المدينة الذكيّة هي مدينة تَستخدم تكنولوجيا المعلومات والاتّصالات (ICT) لرفع الكفاءة التنفيذيّة، ومشاركة المعلومات مع العامّة، وتحسين جودة الخدمات الحكوميّة ورفاهية المواطنين. والهدف الرئيسيّ منها هو تحسين وظائف المدينة، وتحفيز التطوّر الاقتصاديّ، ورفع مستوى جودة حياة المواطنين باستخدام التكنولوجيا الذكيّة وتحليل البيانات؛ إذ لا تكمن قيمة المدينة الذكيّة في كمّيّة التقنيّات المستخدمة، بل في كيفيّة استخدامها واستثمارها.
هناك عدّة ميّزات أساسيّة تحدّد مدى ذكاء المدينة، ومنها:
- البنية التحتيّة القائمة على التكنولوجيا.
- المبادرات البيئيّة.
- وجود نظام مواصلات عالي الأداء.
- امتلاك حسّ جريء وواثق بالتخطيط العمرانيّ.
- مواطنون ليعيشوا ويعملوا في المدينة ويستثمرون مواردها.
يرتبط نجاح المدينة الذكيّة بقدرتها على تشكيل علاقة قويّة بين الحكومة -بما في ذلك سلكها الإداريّ وتنظيماتها والقطاع الخاصّ؛ لأنّ معظم العمل المُنجز لخلق بيئة رقميّة قائمة على البيانات والحفاظ عليها يحصل خارج الحكومة. على سبيل المثال، قد تتضمّن أجهزة المراقبة في الشوارع المزدحمة حسّاسات من شركة ما، وكاميرات من شركة ثانية، وخادم من شركة ثالثة. بالإضافة إلى ذلك، من الممكن تعيين متعهّدين مستقلّين لتحليل البيانات التي تُقدَّم عنها تقارير للحكومة، وتؤدّي هذه البيانات إلى تعاون مع فريق تطوير للتطبيقات يُعيَّنُ لإيجاد حلول للمشاكل المحتملة بعد عمليّة تحليل البيانات. وفي حال احتاجت تلك المشاكل إلى إدارة وتحديثات مستمرّة، تتحوّل هذه الشراكة إلى جزء من النظام، ولهذا يرتبط نجاح المدينة الذكيّة بالتركيز على بناء علاقات إيجابيّة أكثر من التركيز على إكمال مشروع واحد بعينه.
تقنيّات المدينة الذكيّة:
تشمل التقنيّات المستخدَمة في المدن الذكيّة أجهزة إنترنت الأشياء (IoT Devices)، وحلول البرمجيّات، وواجهات المستخدَم UI، وشبكات الاتّصالات، ولكنّها تعتمد بشكل رئيسيّ على إنترنت الأشياء، وهو شبكة من الأجهزة المتّصلة ببعضها تستطيع أن تتواصل وتتبادل المعلومات فيما بينها، مثل المركبات، والحسّاسات، والأجهزة المنزلية، وتُحفظ هذه المعلومات المتبادلة في سحابة أو خادم خاصّ. يُسهِّل هذا الاتّصالُ بين الأجهزة وتحليلاتُ البيانات التقاء عناصر المدينة الرقميّة مع العناصر الحقيقيّة، وبذلك يحسّن جودة القطّاعين الخاصّ والعامّ؛ ممّا يحقّق فوائد اقتصاديّة، ويحسّن حياة المواطنين.
قد تمتلك أجهزة إنترنت الأشياء تقنيّة معالجة تسمّى حوسبة الحافة (Edge Computing)، وهي تقنيّة تضمن إيصال أهمّ البيانات وأكثرها صلة فقط عبر شبكة الاتّصالات.
يعدّ النظام الأمنيّ (جدار الحماية Firewall) ضروريّاً للحماية، والمراقبة، والتحكّم بحركة مرور الشبكة داخل نظام حاسوبيّ؛ إذ يضمن أنّ البيانات التي تنتقل عبر شبكة المدينة الذكيّة محميّة من أيّ اختراق غير قانونيّ.
كما تعتمد المدينة الذكيّة على تقنيّات أخرى، منها:
- واجهات برمجة التطبيقات (APIs).
- الذكاء الاصطناعيّ (AI).
- الحوسبة السحابيّة.
- لوحات القيادة.
- تعلّم الآلة (ML).
- الاتّصالات من آلة إلى آلة (M2M).
المدينة الذكيّة:
يقود المدنَ الذكيّة كلٌّ من التشغيل الذاتيّ والتعلّم الآليّ وإنترنت الأشياء، ويمكن نظريّاً دمج أيّ مجال من مجالات إدارة المدينة في مشروع المدينة الذكيّة. مثال على ذلك، عدّاد مواقف السيّارات الذكيّ الذي يَستخدم تطبيقاً ليساعد السائقين على إيجاد مواقف سيّارات متاحة عوضاً عن القيادة لفترة طويلة في شوارع المدن المزدحمة، كما يسمح بالدفع الرقميّ إن لم تمتلك المال في موقف السيّارات.
تراقب إدارة حركة المرور الذكيّة في ساحات المواصلات حركةَ المرور، وتحللها من أجل تحسين أداء إشارات المرور وأضواء الشوارع؛ لمنع حدوث ازدحام شديد في الطرق تبعاً لمواعيد ساعات الذروة. كما تعد المواصلات العامّة الذكيّة جانباً آخر من جوانب المدينة الذكيّة؛ إذ تنسّق شركات المواصلات الذكيّة الخدمات، وتحقّق حاجات السائقين في الزمن الحقيقيّ لترفع جودة تجربة القيادة.
من الخدمات الشائعة أيضاً في المدينة الذكيّة خدمة مشاركة الركاب ومشاركة الدراجات ( Ride-sharing and bike-sharing)، والتي تعني تقاسم الركاب لنفس الرحلة أو السيارة، أو تقاسم الدرّاجات بين المستخدمين لتخفيف الازدحام المروريّ والحفاظ على البيئة.
يعدّ توفير الطاقة ورفع جودتها من المحاور الأساسيّة في المدن الذكيّة أيضاً، حيث تستخدم الحسّاسات وأضواء الشوارع الذكيّة التي تنطفئ عندما تخلو الشوارع من السيّارات والمشاة.
يمكن استعمال شبكة الكهرباء الذكيّة لتحسين العمليّات، والصيانة، والتخطيط، وتوفير الطاقة عند الحاجة، ومراقبة انقطاع الطاقة. وتهدف مشاريع المدن الذكيّة إلى مراقبة وتحديد المخاوف والمخاطر البيئية أيضاً، مثل تغيّرات المناخ، وتلوث الهواء. كما يمكن تحسين تنظيم النفايات والصرف الصحّيّ عن طريق التقنيّات الذكيّة باستخدام حاويات قمامة متّصلة بالإنترنت، وأنظمة إدارة المركبات المعتمدة على إنترنت الأشياء لجمع النفايات، أو استخدام الحسّاسات لقياس بارامترات المياه، وضمان جودة المياه الصالحة للشرب في الجزء الأماميّ من النظام، وذلك بإزالة المياه العادمة، وتصريفها السليم في الجزء الخلفيّ.
تستخدم تقنيّات المدينة الذكيّة لتحسين الأمان العامّ بشكل متزايد، بدءاً من مراقبة المناطق ذات معدّلات الإجرام العالية، وصولاً إلى تعزيز التأهّب لحالات الطوارئ باستخدام حسّاسات، فعلى سبيل المثال، يمكن أن تكون الحسّاسات الذكيّة عنصراً أساسيّاً لنظام تنبيهات سابقة لموجات الجفاف والفيضانات والانهيارات الأرضيّة والأعاصير.
الأبنية الذكيّة مثال شائع آخر في مشاريع المدن الذكيّة، حيث يمكن تجديد البنية التحتيّة القديمة، وإنشاء أبنية جديدة باستخدام الحسّاسات؛ لتوفير إدارة فعليّة للمساحات، وضمان السلامة العامّة، ومراقبة الصحّة الهيكليّة للأبنية؛ إذ يكمن عمل الحسّاسات تلك في العثور على أيّ تلف، وإعلام المسؤولين عن الإصلاح عند الحاجة إليهم. كما يمكن للمواطنين المساعدة عن طريق تطبيقات خاصّة في المدينة الذكيّة تعلِم المسؤولين عند العثور على تلف أو عطل، سواء في الأبنية، أو البنية التحتيّة العامّة، مثل الحفر في الطرق وغيرها.
وتكون الحسّاسات مفيدة أيضاً في الكشف عن أيّ تسريب في صمّامات المياه الرئيسيّة، أو شبكات الأنابيب الأخرى؛ لتقليل التكاليف والهدر، وتحسين كفاءة العاملين في القطاع العامّ. كما تحقّق تقنيّات المدينة الذكيّة الكفاءة في التصنيع الحديث والزراعة المتحضّرة، وذلك بتوفير فرص العمل، وتحسين استهلاك الطاقة، وإدارة المساحات، وتوفير البضاعة الطازجة للمستهلكين.
آليّة عمل المدينة الذكيّة:
تستفيد المدن الذكيّة من الشبكة الكبيرة من أجهزة إنترنت الأشياء المتّصلة ببعضها من أجل تحقيق هدفها في تحسين جودة الحياة وتحقيق النموّ الاقتصاديّ. ولكي تكون المدينة الذكيّة ناجحة،
تتّبع هذه الخطوات الأربع:
- التجميع: تجمع الحسّاسات بيانات في الزمن الحقيقيّ من مختلف أنحاء المدينة.
- التحليل: تُقيَّم البيانات المجمَّعة من أجل استخلاص معلومات ذات مغزى.
- الاتّصال: تنقل المعلومات التي نحصل عليها في مرحلة التحليل إلى صانعي القرار عبر شبكات تواصل قويّة.
- الفعل: تستخدم المدن المعلومات المستخلصة من البيانات؛ لخلق الحلول، وتحسين سير العمليات، ومساعدة الإدارة، وتحسين جودة حياة المقيمين.
تعزيز الاستدامة في المدن الذكيّة:
الاستدامة هي جانب رئيسيّ آخر للمدن الذكيّة، فمن المتوقَّع أنّ معدّل التمدُّن والتوسُّع العمرانيّ سيزداد أكثر في السنوات القادمة، وقد أعلنت منظّمة الأمم المتّحدة أنّ 55% من سكّان العالم يقيمون حاليّاً في مناطق متحضّرة من المدن، ومن المتوقَّع أن تزداد هذه الإحصائيّة إلى 68% في العقود القادمة، حيث ستساعد التقنيّات الذكيّة المدن الذكية على دعم النموّ، ورفع مستوى رفاهية المواطن، وكفاءة الحكومة في المناطق المتحضّرة خلال السنوات القادمة.
على الرغم من تمتُّع المدن الذكيّة بمزايا بيئيّة، مثل البصمة الجغرافيّة الأصغر التي تؤثّر على أنظمة بيئيّة أقلّ، إلّا أنّها تؤثّر سلباً على البيئة من خلال الانبعاثات، وذلك باستخدامها المفرط للوقود الأحفوريّ. ويمكن لشبكة تقنيّات المدينة الذكيّة التخفيف من هذه التأثيرات الضارّة، لأنّ الانتقال إلى نظام نقل عامّ كهربائيّ لن يقلّل من انبعاثات الوقود فقط، بل سيمكّن أيضاً من استغلال البنية التحتيّة الكهربائيّة للمدينة بشكل أفضل لتقليل تأثير شحن البطّاريّات خلال ساعات الذروة في استخدام الكهرباء. وعلاوة على ذلك، يمكن استخدام المركبات الكهربائيّة بشكل منسّق لتنظيم تردّد شبكة الكهرباء في المدينة عندما تكون خارج الخدمة. وبالتنسيق المناسب، يمكن استخدام المركبات الكهربائيّة في ضبط تواتر الشبكة الكهربائيّة للمدينة عندما تكون خارج الخدمة. ومن المتوقَّع أن يقلّ عدد السيّارات المستخدمة في المدن عندما تصبح المدن ذكيّة، حيث تستطيع المركبات ذاتيّة القيادة تغيير رأي السكّان في ضرورة امتلاك سيّارات؛ إذ إنّ استخدام المركبات ذاتيّة القيادة سيُقلّل عدد المركبات الممتلكة من قبل المواطنين، وبذلك سيقُلّ عدد السيّارات في الشارع، وبالتالي تقليل انبعاث الغازات الضارّة.
تحديات ومخاوف المدن الذكيّة:
من المهمّ لمشاريع المدن الذكيّة أن تمتلك أشخاصاً يهدفون إلى مساعدة المقيمين ورجال الأعمال والزائرين، وعلى قادة المدينة أن يرفعوا الوعي تجاه الفوائد الناتجة عن تنفيذ تقنيّات المدينة الذكيّة، كما يجب تشجيع استخدام البيانات بتوفيرها لجميع الموطنين، وبذلك يعلم الناس ما الذي يشاركونه، وما الفوائد التي قد تأتي عليهم، فتزداد احتماليّة انخراطهم فيه.
إنّ المفتاح لخلق مواطن فاعل ومساهم هو توطيد التعاون بين القطاع العامّ والخاصّ والمقيمين في المدن الذكيّة، بحيث يساهم المواطن بشكل إيجابيّ في تحسين المجتمع والمدينة. كما أنّ من المهمّ أن تتضمّن مشاريع المدن الذكيّة خططاً لتحقيق وضوح البيانات وتوافرها للمواطنين كافة، وهذا عن طريق بوّابة بيانات عامّة أو عن طريق تطبيق على الهواتف الذكيّة. وتمكّن هذه الخطوة المواطنين من فهم البيانات، وفهم الهدف منها، حيث يستطيع المواطن أداء واجباته الشخصيّة عن طريق تطبيق خاصّ بالمدينة الذكيّة، مثل مراقبة استهلاك الطاقة في منزله، ودفع الفواتير، وإيجاد مواصلات عامّة مناسبة.
ولكن، يرى معارضو مشروع المدن الذكيّة أنّ مدراء المدينة لن يحافظوا على خصوصيّة البيانات وأمانها؛ ممّا يستدعي الخوف من الكشف عن البيانات التي ينتجها المواطنين كلّ يوم، ويزيد من خطر الاختراق أو سوء الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، قد يُنظر إلى وجود الحسّاسات والكاميرات على أنّه انتهاك للخصوصيّة أو مراقبة حكوميّة، ولمعالجة هذا الانتهاك، يجب إخفاء البيانات المجمّعة في المدينة، ولا ينبغي أن تكون معلومات يمكن التعرّف عليها شخصيّاً.
يكمن التحدّي الحقيقيّ للمدن الذكيّة في توفير الاتّصال بشكل دائم ومستمرّ، حيث توزّع الآلاف من أجهزة إنترنت الأشياء عبر المدينة، والتي تكون معطّلة وبلا فائدة في حال انعدام اتّصال قويّ، وبالتالي ستكون المدينة كلّها معطّلة، وستتوقّف عن العمل بالكامل. كما أنّ أنظمة المواصلات العامّة، وإدارة حركة المرور، والأمان العامّ، وإدارة المياه والمخلّفات، ومصادر الكهرباء، ومصادر الغاز الطبيعيّة، قد لا يعتمد عليها، خاصّةً عندما يزدهر النظام وينمو، ولكن تزداد أهمّيّة تلك العمليّات فقط عندما تتوسّع المدينة، وتزداد المطالب على بنيتها التحتيّة، حيث يجب الحفاظ على هذه الأنظمة باستمرار، وصيانتها، واختبارها؛ للحرص على عملها بشكل جيّد.
من أهمّ التحدّيات التي تواجه المدن الذكيّة إيجاد طرق جديدة لجذب سكّان جدد، والحفاظ على المقيمين دون امتلاك أيّ نسيج ثقافيّ، فالجوهر الثقافيّ لمنطقة ما هو ما يجذب مواطنين جدد في أغلب الأحيان، وبما أنّه لا يمكن برمجة النسيج الثقافيّ أو التحكّم به بواسطة الحسّاسات المنتشرة، فمن الممكن أن تضعف المدن الذكيّة وتتعثّر؛ إذ إنّها غير قادرة على توفير الشعور بالأصالة والتميّز والإحساس بالمكان.
المدن الذكيّة التي تُبنى من الصفر (مثل مدينة نيوم Neom في السعوديّة، ومدينة باكاي Buckeye في ولاية أريزونا الأمريكيّة في الصحراء) تفتقر إلى السكّان المؤسّسين والثابتين؛ ممّا يجعلها تواجه مشكلة استقدام مقيمين إليها، وليس لهذه المدن الذكيّة المستقبليّة تاريخ، ولم يُسجّل لها نجاحات في الماضي حتّى تقدّم الثقة للناس اليوم، فبينما تبنى مدينتا نيوم وباكاي، تتصاعد المخاوف حول إمكانيّة توفير مصدر مياه دائم حتّى.
لماذا نحتاج المدن الذكيّة؟
الهدف الرئيسيّ من المدينة الذكيّة هو خلق بيئة متحضّرة تحقّق الجودة العالية لحياة المواطنين، والنموّ الاقتصاديّ في الوقت نفسه. وبهذا تكون الميزة الأساسيّة للمدن الذكيّة هي قدرتها على تسهيل توصيل الخدمات المتزايدة للمواطنين بأقلّ التكاليف. ومع ازدياد عدد السكّان، يصبح من الضروريّ أن تستوعب تلك المناطق المتحضّرة هذا التزايد عن طريق الاستخدام الأمثل للموجودات والبنى التحتيّة. وبإمكان تطبيقات المدينة الذكيّة أن تشرف على هذه التحسينات، وتطوّر العمليّات في المدينة، وترفع جودة حياة المواطنين. وتسمح هذه التطبيقات للمدن بأن توجد وتخلق قيمة جديدة من البنية التحتيّة الحاليّة. وتُسهّلُ التطويرات توفير مصادر الدخل والكفاءات العمليّة، وبذلك تساعد الحكومات والمواطنين على توفير المال.
أمثلة عن المدن الذكيّة:
بدأت العديد من المدن في العالم بتنفيذ التقنيّات الذكيّة، ولكنّ بعضها يعدّ الأكثر تطوّراً، مثل:
- مدينة كنساس في ميسوري Kansas City, Missouri.
- سان دييغو في كاليفورنيا San Diego, California.
- كولمبوس في أوهايو Columbus, Ohio.
- نيويورك سيتي في الولايات المتّحدة New York City, New York.
- تورنتو في كندا Toronto, Canada.
- سنغافورة Singapore.
- برشلونة في اسبانيا Barcelona, Spain.
- طوكيو في اليابان Tokyo, Japan.
- ريكافيك في آيسلندا Reykjavik, Iceland.
- لندن في بريطانيا London, England.
- ميلبورن في أستراليا Melbourne, Australia.
- دبّي في الإمارات المتّحدة Dubai, United Arab Emirates.
- هونغ كونغ في الصين Hong Kong, China.
- فيينا في النمسا Vienna, Austria.
تتركّز معظم المدن الذكيّة في الشرق الأوسط والصين، ولكن صُنّفت مدن أخرى عام 2018 كمدن ذكيّة، مثل ريكافيك وتورنتو وسنغافورة.
غالباً ما تُعدّ دولة سنغافورة المعيار الذهبيّ للمدن الذكيّة، حيث إنّها تستخدم حسّاسات وكاميرات تدعم إنترنت الأشياء؛ لمراقبة نظافة الأماكن العامّة، والكثافة السكّانيّة، وحركة المركبات المسجّلة المحلّيّة. وتساعد تقنيّات المدينة الذكيّة كلّاً من الشركات والسكّان على مراقبة استخدام الطاقة، وإنتاج النفايات، واستخدام المياه في الزمن الحقيقيّ. كما تختبر سنغافورة السيّارات ذاتيّة القيادة، مثل الحافلات الآليّة كبيرة الحجم، بالإضافة إلى نظام مراقبة كبار السنّ؛ لضمان صحّة وسلامة المواطنين المسنّين.
أمّا مشروع المدينة الذكيّة في كانساس، فيحتوي على أضواء شوارع ذكيّة، وأكشاك تفاعليّة، وأكثر من 50 شارع تتوفّر فيه خدمة الإنترنت اللاسلكيّ Wifi على طول طريق المركبات الذي يبلغ حوالي ميلين في المدينة، وأماكن لركن سيّارات العامّة، وحركة مرور ميسّرة، وممّرات نشطة للمشاة، وذلك عن طريق تطبيق تصوير البيانات في المدينة.
قامت الجهات المعنية في مدينة سان دييغو بتركيب حوالي 3200 حسّاس ذكيّ عام 2017؛ لتحسين حركة المرور، وركن السيّارات، وأمان العامّة، والوعي البيئيّ، وفوق كلّ ذلك رفع مستوى المعيشة للسكّان. وتتوفّر فيها محطّات شحن كهربائيّ عن طريق الطاقة الشمسيّة؛ لتحفيز السكّان على استخدام السيّارات الكهربائيّة. كما تراقب الكاميرات المتّصلة المرورَ، وترصد الجرائم.
تُستخدم تقنيّات المدينة الذكيّة في دبي من أجل توجيه حركة المرور، وركن السيّارات، وتخطيط البنى التحتيّة والمواصلات. كما أنّها تستخدم تقنيّة الطبّ عن بعد، والرعاية الصحّيّة الذكيّة. زدْ على ذلك، الأبنية الذكيّة، والمرافق العامّة الذكيّة، والتعليم، والسياحة الذكيّة.
أمّا في برشلونة، تستكمل أنظمة المواصلات الذكيّة، وأنظمة الباصات في محطّات الباص الذكيّة التي تقدّم خدمة الإنترنت اللاسلكيّ بشكل مجّانيّ، ومحطات شحن عن طريق USB، وتحديثات جداول مواعيد الباص للراكبين. كما تقدِّم خدمة مشاركة الدراجات وتطبيق ركن السيّارات الذكيّ خدمةَ الدفع الإلكترونيّ للمستخدمين عن طريق الإنترنت. وتَستخدم المدينة حسّاسات لرصد درجات الحرارة، والتلوث، والضجيج، والرطوبة، بالإضافة إلى مستوى الأمطار.
تاريخ المدن الذكيّة:
يعود مفهوم المدينة الذكيّة إلى ما بين عاميّ 1960 و1970، حيث بدأ مجلس تحليل المجتمع في تلك الفترة باستخدام قواعد البيانات الحاسوبيّة، والتحليل العنقوديّ، والتصوير الجوّيّ بالأشعة تحت الحمراء؛ لجمع البيانات، والتبليغ عن المشاكل، وتوجيه الموارد نحو المناطق الأكثر حاجة لها، وذلك لتفادي الكوارث المتوقعة، وتقليل نسبة الفقر في المجتمع.
ومنذ ذلك الحين، ظهرت ثلاثة أجيال من المدن الذكيّة، وهي:
الجيل الأوّل (Smart City 1.0): كان يقوده مقدّمو التقنيّات، وقد صبّ تركيزه على تنفيذ التقنيّات في المدن على الرغم من عدم قدرتها على استيعاب الآثار المترتّبة على استخدام هذه التقنيّات أو آثارها على الحياة اليوميّة بشكل كامل.
الجيل الثاني من المدن الذكيّة (Smart City 2.0): كانت تقوده المدينة بحدّ ذاتها، فقد ساعد التفكير المستقبليّ للقادة في المدن على تحديد مستقبل المدينة، وكيفيّة استخدام التقنيّات الذكيّة والاكتشافات لصنع المستقبل.
يتبنّى الجيل الثالث من المدن الذكيّة (Smart City 3.0) نموذج المشاركة المواطنيّة المستوحى من قضايا المساواة والرغبة في إنشاء مجتمع ذكيّ يتجلّى فيه الاندماج الاجتماعيّ. كانت مدينة فيينا في النمسا أوّل من تبنّى نموذج الجيل الثالث، حيث أُنشئت شراكة مع شركة طاقة محلّيّة تسمّى Wien Energy. وكجزء من هذه الشراكة، ضمّت فيينا مواطنين كمستثمرين في محطّات الطاقة الشمسيّة المحلّيّة، كما سلّطت الضوء على مشاركة المواطنين في حلّ قضايا مثل المساواة بين الجنسين، والإسكان المتاح. واعتمدت فانكوفر في كندا أيضاً نموذج الجيل الثالث، من خلال إشراك 30.000 من مواطنيها في إنشاء خطّة عمل لمدينة فانكوفر الخضراء عام 2020.
المصدر: هنا
ترجمة: جعفر علي، مراجعة: يارا قاضون، تصميم: علي العلي، تدقيق لغوي: سلام أحمد، تحرير:محمد حنان
