یک شهر هوشمند، به شهری اطلاق می‌شود که از فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) برای ارتقای کیفیت و عملکرد خدمات شهری مانند انرژی، حمل و نقل و آب و برق به منظور کاهش مصرف منابع، تلفات و هزینه‌های کلی، استفاده می‌کند. به عنوان مثال، با کمک چراغ‌های راهنمایی هوشمند، اطلاعات از حسگرهای تعبیه شده در شهر مانند خودروها دریافت شده و به صورت لحظه‌ای و آنی تصمیماتی هوشمندانه برای زمان‌های مواجهه با تراکم بالای ترافیک در شهرها اتخاذ می‌گردد. خودروهای یکپارچه شده در سیستم هوشمند شهری به پارکومترها و ترمینال‌های شارژ الکتریکی متصل می‌شوند و بهترین راه را برای رسیدن به مقصد شهروندان مشخص می‌کنند. داده‌های دریافتی از حسگرهای سطل‌های زباله هوشمند، به شرکت‌های جمع آوری ارسال می‌شود و در زمانبندی و انتخاب مسیر برای تخلیه، حمل و دفع زباله، بهترین تصمیمات اخذ می‌گردد. یک شهر هوشمند از بخش‌های مختلفی تشکیل می‌شود که بر اساس سیاست‌های تدوین شده توسط مدیران شهری می‌تواند جهت‌گیری‌های متفاوتی داشته باشد.
لزوم ایجاد شهرهای هوشمند
جریان سکونت در شهرها به سرعت در حال افزایش است. در حال حاضر و طبق آمار ۵۴ درصد از مردم دنیا شهرها را به عنوان محل زندگی انتخاب کرده‌اند که پیش بینی می‌شود این آمار تا سال ۲۰۵۰ به ۶۶ درصد رشد کند. به صورت کلی در طی سه دهه پیش رو، جمعیتی معادل ۲٫۵ میلیارد نفر به ساکنین شهرها افزوده خواهد شد. از فاکتورهای اساسی رشد پایدار کشورها و اولویت‌های بسیار مهم برای مدیران شهری، توجه به فاکتورهای زیست محیطی، اجتماعی و اقتصادی می‌باشد تا همگام با این رشد جمعیت منابع مالی شهرها نیز تأمین شود. هوشمندسازی شهرها یک گام اساسی برای رسیدن به رشد پایدار و حفظ منابع و انرژی برای نسل‌های آینده است.
توسعه شهرهای هوشمند به کمک اینترنت اشیا
زندگی سنتی شهری و اجزا آن- از جمله تیرهای چراغ- با کمک تکنولوژی WiFi و اینترنت اشیا IOT در حال تبدیل به زیرساختهای پروژه‌های شهر هوشمند هستند. این چراغ‌ها از طریق اتصال بی‌سیم و با فناوری رایانش ابری و از طریق یک پلتفرم به یکدیگر و سایر دستگاه‌ها متصل می‌شوند. ضمناً از سلول‌های خورشیدی برای تأمین انرژی آنها استفاده می‌شود. این سرویس‌ها خیلی فراتر از خدمات ارائه شده توسط یک سیستم روشنایی معمولی است. تصور کنید همین چراغ‌ها وضعیت ترافیک راه‌ها، آب و هوا، فضای خالی پارکینگ، نزدیکترین ایستگاه شارژ خودروهای الکتریکی، اخبار مهم شهری مانند اتفاقات رخ داده و... را تنها از طریق یک اپلیکیشن موبایل، به شهروندان اطلاع می‌دهند. مدیریت هوشمند ضایعات شهری، روشنایی هوشمند معابر و خیابان‌ها، آبیاری هوشمند و نگهداری فضای سبز، ساختمان‌های هوشمند و هوشمندی در بیمارستان‌ها و به طور کلی بهداشت و درمان بخش‌هایی از یک شهر هوشمند هستند.
فاکتورهای اصلی و تاثیرگذار در موفقیت شهرهای هوشمند
موارد بسیار متنوعی در موفقیت این اکوسیستم‌ها دخیل هستند ولی چهار عنصری که در ادامه می‌بینید به عنوان فاکتورهای اصلی موفقیت اجرای پروژه‌های شهر هوشمند شناسایی شده‌اند:
۱. زیرساختهای ارتباط بی‌سیم
پایه و اساس تمام زیرساختهای یک شهر هوشمند، ارتباطی بی‌سیم و فراگیر است. با وجود اینکه یک پروتکل ارتباطی همه کاره در این زمینه وجود ندارد ولی شبکه‌های با دامنه پوشش بالا و مصرف انرژی پایین یا (LPWAN) بهترین گزینه برای راه‌اندازی شهرهای هوشمند هستند. به عنوان مثال تکنولوژی‌هایی مانند LTE Cat M، NB-IoT، LoRa و... در ایجاد یک اکوسیستم هوشمند می‌توانند اثربخش باشند. ضمناً فناوری 5G نیز که بسیار نوظهور است، انتظار می‌رود در آینده‌ای نزدیک به عنوان ابزاری تسهیل کننده در ایجاد و استقرار زیرساخت‌ها و برنامه‌های شهر هوشمند کمک فراوانی نماید.
۲. اطلاعات باز یا Open Data
از دیرباز، کسب و کارهای مختلف علاقه‌ای به اشتراک داده‌های تجارت خود نداشته‌اند و به سختی این اطلاعات را با دیگران سهیم می‌شوند. غالباً دلیل اصلی این ممانعت، ترس از نفوذ هکرها و حملات سایبری و سواستفاده از داده‌ها است، ولی این مسئله مهم نیز نباید فراموش شود که تا چه حد در دست داشتن این داده‌ها در اکوسیستم پیچیده‌ای مانند شهر هوشمند به اتخاذ تصمیمات تأثیرگذار و لحظه‌ای کمک خواهد کرد. امروزه اهمیت وجود داده‌های باز برای مدیریت انواع کسب و کارها و موفقیت مدیران شهری بر کسی پوشیده نیست.
۳. امنیت داده‌ها و اهداف آن
دستگاه‌های متصل به‌هم و مبتنی بر اینترنت اشیا، در یک شهر هوشمند سرویس‌های متنوع و کاربردی زیادی را به شهروندان ارائه می‌کنند؛ اما آیا داده‌های این اکوسیستم از حملات و سرقت‌های سایبری مصون هستند؟ برای مقابله با این حملات و حفظ امنیت اطلاعات شهروندان و شرکت‌ها باید اقدامات تخصصی در این زمینه انجام شود.
کارکرد درست یک شهر هوشمند تنها زمانی اتفاق می‌افتد که داده‌های در جریان، قابل اعتماد باشند و همه شرکت کنندگان در این اکوسیستم در این اعتمادسازی و ایجاد امنیت دخیل هستند. چهار هدف اصلی که از ایجاد امنیت در شهرهای هوشمند دنبال می‌شوند عبارتند از: دسترسی، یکپارچگی، محرمانه بودن، مسئولیت پذیری
۴. چگونه می‌توانیم از شهرهای هوشمند کسب درآمد کنیم؟
در دوران IOT و شهرهای هوشمند، داده‌ها، طلای جدید هستند. برای اینکه شهرهای هوشمند رشد کنند، باید مدل‌های تجاری پایدار ایجاد شود که موفقیت همه بازیگران اکوسیستم را تسهیل کند. نرم‌افزارها باید به گونه‌ای طراحی شده باشند تا همه اعضای اکوسیستم از جمله تولیدکنندگان، توسعه دهندگان، سازندگان، دولت‌ها و غیره، از آن بهره‌مند شوند.
مالکیت معنوی هر عضو باید ارزشمند باشد. قابلیت‌های اشتراکی نرم‌افزارها امکان ایجاد مدل‌های کسب و کار جدیدی را فراهم می‌کند که به هر یک از اعضا اجازه می‌دهد تا ارزش متناسب با سهم خود را از اکوسیستم استخراج کنند. مدل‌های مبتنی بر قابلیت‌های اشتراکی نرم‌افزارها راهی برای کسب درآمد از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهای استفاده شده در زیرساخت‌ها ارائه می‌کند که در صرف هزینه‌های کلانی همچون مخارج سرمایه‌ای کمک شایانی خواهد کرد. در نتیجه از کنار هم قرار گرفتن سخت‌افزارها و اپلیکیشن‌ها در بستر یک شهر هوشمند، علاوه بر سهولت و سبک زندگی بهتر برای شهروندان، گام مهمی برای استفاده بهینه از منابع و کاهش هزینه‌ها به منظور رشد پایدار و حفظ محیط زیست برداشته خواهد شد.