تكنولوجيا الاستشعار تجعل المدن ذكية

دفعت خطة بناء المدن الذكية وإنترنت الأشياء أجهزة الاستشعار إلى صدارة المشهد. وسواء في الصين أو في العالم أجمع، أصبح بناء المجتمعات الذكية اتجاهاً لا رجعة فيه. وفي هذا السياق، ستؤدي أجهزة الاستشعار، بوصفها "جسراً" للمدن الذكية، حتماً إلى طفرة صناعية هائلة.

مدينة الحكمة

المدينة الذكية هي منصة للتطبيق المركزي لإنترنت الأشياء، ونموذج للتطبيق الشامل لهذه التقنية. وهي مشروع تجريبي ضخم يتألف من وحدات وظيفية متعددة لإنترنت الأشياء، ويضمّ جميع التقنيات ذات الصلة تقريبًا، بما في ذلك الحوسبة السحابية وغيرها. وهي تُعدّ عنصرًا أساسيًا في رؤية الصين للمدينة الذكية.

يمكن دمج المدن الذكية أفقيًا ورأسيًا وفقًا لحجم المدن واحتياجاتها المختلفة لتشكيل نظام مدينة ذكية يتميز بحجم النظام والتركيز الوظيفي والتركيز البارز.

لا يمكن تحقيق المدينة الذكية بين عشية وضحاها. أي نوع من المدن الذكية هو نظام مفتوح يمكن إضافة وظائف إليه باستمرار وتحسين العملية وتطويرها تدريجياً.

يجب أن تتمتع "المدن الذكية" بأربع خصائص: الإدراك الشامل، والاتصال واسع النطاق، والتكامل والتطبيق الذكي، والابتكار المستدام الموجه نحو الإنسان.

أولها الإدراك الشامل والدقيق: من خلال تكنولوجيا الاستشعار، تتم مراقبة جميع جوانب الإدارة الحضرية وإدراكها بشكل شامل

للمعرفة. التعرف الذكي في الوقت الحقيقي، والإدراك ثلاثي الأبعاد للبيئة الحضرية، والحالة، والموقع، وتغيرات المعلومات الأخرى.

وبالطبع، إنها أيضاً النتيجة الحتمية لتطوير تطبيقات أجهزة الاستشعار!

استخدام أجهزة الاستشعار في بناء المدن الذكية

الشرط الأساسي للمدينة الذكية هو ربط كل شيء فيها. فكل عنصر يحتاج إلى تحديد هويته وإدارته يجب أن يكون مزوداً بأجهزة استشعار مناسبة. ولذلك، يُعدّ تحديث أجهزة الاستشعار مفتاحاً أساسياً للتطور السريع للمدن الذكية.

1. تعمل مواقف السيارات الذكية على تحسين كفاءة حركة المرور

يُعد الازدحام المروري المشكلة الأولى التي تواجه المدن الحديثة، ونظرًا لأن السيارات تبحث باستمرار عن مواقف للسيارات في شوارع المدينة، فإنها تزيد من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وغيرها من انبعاثات العادم التي تؤثر على جودة الهواء في المدن.

تعد تقنية المواقف الذكية بتغيير ذلك. تستخدم هذه التقنية بيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) من الهواتف الذكية وأجهزة الاستشعار المدمجة في أرضية أماكن وقوف السيارات لتوفير خرائط ومعلومات عن أماكن وقوف السيارات في الوقت الفعلي لأصحابها المجاورين، مما يجعل عملية وقوف السيارات أكثر كفاءة وصديقة للبيئة.

أطلقت مدينة لوس أنجلوس تقنية المواقف الذكية، وقامت بتركيب أجهزة استشعار لاسلكية في أكثر من 6300 موقف سيارات في أنحاء المدينة. ومن خلال تطبيقات الهاتف المحمول والمواقع الإلكترونية، أو بالاتصال على الرقم 511، يمكن للسائقين الحصول على معلومات فورية حول أماكن وقوف السيارات المتاحة القريبة، بالإضافة إلى أسعار المواقف التي تتغير لحظياً بناءً على الطلب. كما قامت المدينة بتركيب أكثر من 12 لوحة إلكترونية لعرض الرسائل، لمساعدة السائقين على إيجاد أماكن وقوف السيارات بسهولة أكبر.

مصابيح الشوارع الذكية تجعل المدينة أكثر أماناً

تُعدّ إنارة الشوارع بنية تحتية مهمة في أي مدينة. وبفضل تقنية إنترنت الأشياء، يُمكن أن تُصبح مصابيح الشوارع جزءًا أساسيًا من المدن الذكية. إذ تستطيع أجهزة استشعار مصابيح الشوارع جمع وتحليل المعلومات الآنية عن شوارع المدينة، وتوفير بيانات آنية عن عمليات المدينة للمسؤولين، مما يجعل إدارة المدينة أكثر أمانًا وكفاءة.

يمكن لأعمدة الإنارة الذكية تحسين سلامة شوارع المدينة وتوفير مبالغ طائلة للحكومة في فواتير الكهرباء. يتم استبدال أعمدة الإنارة القديمة بمصابيح LED موفرة للطاقة، والتي تعمل عبر اتصال لاسلكي، حيث تُفعّل مستشعرات الحركة لإضاءة المارة عند اقترابهم، وتُطفأ تلقائيًا عند مغادرتهم. كما تُرسل تنبيهًا إلى المسؤولين عند الحاجة إلى استبدال أي مصباح.

في لوس أنجلوس، على سبيل المثال، تم تجهيز أكثر من 80% من الشوارع بمصابيح LED ومصابيح اتصال لاسلكي بتقنية 4G LTE. يمكن أن توفر مصابيح الشوارع الذكية هذه 63% من فواتير الطاقة السنوية وتحسن الخدمات السكنية من خلال الأعمدة المتصلة.

قامت مدينة شيكاغو بتركيب أكثر من 76 ألف مصباح إنارة شوارع ذكي بتقنية LED في المناطق الجنوبية والغربية من المدينة التي تشهد أعمال عنف، مما خفض تكلفة إنارة الشوارع إلى النصف في غضون عام واحد. وتقدر الإدارة أن مصابيح الشوارع الذكية ستوفر حوالي 100 مليون دولار على مدى 10 سنوات.

3. النقل الذكي يحسن السلامة المرورية

يشمل ذلك كل شيء من السيارات ذاتية القيادة إلى إشارات المرور الذكية. ومن خلال تحليل أجهزة الاستشعار والتواصل بين الأنظمة، يهدف إلى "تخفيف الازدحام، وتحسين إدارة حركة المرور، وتقليل الآثار البيئية، وإفادة كل من المستخدمين التجاريين ووسائل النقل العام".

تُعدّ مدينة كولومبوس بولاية أوهايو نموذجاً يحتذى به في مجال المدن الذكية وأنظمة النقل الذكية. قبل عامين، فازت كولومبوس بجائزة قدرها 40 مليون دولار في مسابقة تحدي المدن الذكية الأمريكية. ولا تقتصر جهود المدينة على السيارات ذاتية القيادة فحسب، بل تدعم أيضاً تطبيقاً لتخطيط الرحلات متعدد الوسائط لمساعدة السكان على استخدام خيارات سفر متنوعة داخل المدينة وحولها.

بالإضافة إلى ذلك، تستخدم العديد من المدن حول العالم أجهزة استشعار لربط إشارات المرور وكاميرات المراقبة لتحسين سلامة المشاة. على سبيل المثال، دخلت مدينة بوسطن في شراكة مع شركة فيريزون لإطلاق برنامج الشوارع الذكية عند تقاطع شارع ماساتشوستس وشارع بيكون لاختبار تقنية جمع البيانات، التي تجمع وتحلل بيانات المرور من خلال الكاميرات وأعمدة الإنارة بتقنية LED وأجهزة الاستشعار لتعديل تصميم الطريق وتوقيت الإشارات لتحسين سلامة المشاة.

4. الطاقة الذكية تُغير البيئة الحضرية

وفقًا لمؤسسة "سمارت إنرجي كونسيومر كولابوريتيف"، وهي منظمة غير ربحية، فإن تعزيز شبكة الطاقة الحديثة بشبكة ذكية "يمثل خطوة أولى لا غنى عنها نحو المدن الذكية". ويساهم استخدام الطاقة المتجددة، مثل الطاقة الشمسية على أسطح المنازل، في "التغيير المستدام" الذي يحسن البيئة ويحمي الصحة العامة.

كما تسمح الشبكات الذكية "بدمج أفضل للتقنيات الجديدة مثل المركبات الكهربائية، مما يخلق بدوره مجموعة من الإمكانيات للمناطق الحضرية". في المستقبل، ستمتلك المدن وسائل نقل خالية من الانبعاثات، وفي حالات الطوارئ، يمكن للسيارات الكهربائية التي تعمل كأجهزة لتخزين الطاقة الكهربائية أن توفر الكهرباء الطارئة للمدن.

كما تتيح الشبكات الذكية للمقيمين الوصول إلى بيانات الطاقة الخاصة بهم وتمكن شركات المرافق من تقديم خطط تسعير جديدة تعمل على تحسين كفاءة الطاقة.

5. الإدارة الذكية للرعاية الطبية للمقيمين

بفضل إنترنت الأشياء، تُتيح المدن الذكية إمكانية ربط كل شيء. سيتم دمج الأفراد والمباني ووسائل النقل والبيئة في شبكة بيانات متكاملة، مما يُحسّن الخدمات الحضرية. وفي الوقت نفسه، يُمكن لهذا الربط بدوره أن يُساهم في تحسين صحة السكان.

6. المباني الذكية تعزز حماية البيئة

بحسب شركة نافيغانت للأبحاث، تمثل المباني حوالي 30 بالمائة من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري العالمية و70 بالمائة من استهلاك الطاقة في المدن الكبرى.

7. المدن الذكية تحتاج إلى بيئات ذكية

مع ازدياد المباني "الخضراء" الذكية في المدن، تحتاج المدن إلى النظر في كيفية استخدام التقنيات الجديدة لتحسين البيئة على نطاق أوسع.