب افزایش کارایی و عملکرد شهر می‌شود.

۳. هر خدمت را که یک سیستم شهری ارائه می‌دهد، مستلزم همکاری و هماهنگی برخی از دیگر سیستم‌های شهری است؛ به‌عنوان مثال، یکی از نیازمندی‌های اساسی حفظ بهداشت و سلامتی شهروندان، آب آشامیدنی سالم و باکیفیت است.

برای‌اینکه آب سالم و باکیفیت از طریق شبکه انتقال و توزیع آب شهری به محل استفاده شهروندان برسد، نیازمند سیستم پمپاژ آب در این شبکه است. انرژی لازم برای پمپاژ آب از شبکۀ توزیع برق یا دیگر سیستم‌های تأمین‌کنندۀ انرژی به‌دست می‌آید.

۴. شهرهای جذاب دارای یک یا چند ارزش پیشنهادی ویژه و اختصاصی هستند و در عین حال باید ارزش‌های پیشنهادی دیگر که برای زندگی شهروندان ضروری است در حد استاندارد یا در حد متوسط تأمین کنند. برای مثال، در توسعۀ پایدار، وقتی یک فعالیت اقتصادی در شهر توسط بخش عمومی یا خصوصی صورت می‌گیرد، باید به جنبه‌های حفاظت از محیط زیست و توسعۀ اجتماعی آن نیز توجه داشت؛ اما در عمل توجه به جنبه‌های دیگر فعالیت ها توسط دستگاه‌های دیگر به‌صورت نظارت انجام شده یا از آن غفلت می‌کنند.

توجه به جنبه‌های دیگر فعالیت‌ها در درون فرآیند و حین انجام فعالیت‌ها از کارایی و اثربخشی بیشتری برخوردار است، درحقیقت رعایت موازنه‌ها در شهرهای سیلویی بسیار مشکل یا غیر ممکن است.

۵. امکان ارایه خدمات از یک مکان (One -Stop -Shop) فراهم می‌شود، شهروندان تمایل دارند با مراجعه حضوری یا مراجعه برخط(On-Line)‌ به درگاهی، ارزش نهایی خود را کسب کنند. کسب ارزش نهایی از یک مکان موجب افزایش کیفیت خدمت و کاهش هزینه‌ها از منظر شهروندان می‌شود.

این توانایی از سیستم‌های سیلویی حاصل نمی‌شود، در شهر پایدار هوشمند توجه ارائه‌دهندگان خدمت به سمت خدمات مردم‌محور (People Centric Services) حرکت می‌کند.

۶. در شهر هوشمند مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) انگیزه و فرصت‌های بیشتری برای عرضه‌کنندگان خدمات فراهم می‌شود تا با همکاری یکدیگر خدمات با کارایی و اثربخشی بیشتری ارائه دهند.

در شهرها نیز مانند حوزۀ کسب و کار جریان ارزش و زنجیرۀ ارزش خود به بخش‌های تخصصی با مدیریت‌های مستقل یا نیمه مستقل و وابسته تقسیم می‌شوند.

حتی حوزه‌ها و تقسیم‌بندی جغرافیایی در بسیاری از شهرهای جهان یکسان نیستند. برای مثال، مناطق شهرداری، مناطق آموزش و پرورش، مناطق قضایی و انتظامی بر هم منطبق نیستند و هریک دارای مدیریت‌های جداگانه‌اند؛ در شهرهای هوشمند مبتنی بر فناوری اطلاعات و ارتباطات امکان تعامل بین بخش‌های مختلف شهری در سطح عملیاتی حاصل و خدمات یکپارچه عرضه می‌شوند.

منبع:ایمنا