ابزارها و ادوات هوشمندسازی شهرها

حسگرها: چشم و گوش شهر
قلب هر شهر هوشمند، شبکه ای از حسگرهای کوچک و ارزان است که به طور مداوم داده جمع آوری می کنند. این حسگرها معمولا از طریق شبکه های کم مصرف مثل LoRaWAN (که برد چند کیلومتری دارد و باتری اش تا ۱۰ سال دوام می آورد) یا NB-IoT (که روی زیرساخت آنتن دهی اپراتورهای موبایل کار می کند) به مرکز داده ی شهر وصل می شوند. نمونه های رایج:
حسگرهای کیفیت هوا که ذرات معلق (PM2.5 و PM10) و گازهایی مثل دی اکسید نیتروژن را اندازه می گیرند.
حسگرهای ارتعاش سازه ای روی پل ها و ساختمان های قدیمی، برای هشدار زودهنگام درباره ی ترک خوردگی یا فرسودگی.
حسگرهای صوتی که می توانند صدای شلیک، تصادف یا حتی سروصدای غیرمجاز ساختمانی را تشخیص دهند.
حسگرهای سطح داخل سطل های زباله و مخازن آب که وقتی پر می شوند، خودشان اعلام می کنند.
روشنایی و انرژی هوشمند
چراغ های خیابانی امروز دیگر فقط روشن و خاموش نمی شوند؛ با تشخیص حرکت عابر یا خودرو، نور را تنظیم می کنند و در زمان خلوتی، مصرف را کم می کنند. اسلو با همین سیستم مصرف انرژی روشنایی معابرش را تا ۷۰ درصد کاهش داده. نکته ی جالب این جاست که همین تیرهای چراغ برق امروز به «پایه ی چندمنظوره» تبدیل شده اند و می توانند هم زمان دوربین، آنتن وای فای رایگان و حتی ایستگاه شارژ خودروی برقی هم روی خودشان داشته باشند.
در کنار آن، کنتورهای هوشمند برق و آب جایگزین کنتورهای قدیمی شده اند. این کنتورها مصرف را لحظه به لحظه ثبت می کنند، نشتی آب یا اتلاف برق را سریع تشخیص می دهند، و داده را مستقیم به شرکت خدمات رسان می فرستند. مجموع این کنتورها در کنار سیستم مدیریت توزیع برق، چیزی می سازد به نام شبکه ی برق هوشمند (Smart Grid) که در صورت بروز قطعی، بدون نیاز به گزارش مردمی، محل خرابی را خودش پیدا و ایزوله می کند.
حمل ونقل و ترافیک
ابزارهای این حوزه شاید ملموس ترین نمونه ی شهر هوشمند برای شهروندان عادی باشند:
چراغ های راهنمایی هوشمند که به جای زمان بندی ثابت، بر اساس حجم واقعی ترافیک (که از حسگرهای کف خیابان یا دوربین می گیرند) خودشان زمان سبز و قرمز را تنظیم می کنند.
دوربین های تشخیص پلاک (ANPR) برای مدیریت ورودی های شهری، اجرای طرح ترافیک و پیدا کردن خودروهای سرقتی.
تابلوهای متغیر الکترونیکی بالای بزرگراه ها که مسیر جایگزین یا هشدار ترافیک را نشان می دهند.
حسگرهای پارکینگ هوشمند، معمولا مغناطیسی، که زیر هر جای پارک نصب می شوند و از طریق اپلیکیشن به راننده می گویند کجا جای خالی هست؛ این کار جست وجوی بی هدف برای پارک را حذف می کند.
کارت ها و اپلیکیشن های حمل ونقل یکپارچه مثل کارت Nol در دبی که با یک کارت واحد، مترو، اتوبوس و تاکسی آبی قابل استفاده است.
زیرساخت اولیه ی خودروهای خودران، که به شبکه های ۵G با تاخیر بسیار پایین نیاز دارند تا بتوانند در کسری از ثانیه با هم و با زیرساخت شهر ارتباط بگیرند.
مدیریت پسماند
سطل های زباله ی هوشمند وقتی به حد مشخصی پر می شوند، خودشان سیگنال می فرستند تا خودروی جمع آوری فقط سراغ سطل های پر برود، نه اینکه طبق برنامه ی هفتگی ثابت حرکت کند. این کار هم در سوخت صرفه جویی می کند و هم رفت وآمد بی مورد کامیون ها در خیابان های شهر را کم می کند. برخی شهرها حتی سیستم های تفکیک زباله ی خودکار با بینایی ماشین نصب کرده اند که زباله را بر اساس نوع مصالح جدا می کنند.
آب و محیط زیست
حسگرهای تشخیص نشتی در خطوط لوله ی آب شهری که با شنیدن صدای مشخص نشتی زیر زمین، محل دقیق آن را مشخص می کنند بدون نیاز به حفاری آزمایشی.
ایستگاه های هشدار سیل که سطح رودخانه یا آب های سطحی را پایش می کنند و در صورت افزایش ناگهانی، هشدار زودهنگام می فرستند.
سیستم آبیاری هوشمند فضای سبز که با سنجش رطوبت خاک، فقط زمانی آب می پاشد که واقعا نیاز باشد.
ایمنی عمومی و نظارت
دوربین های مداربسته ی نسل جدید که می توانند رفتار غیرعادی یا ازدحام غیرمعمول را تشخیص دهند، سیستم های هشدار زلزله که چند ثانیه قبل از رسیدن موج اصلی لرزه هشدار می دهند، و اپلیکیشن های اضطراری که مستقیم به پلیس یا آتش نشانی وصل اند، همگی در این دسته جا می گیرند. البته این ابزارها همیشه با نگرانی هایی درباره ی حریم خصوصی شهروندان همراه بوده اند؛ موضوعی که حتی در سنگاپور هم محل بحث بوده است.
مغز شهر: اتاق فرماندهی
همه ی این ابزارها بدون یک مرکز کنترل معنا پیدا نمی کنند. اتاق فرماندهی شهری جایی است که داده ی همه ی این حسگرها و دوربین ها روی داشبوردهای زنده نمایش داده می شود و مدیران شهری بر اساس آن تصمیم می گیرند. برخی شهرها یک قدم جلوتر رفته اند و یک دوقلوی دیجیتال (Digital Twin) از کل شهر ساخته اند؛ یک مدل سه بعدی زنده که با داده ی واقعی به روز می شود و اجازه می دهد پیش از اجرای یک تصمیم (مثلا بستن یک خیابان یا ساخت یک پل جدید)، اثرش روی ترافیک و محیط زیست شبیه سازی شود. سنگاپور با پروژه ی «Virtual Singapore» یکی از پیشرفته ترین نمونه های این فناوری را دارد.
در نهایت، آنچه یک شهر هوشمند واقعی را می سازد، نه تعداد این ابزارها، بلکه هماهنگی آن ها با یکدیگر است؛ وقتی چراغ خیابان، حسگر پارکینگ، کنتور برق و دوربین ترافیک همه با یک زبان مشترک با هم حرف بزنند، شهر از مجموعه ای از قطعات پراکنده، به یک سیستم واحد و زنده تبدیل می شود.