المدن الذكية الحل الأمثل لصنع واقع أفضل في المستقبل

يعيش اليوم أكثر من 54 في المئة من سكان العالم في المدن، وهي نسبة من المتوقع أن تصل إلى 66 في المئة بحلول عام 2050، ومع النمو السكاني سيضيف التحضر 2.5 مليار شخص آخرين إلى المدن على مدى العقود الثلاثة المقبلة، لذا أصبح تحقيق الاستدامة البيئية والاجتماعية والاقتصادية أمراً لا بد منه لمواكبة هذا التوسع السريع الذي يستنزف موارد المدن، إذ كلما توسعت المدن وزاد عدد قاطنيها، زادت الحاجة إلى تنميتها ورفع كفاءتها وتأمين نسبة أكبر من الخدمات والأمن، والوصول إلى ما يسمى المدن الذكية، التي طرح مفهومها للمرة الأولى في أواخر ستينيات القرن الماضي.

المدن الذكية

والمدن الذكية هي شكل جديد من أشكال التنمية الحضارية، هدفها تحسين نوعية حياة سكان المدينة من خلال جعلها أكثر تكيفاً وكفاءة، باستخدام التقنيات الجديدة التي تعتمد على النظام البيئي للأشياء والخدمات. إذ تقوم التكنولوجيا على اختلاف أنواعها من إنترنت مثل أجهزة الاستشعار المتصلة والأضواء وعدادات المرافق الذكية، والذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، بجمع البيانات وتحليلها واستخلاص المعلومات ثم استخدامها لإدارة وتنمية المدن.

ولهذا النمط الجديد في الإدارة نطاق واسع، يشمل البنية التحتية العامة كالمباني والشوارع والأرصفة والمنازل، وشبكات المياه والكهرباء والغاز والاتصالات، والنقل بأنواعه والطرق والسيارات الذكية، والكاربوول أو مشاركة المركبات، والخدمات والإدارات الإلكترونية.

والأكيد أن التكنولوجيا، إضافة إلى الناس والمنازل والتجارة والبنية التحتية الحضرية التقليدية، تعد المساهم الأكبر في تحقيق أهداف التنمية المستدامة من خلال الاتصال اللاسلكي واسع النطاق والبيانات المفتوحة ودرجة الأمان العالية الموثوقية وخطط تحقيق الدخل المرنة.

تكنولوجيا المعلومات

تلعب تكنولوجيا المعلومات والاتصالات الدور الأساس في نظام المدن الذكية لتطوير ونشر وتعزيز ممارسات التنمية المستدامة بغرض مواجهة تحديات التوسع الحضري المتزايد، واللبنة الأولى لأي تطبيق للمدينة الذكية هي الاتصال اللاسلكي الواسع النطاق والموثوق. وتعد تقنيات الشبكات منخفضة الطاقة واسعة النطاق (LPWAN) المتطورة، مناسبة تماماً لمعظم تطبيقات المدن الذكية من حيث كفاءتها وكلفتها وانتشارها في كل مكان، وهي تمثل مجموعة من تقنيات الشبكة التي تربط الأجهزة ذات النطاق الترددي المنخفض والمدعومة ببطاريات بمعدلات منخفضة عبر نطاقات طويلة، وتشمل هذه التقنيات LTE Cat M و NB-IoT و LoRa وBluetooth وغيرها من التقنيات التي تسهم جميعها في بناء المدن المتصلة، وتعد عامل تمكين أساسياً لتطبيقات نشر تقنية إنترنت الأشياء الضخمة مثل المدن الذكية، لدورها في تحقيق توازن مناسب بين عمر البطارية والتكلفة وعرض النطاق الترددي. إذ إن جزءاً كبيراً من بنية التكنولوجيا هذه عبارة عن شبكة ذكية من الأشياء والآلات المتصلة التي تنقل البيانات باستخدام التقنيات اللاسلكية والسحابية، ثم تتلقى تطبيقات إنترنت الأشياء، المستندة إلى الحوسبة السحابية، البيانات، وتقوم بتحليلها وإدارتها في الوقت الفعلي لمساعدة السلطات والمؤسسات والمواطنين على اتخاذ قرارات أفضل تعمل على تحسين نوعية الحياة.

إنترنت الأشياء

يُعنى بالأشياء أي جهاز بإمكانه العمل على شبكة الإنترنت والتقاط البيانات من البيئة المحيطة وجمعها ومعالجتها وتبادلها مع غيرها من الأجهزة، لذا يطلق عليها اسم الأجهزة المتصلة لقدرتها على الربط والاتصال مع الأجهزة الأخرى والتفاعل مع المعلومات المتبادلة بينها، إضافة إلى قدرتها على تيسير الاتصال بين الأجهزة والسحابة الإلكترونية. ويمكننا القول إن معظم الأجهزة التي نستخدمها في يومنا من الممكن تزويدها بأدوات استشعار لتتمكن من جمع البيانات والتفاعل بذكاء مع المستخدمين.

ويحقق إنترنت الأشياء الأداء الأمثل من خلال نظامه الذي يعمل على جمع البيانات وتبادلها في الوقت الحقيقي، ويتكون من ثلاثة عناصر، أجهزة ذكية كالشاشات وكاميرات المراقبة التي تجمع البيانات وتنقلها عبر الإنترنت من وإلى تطبيق إنترنت الأشياء المرتبط بها، وهو العنصر الثاني المتكون من مجموعة من الخدمات والبرامج التي تدمج البيانات المستلمة من الأجهزة المختلفة، وهي تستخدم الذكاء الاصطناعي أو تكنولوجيا التعلم الآلي لتحليل هذه البيانات واتخاذ قرارات مدروسة، ثم تعاد هذه القرارات إلى جهاز إنترنت الأشياء ليستجيب للمدخلات. والعنصر الأخير هو واجهة مستخدم رسومية يمكن من خلالها التحكم في جهاز أو مجموعة أجهزة إنترنت الأشياء.

منصات ذكية

بالتالي يعمل الاتصال اللاسلكي الآمن وتقنية إنترنت الأشياء على تحويل العناصر التقليدية المكونة لحياة المدينة إلى منصات ذكية بقدرات موسعة، لتجعل المدن أكثر ذكاءً، وبذلك يمكن للمجتمعات تحسين توزيع الطاقة وتنظيم عملية جمع القمامة وتقليل الازدحام المروري، وتحسين جودة الهواء بمساعدة إنترنت الأشياء.

ويتعامل المستخدمون مع النظم البيئية للمدن الذكية باستخدام الهواتف الذكية والأجهزة المحمولة والسيارات والمنازل المتصلة، إذ يمكن أن يؤدي ربط الأجهزة والبيانات مع البنية التحتية والخدمات المادية للمدينة إلى خفض التكاليف وتحسين الاستدامة. وتعمل تقنيات المدن الذكية هذه على تحسين البنية التحتية والتنقل والخدمات العامة والمرافق، على سبيل المثال، ترسل مكبات القمامة الذكية البيانات أوتوماتيكياً إلى شركات إدارة النفايات، وتحدد موعداً لاستلامها بحسب الحاجة ضمن جدول زمني مخطط مسبقاً. كما يمكن للسيارات المتصلة التواصل مع عدادات مواقف السيارات ومحطات شحن المركبات الكهربائية وإرشاد السائقين إلى أقرب موقع متاح، وكذلك تتلقى إشارات المرور المتصلة البيانات من أجهزة الاستشعار والسيارات، وتضبط إيقاع الضوء وتوقيته للاستجابة لحركة المرور في الوقت الفعلي وتقليل الازدحام على الطرق. وتصبح الهواتف الذكية بمثابة رخصة قيادة متنقلة وبطاقات هوية تحتوي على بيانات اعتماد رقمية، مما يعمل على تسريع وتبسيط الوصول إلى خدمات المدينة والسلطات المحلية.