مزایا و کاربردهای پیاده‌سازی شهر هوشمند

زمان تقریبی مطالعه: 8 دقیقه

این مقاله یکسری از خدمات امور شهری را نشان می‌دهد که بطور موثر و کافی از GIS استفاده نموده و فناوری‌های رایانش ابری را برای امور دولتی یک شهر هوشمند بهبود می‌بخشد. در آینده، سیستم مطابق با طراحی‌های فوق پیاده‌سازی خواهد شد.

مزایای پیاده‌سازی شهر هوشمند در کشورهای مختلف

– ایالت متحده آمریکا

بسیاری از کشورها و دولت ها در سطح جهان از برنامه‌ریزی خاصی برای توسعه شهری با استفاده از اینترنت و IT بهره می‌برند. ایالات متحده امریکا، زیرساخت های اطلاعاتی ملی و جهانی را ارائه دادند. دوبوک از ایوانا در غرب میانه و IBM بصورت پیوسته به دوباک متصل شده و شهر هوشمند را در امریکا احداث نمود. به همین ترتیب اینترنت اشیا و استراتژی تحقیقاتی را فرمول‌بندی نموده است.

– سوئد و ایرلند

ساختن یک شهر هوشمند در سوئد تا حد رضایت بخشی در سیستم‌های انتقالی کار کرده و حجم ترافیک و تراکم ترافیک را پایین آورده و منجر به کاهش مالیات‌های جاده‌ای شده است. در خرید پروژه‌های هوشمند در گالوی‌بای در ایرلند، این سیستم اطلاعاتی را از سنسورهای نصب شده روی صدها بخش بدست آوردند. همچنین بخشی از اطلاعات نیز ازخرابکاری ناشی از کشتیرانی و فروش‌های c2b و ارسال این جریانات بدست آمده است.

– ژاپن

ژاپن استراتژی‌های خاص خود را در سال ۲۰۱۵ بکار گرفت. فناوری اطلاعات دیجیتال در هر بخش ادغام شده و به تولید ، تمرکز روی بخشهای عمومی اصلی در دولت الکترونیک و خدمات اطلاعات بهداشتی و آموزش پرسنلی می‌پردازد. به این ترتیب طبق آمار منتشر شده در کاهش هزینه و افزایش بهره‌وری در این کشور تاثیر بسیاری داشته است.

– کره جنوبی

کره جنوبی با ایالات متحده امریکا و سیستم‌های مربوطه مشارکت کرد. در این سیستم چارچوب‌های ارتباطی عمومی یافت شده و مشتریان می‌توانند به آسانی این آموزش‌ها را دنبال نمایند. آموزشها مربوط به درمانهای پزشکی و نظارت مالیاتی نیز می‌شوند.

– سنگاپور

سنگاپور برنامه کشور هوشمند را در سال ۲۰۱۵ پیاده نمود که در ده سال اخیر انجام گردیده بود. این کشور از بخش تامین تعاملات در دو مسیر بین تامین و تقاضا در خدمات عمومی، IoT ها و دیگر فناوری‌های اطلاعاتی در فرایندهای هوشمند بهره‌مند شده است.

– چین

در چین، ساختار شهر هوشمند تحلیل شده و در سطح بالایی از طراحی مثل مشخص‌سازی استاندارد و راهکارهای مرتبط در شهر بکارگرفته شده است. سپس این کاربردها مبتنی بر نیازهای متفاوت صنعتی و مطالعات دیگر در شهرهای اصلی مثل بیژنیک، شانگهای و شنزن و ووهان انجام شده است.

نقش رایانش ابری در آینده شهر هوشمند

محاسبات ابری منجر به تبدیل به دولت الکترونیکی سنتی می شوند. دولت فدرال امریکا CIO یک گروه کاربردی از رایانش ابری را در نظر گرفته و محاسبات ابری CTO را در هماهنگی با صنعت رایانش ابری و خدمات دولت IT قرار می‌دهد. دولت انگلیس UK یک رایانش ابری را پیشنهاد نمود. در گذشته، این دولت مزایای زیادی را از خدمات ICT داشت. رایانش ابری بخشی از سیاست‌های ICT صنعتی در کشورهای متفاوت در آینده محسوب می‌شود.

افزایش فناوری در پیاده‌سازی شهر هوشمند

طرح شهر هوشمند از شرایط زیرساخت اطلاعاتی و منابع داده جغرافیایی، مبتنی بر GIS ,RS ,GPS ,FTM، واقعیت مجازی، مدلسازی سه بعدی، پایگاه داده فضایی بزرگ و دیگر فناوری‌های کلیدی بدست آمده است. در این شرایط می‌توان به منابع طبیعی شهری، اطلاعات جغرافیایی، اطلاعات اجتماعی و اقتصادی مرتبط دست یابیم. همچنین به تنظیم پایگاه داده، پایه مکانی چند رزولوشنی و چند مقیاسی با مقادیر بروزرسانی شده دسترسی پیدا کنیم. درنتیجه این امکانات میتوانیم یکسری اطلاعات مکانی و تسهیم خدمات سرویس‌های آنلاین را ارائه دهیم.

با این وجود یک GIS سه بعدی درون اسکوپ قرار گرفته و یک فضای شهری را ایجاد می‌کند. براساس ۳D GIS، سیستم تجاری در ارتباط با بخش کاربردی صنعتی قرار می‌گیرد. این سیستم برای توسعه اطلاعات حاصله از فضای شهری دیجیتال کار کرده و روی سیستم عملیاتی حرفه‌ای در منابع اطلاعاتی فضایی قرار می‌گیرد.

مبتنی بر این طرح، اطلاعات فضایی عملکرد بالا در رایانش ابری و تحلیل کاوی ها به معنای اجرای مطالعات اصلی و همچنین ساختارهای مهندسی است که مرتبط با شهر هوشمند و شهر دیجیتال می‌باشند. اطلاعات را می‌توان بصورت پشتیبانی فناوری اطلاعاتی برای امنیت شهری، محیطی، حمل و نقل، بهداشت و دیگر فضاهای زندگی در نظر گرفت که با توسعه فضای شهری جدید و اطلاعات صنعتی خدماتی همراه می‌باشند.

۱٫      فناوری‌های بکار رفته در طرح شهر ابری سه بعدی

بعنوان یک طرح مدیریت داده زمانی، شهری چند مقیاسی، جند مکانی، چند زمانی و چند مرجعی، یک صنعت متقابل و عملکرد متقابل و طرح متقابلی را پدید آورده است. این طرح اطلاعات تبادلی و تسهیم شده را در زمینه‌های چندگانه بدست می‌دهد. در کنار این شبکه‌ها، محافظت از آتش، مالیات و طرح‌های دیگر را میتوان در نظارت بر تسهیلات شهری، تنظیم ترافیک شهری و دیگر خدمات عمومی اجتماعی در نظر گرفت. این خدمات منجر به ارتقا مدیریت شهری و توابع خدماتی و کاهش هزینه های سازمان و افزایش بهره‌وری می‌شوند.

– تفاوت فناوری سیستم GIS جدید با گذشته

سیستم‌های شهری سه بعدی دیجیتالی قدیمی، مسائلی را درخصوص پراکندگی داده دارند. این سیستم‌ها در ادغام موثر داده و استفاده مجدد آن دشوار عمل کرده و منجر به آسیب‌ها و تلفات جدی به منابع می‌شوند. طرح جدید وابسته به اینترنت اشیا، رایانش ابری و دیگر فناوری‌های جدید مطرح شده و این طرح را بطور موثر با شهر دیجیتال سه بعدی ادغام نموده که مبتنی بر فناوری GIS سه بعدی می‌شود.

این طرح در این جا عملکرد تست قابل قبولی را به وجود آورده که در شهر هوشمند تحت تاثیر بوده و در شکل زیر نشان داده شده است.

– پیوستن اتوماسیون اداری فراگستر به شهر هوشمند

شرکت مهندسی پژوهشی فراگستر در راستای ارتقای خدمات، افزایش رضایت مشتریان و از آنجاییکه مشتریانی در سازمان‌های دولتی مانند بانک ملی ایران، بیمه ما، خانه کارگر و… دارد؛ خود را ملزم به استفاده از فناوری‌های نوین و پیوستن به شهر هوشمند میداند. تاکنون این شرکت موفق به بکارگیری از رایانش ابری و هوش مصنوعی در نرم‌افزار اتوماسیون اداری و فرایندهای فراگستر شده است.

استفاده از امکاناتی نظیر تبدیل گفتار به متن، سینک سرور (چندسازمانی)، نویزگیر تصاویر، بات تلگرام و نسخه موبایل (STAFF HUB) تنها بخشی از امکانات نرم‌افزار اتوماسیون اداری فراگستر می‌باشد. شما میتوانید در چند زمان و چند مکان از اتوماسیون اداری خود استفاده کرده و مکاتبات خود را به گردش دربیاورید.

۲٫      فجایع شهری و محافظت محیطی

این طرح‌های توسعه و تحقیقاتی ، روی تقاضای نظارت محیط شهری ، برنامه‌ریزی و فجایع طبیعی تمرکز دارد. مبتنی بر مشاهدات گسترده ، تحلیل و تعداد پدیده‌ها و فرایندهای جغرافیایی انتزاعی نشان داده شده و بصورت ریاضیاتی نظریه مقیاس را برای فرایندهای محاسبات آنالوگ عددی در نظر می‌گیرد.

– ادغام و ترکیب داده در منابع و محیط

تجهیزات دستیابی به داده‌های چند منبع در این منابع برای مدیریت محیط و هشدار فجایع مدنظر می‌باشد. به هرحال این اطلاعات توسط داده‌های مرتبط، تکمیلی و مقایسه‌ای در نظر گرفته می‌شوند. ادغام داده‌ها روش بسیار موثری برای جمع‌آوری داده چند منبعی است که در خصوص پردازش اطلاعات از منابع داده متفاوت در همان فضا و بعنوان داده‌های تکمیلی چند منبعی بدست می‌آیند. فناوری ادغام موثر داده را می‌توان با افزونگی داده کاهش داد و به قابلیت اطمینان دست یافت که اهمیت بالایی برای تحلیل داده‌های دولتی، داده‌کاوی و مدیریتی دارند.

– تحقیقات روی تکنیک‌های پیش‌بینی عددی برای محاسبات موازی فرایندهای فاجعه

مدل فرایندهای زمانی مکانی ، هسته شبیه‌سازی این فجایع محسوب می‌شود. این مدلها می‌تواند دقت مدل نظارتی را در ارزیابی فرایند در سطح زمین، بهبود بخشیده و روش ارزیابی را برای بهبود فضا، آسمان و مشاهدات داده زمینی ، فراهم آورند. رایانش ابری را می‌توان بصورت موثر در کاهش زمان شبیه‌سازی فجایع ، پیش‌بینی فرایندها و پیش‌بینی زمان‌های ممکن و دقت آنها بکار برد.

– حمل و نقل هوشمند

فناوری‌های ۳S پشتیبانی تکنیکی و نظری لازم را برای دستیابی ، پردازش، تحلیل و مجازی‌سازی داده‌های مکانی و اطلاعات ترافیکی برای سیستم انتقال هوشمند بکار برده است. GIS برای حمل‌ونقل ، حالت گسترش یافته‌ای از فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی در حمل و نقل است و یک عامل مهمی برای سیستم حمل و نقل هوشمند به حساب می‌آید.

با درنظر گرفتن مزایای فناوری ۳S در پردازش و تحلیل داده جغرافیایی اصلی، داده شبکه و دیگر داده های مکانی و سازمان‌دهی های منطقی و مدیریتی و اطلاعات ترافیکی می‌توانیم به بهبود کارایی عملیاتی سیستم ترافیک و کاهش تصادفات ترافیکی دست یابیم. قوانین مربوط به افراد در دوره‌های زمانی متفاوت در نظر گرفته شده و نواحی خاصی را می‌توان با تحلیل اطلاعات ترافیکی و داده‌کاوی ترافیکی بدست آورد. این امر منجر به بهبود پشتیبانی برای مدیریت ترافیک در برنامه‌ریزی ترافیک، راهنمایی‌ها و پیش‌بینی جریان و مباحثت نظری برای ترافیک می‌شوند.

۳٫     نظارت و تحلیل تغییرات منابع شهری

فناوری RS برای مطالعه نظارت دینامیکی گسترش شهری و فرایندهای شهرنشینی مورد مطالعه قرار گرفته است. کاربردهای جامع RS و GIS بصورت موثری در نظارت بر رفتارهای ساختارهای قانونی تکیه دارند. در تغییر معماری‌های معمولی، فناوری InSAR برای توصیف مشخصات اسکترینگ و تاثیر معماری شی محور بکار میروند. بنابراین یک تغییر شهری SAR چندبخشی در اینجا مطرح شده که بطور موثر و قابل قبول برای استخراج تغییر اطلاعات همگرا و استفاده‌های شهری بکار می‌روند. تابع پردازش داده فناوری GIS و تحلیل زمانی و همچنین اطلاعات دیگر ، روشی را برای تحلیل، شناسایی و حذف این عوامل در نظر گرفته که منجر به ساختارهای غیرقانونی می‌شوند.

– نظارت دینامیکی و هشدار اولیه در محیط های شهری

برای نشان دادن منابع متفاوت و محیط روی زمین می‌توان به جمع‌آوری سیستم نظارت اتوماتیک و داده نظارتی RS متفاوت پرداخت که بصورت معانی نظارتی ادغامی آسمان و زمین بدست آمده است. منابع و محیط فناوری مبتنی بر GIS 3D بوده و منابع و محیط مرتبط را نشان داده و یک تعامل واسط مانندی را برای تحلیل مرتبط تصمیم گیرندگان و پرسنل فراهم می‌آورند که در شکل زیر نشان داده شده است.

– نظارت بر محیط‌های دریایی

در هواپیماهای بدون سرنشین کوچک می‌توان یک سیستم نظارتی چند طیفی حرفه‌ای را بکار برد. در این سیستم وسایل نقلیه‌ای اقیانوس پیمای بدون سرنشین از طریق سیستم انتقال داده و پردازش RS کنترل میشوند. از این رو می‌توان به عملکردهای فناوری و مدولار نرم‌افزاری اشاره نمود که برای نظارت زمان واقعی و طولانی مدت در فجایع دریایی مثل نشت نفت و تپه‌های قرمز بکار میروند. فناوری RS به نظارت در خصوص شرایط نواحی ساحلی و اقیانوسی می‌پردازد. در این موارد، اطلاعاتی مثل دمای سطح اقیانوس، ارتفاع از سطح و جریان‌های باد در پایگاه داده‌های فضایی بکار میروند.

– نظارت بر مخاطرات جغرافیای شهری و هشدارهای زودهنگام

در شرایط نظارتی و هشدارهای زودهنگام فجایع جغرافیای شهری و ویژگی‌های خطی و سطوح فضایی بزرگ، می‌توان به برنامه‌ریزی درخصوص کنترل از راه دور ماهواره‌ها، موقعیت ماهواره‌ها و شبکه‌های حسگر فیبر نوری اشاره نمود. از این طریق میتوان به چند مقیاس سه بعدی دست یافت ( سطح و زیرسطح). نظارت و هشدارهای زودهنگام برای مخاطرات جغرافیایی شهری از مزایای شهر هوشمند است.

– شبیه‌سازی عددی فجایع آبی

محاسبه فجایع ادغام شده و تحلیل آنها مبتنی بر IoT ها بدست آمده و خدماتی را در نظر میگیرد که برای داده‌های چند منبع پردازشی و محاسباتی بکار رفته است. این موارد برای خدمات اطلاعاتی در منابع آبی شهری بکار رفته و در محافظت آب، کاهش فجایع و مهار فجایع، مدیریت و تصمیم‌گیری نقش بسزایی دارد.

– شبیه‌سازی تخلیه اورژانسی

سطح مقطع ناحیه مقطع و منابع داده حرفه‌ای مقطع در هر موقعیت توزیع شده است و در هر فضا و برای هر فردی جمع‌آوری و ادغام گردیده است. پایگاه داده اصلی برای این توزیعات در منابع گسسته بدست آمده و به صورت منابع توزیع فیزیکی و پایگاه داده GIS و عاملیت پایگاه داده خدماتی مبتنی بر اطلاعات منابع از طریق اینترنت می‌باشد. یک مدل شبیه‌سازی برای تخلیه جمعیت مبتنی بر موارد سه بعدی و محدوده کاملی از شبیه‌سازی ها است که برای محاسبه منابع و برنامه زمان‌بندی تخصیص داده شده بکار می‌رود.

کلام آخر

یک شهر هوشمند از اطلاعات خاصی در جهان کنونی تشکیل شده است. سنسورها در شبکه‌های توان شهری، جاده‌ها، ساختمان‌ها، خط لوله‌ها و دیگر زیرساخت‌ها نصب شده و متصل به IoT ها و ترکیب آنها با اینترنت می‎شوند.

در این مسیر می‌توان به اتصالات داخلی بین جوامع انسانی و سیستم فیزیک شهری اشاره نمود که در آن مرکز محاسبات ابری، پرسنل بصورت موثری مدیریت شده و بطور دینامیک کنترل شده و به مدیریت تولیدات شهری و زندگی و دستیابی به حالت معقول می‌پردازد. در نتیجه می‌توان استفاده از منابع و کیفیت‌های تولید را افزایش داد که با بهبود عملکرد شهری و رواج توسعه پایدار سراسری همراه می‌باشد. در آینده ایی نه چندان دور بدون پیوستن به شهر هوشمند امکان شروع و توسعه کسب و کار وجود نخواهد داشت.