ما المدينة الذكية؟

تشمل مجالات عمليات المدن، التي أصبحت فيها تكنولوجيا المعلومات والاتصالات، وإنترنت الأشياء، والتقنيات الذكية الأخرى تؤدي دورًا متزايدًا، كلًا من النقل والطاقة والبنية التحتية. وكلما حدَّثت المدينة أنظمتها وهياكلها لدمج هذه التقنيات، أصبحت أكثر ذكاءً. ومع ذلك، فإن تحديد المدن التي يجب اعتبارها مدنًا ذكية أو التي يجب أن تحمل لقب المدينة "الأذكى" هي مسألة محل نقاش.

مثلما يتحكم الجهاز العصبي للجسم في كيفية استجابة البشر للعالم من حولهم، فإن التقنيات المتطورة تمكّن المدن من الاستجابة للتغيرات في بيئاتها الحضرية  المحلية.

تُعد تقنيات جمع البيانات - بما في ذلك البيانات في الوقت الفعلي - أساسية لمبادرات المدن الذكية والمزايا التي تعد بها. وتساعد المعارف القائمة على البيانات الحكومات المحلية على تحسين التخطيط الحضري ونشر خدمات المدينة، بدءًا من إدارة النفايات ووصولاً إلى النقل العام، ما يؤدي إلى تحسين جودة الحياة للسكان.

يمكن لخدمات المدن الأكثر كفاءة  أن تساعد أيضًا  في خفض انبعاثات الكربون ، ما يساهم في الجهود العالمية للتصدي  لتغير المناخ مع  تحسين جودة الهواء المحلي. إلى جانب ذلك،  يمكن لحلول المدن الذكية  أن تكون محركًا  للنمو الاقتصادي، حيث يمكن أن تشجع البنية الأساسية والابتكارات التكنولوجية الأفضل على توفير فرص العمل وفرص الأعمال.

حددت وزارة النقل الأمريكية ثلاث سمات مميزة للمدن والمجتمعات الذكية:¹

يعود تاريخ الجهود التقنية والجهود القائمة على البيانات  لتحسين البيئات  الحضرية إلى ستينيات القرن الماضي على الأقل، عندما قام المسؤولون الحكوميون في لوس أنجلوس بولاية كاليفورنيا بجمع البيانات واستخدام برامج الكمبيوتر لتحديد الأحياء الفقيرة التي تحتاج إلى تدخل.^.2

بدأ مصطلح "المدينة الذكية" في الظهور في الأدبيات الأكاديمية في تسعينيات القرن العشرين وتطور تعريفه وتوسع على مر السنين. وأشار تقرير صادر عن معهد McKinsey العالمي لعام 2018 إلى أنه في حين أن مسؤولي المدينة استفادوا ذات مرة من تقنيات المدن الذكية "ما وراء الكواليس"، فإن حلول المدن الذكية تشمل الآن بشكل متزايد مشاركة سكان المدينة. يمكن للأطراف المعنية جمع البيانات المهمة ومشاركتها من خلال المنصات الرقمية  وتطبيقات الأجهزة المحمولة التفاعلية ، ما يؤدي  دورًا رئيسيًا في النظام البنائي للمدينة الذكية .^.3

اليوم، غالبًا ما توصف حلول المدن الذكية بأنها تساعد المناطق الحضرية على مواجهة التحديات المتعلقة بالنمو السكاني. تتوقع الأمم المتحدة أنه بحلول عام 2050، سيعيش ثلثا سكان العالم في المدن.

تعمل التقنيات الجديدة التي تعمل على تحسين الكفاءة والاستدامة في القطاع الخاص أيضًا على تشغيل شبكات المدينة الذكية:

تشمل تكنولوجيا المعلومات والاتصالات مجموعة من التقنيات المتصلة بالبيانات. كما يُعرّف المعهد الوطني الأمريكي للمعايير والتقنية (NIST) التابع لوزارة التجارة الأمريكية  تكنولوجيا المعلومات والاتصالات  على أنها تشمل التقاط البيانات والمعلومات وتخزينها واستعادتها ومعالجتها وعرضها وتمثيلها وتقديمها وتنظيمها وإدارتها وأمنها ونقلها وتبادلها.

إنترنت الأشياء (IoT) عبارة عن شبكة من الأجهزة المادية والمركبات والأجهزة المنزلية وغيرها من الأشياء المزودة بأجهزة استشعار متصلة بالإنترنت تسمح لها بجمع البيانات ومشاركتها. ويمكن أن تتراوح هذه الأجهزة المتصلة — والمعروفة أيضًا باسم ” الكائنات الذكية“ — بين أجهزة ”المنزل الذكي“ و”المباني الذكية“ البسيطة مثل أجهزة تنظيم الحرارة الذكية، والأجهزة القابلة للارتداء مثل الساعات الذكية، والتقنيات المدمجة  في أنظمة النقل.  تدعم شبكة Wifi، أو الاتصال اللاسلكي ، وظائف  إنترنت الأشياء ، حيث غالبًا ما تُعتبر شبكة  wifi  العامة مفتاحًا لخدمات المدينة  التي تعمل بتقنية إ نترنت الأشياء.

الأتمتة هي استخدام التقنيات لأداء المهام بأقل قدر من المدخلات البشرية.  فتساعد الأتمتة في  مشاريع المدن الذكية  المدن على أن تصبح أكثر استجابة للبيانات في  الوقت الفعلي  التي تنقلها الأجهزة المتصلة في  إنترنت الأشياء. على سبيل المثال، من خلال  الأتمتة، يمكن تشغيل وإطفاء مصابيح الشوارع  اعتمادًا على التعليقات من أجهزة الاستشعار التي تكشف الضوء والحركة. وتقوم مثل هذه الأنظمة بإطفاء مصابيح الشوارع تلقائيًا عندما لا تكون هناك حاجة إليها، ما يعزز كفاءة الطاقة واستدامة عمليات المدينة.

يجمع الذكاء الاصطناعي بين علوم الحاسب ومجموعات البيانات الفعالة لتمكين حل المشكلات. تستخدم مشاريع المدن الذكية حلولاً تعتمد على الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لإدارة البنية الأساسية بكفاءة واستدامة. على سبيل المثال، يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تعزيز طرق جمع النفايات، وتقليل انبعاثات الكربون من خلال شاحنات القمامة في المدينة. ويمكن أن يساعد الذكاء الاصطناعي أيضًا إنفاذ القانون على تحسين السلامة العامة من خلال تحليل البيانات من الكاميرات الأمنية والأجهزة المتصلة للكشف عن الجريمة.

يُعد النقل الذكي حجر الأساس في تخطيط المدن الذكية. يسمح  إنترنت الأشياء  والذكاء الاصطناعي  والتقنيات الأخرى مثل تحديد الموقع الجغرافي  للحكومات المحلية  وشركاء القطاع الخاص بجمع  البيانات في الوقت الفعلي. وتساعد هذه البيانات على تحسين وسائل النقل العام وكذلك تخفيف الازدحام المروري وتقليل  انبعاثات  الكربون وتحسين  جودة الحياة  لسكان المدينة والركاب على حد سواء.

يمكن أن تساعد تقنيات المدن الذكية  المستخدمة  في أنظمة النقل الذكية  المسؤولين على التنبؤ بمركبات المدينة المعرضة لخطر التعطل وطلب الإصلاحات بشكل استباقي. وتعمل هذه التقنيات  على تشغيل أنظمة انتظار  السيارات الذكية التي تقيم توافر أماكن انتظار السيارات وتبقي سائقي السيارات على اطلاع. فإنها تسهل اتباع نهج فعال مدعوم الذكاء الاصطناعي لإدارة حركة المرور باستخدام بيانات  حركة المرور في  الوقت الفعلي  لتحديد توقيت تغييرات الإشارة عند التقاطعات. كما تدعم أنظمة النقل الذكية استخدام السيارات الكهربائية والمركبات ذاتية القيادة، ما يساهم في تقليل انبعاثات الكربون وتحسين تدفقات حركة المرور.

يمكن لتقنيات المدن الذكية مثل الذكاء الاصطناعي أن تساعد مزوّدي الطاقة على إدارة الشبكات الذكية، وهي شبكات كهرباء مزوَّدة بمستشعرات وبرمجيات. ويمكن للبرامج وأدوات التحليل المتقدمة تحليل البيانات المقدمة من خلال الأجهزة المتصلة لتحديد أنماط استهلاك الطاقة والتنبؤ باستخدام الطاقة في المستقبل، ما يساعد مقدمي الخدمات على تجنُّب الانقطاعات وتلبية احتياجات العملاء بشكل استباقي. يمكن للطاقة الذكية أيضًا أن تدعم دمج مصادر الطاقة المتجددة والتقنيات الموفِّرة للطاقة، ما يساعد على التخفيف من تغيُّر المناخ.

كما يمكن لتقنية الطاقة الذكية أن تعمل أيضًا على تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والنفايات والموارد المستهلكة في عمليات النفط والغاز. ومن الأمثلة على ذلك:

• تطبيق تعزيز الأصول التنبئية باستخدام الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء لإطالة عمر الأصول وتقليل الموارد المطلوبة لصيانتها ومراقبتها.
• تحسين عمليات التنقيب والإنتاج مع التركيز على أداء الأصول النظامية. يساعد هذا النهج على تحسين وقت الانتقال إلى الأنظمة الرقمية والتحقيق في المعدات ذات الأداء الضعيف والاستهلاك المفرط.
• استخدام تقنيات المراقبة البيئية لتقليل استهلاك الطاقة والقضاء على مخاوف الصحة والسلامة والبيئة (HSE).

تشمل البنية التحتية الذكية كلاً من النقل الذكي والطاقة الذكية. ويشمل ذلك أيضًا أساليب ذكية للتعامل مع المرافق مثل المياه، إلى جانب صيانة الهياكل والمعدات التي تدعم النقل، مثل الكابلات والطوابق. كما هو الحال مع التقنيات الذكية الأخرى، تساعد البيانات التي يتم جمعها باستخدام أجهزة الاستشعار والأجهزة المتصلة متخذي القرار على تحديد المشاكل المحتملة ومعالجتها بشكل استباقي. وفي هذه الحالة، تساعد البيانات على تحديد المشاكل المتعلقة بأصول البنية التحتية ومعالجتها قبل تفاقمها، فضلاً عن تحسين الكفاءة وجودة الحياة للسكان المحليين.

قد تختلف المناطق الحضرية المؤهلة كمدينة ذكية والمدن "الأذكى" بناءً على المصدر الذي تستشيره. وتتسابق مدن في أوروبا والأمريكتين وآسيا بانتظام من أجل الحصول على مراكز في مختلف التصنيفات. ومع ذلك، فإن الأمر الواضح هو أن الحكومات المحلية في جميع أنحاء العالم تتبنى مجموعة متنوعة من حلول المدن الذكية. وتشمل مراكز التجارة العالمية الشهيرة مثل مدينة نيويورك وسنغافورة، فضلاً عن مراكز القوة الإقليمية مثل تشاتانوغا بولاية تينيسي ومقاطعة تشجيانغ في الصين.

أصبحت محطات شحن السيارات الكهربائية في كل مكان بمقاطعة تشجيانغ، كما هو الحال في العديد من الأماكن الأخرى داخل الصين فبحسب ما ورد، تمتلك المقاطعة أكثر من مليون محطة شحن. في تشاتانوغا، تشمل مشاريع المدن الذكية التعاون مع مختلف المؤسسات لمراقبة جودة الهواء من خلال شبكات الاستشعار. يدعم المشروع مبادرات جودة الهواء في المدينة ويوفر معلومات قيمة لمقدمي الرعاية الصحية.

لكن ابتكارات المدن الذكية لا تحدث من تلقاء نفسها. يجتمع المخططون الحضريون والمؤسسات غير الربحية والشركات بانتظام لتقديم الأفكار والحلول في الأحداث العالمية. ومن الفعاليات الرئيسية لمثل هذه التبادلات المؤتمر العالمي لمعرض المدينة الذكية الذي يتخذ من برشلونة مقرًا له، والذي يهدف إلى "تعزيز الابتكار الحضري في جميع أنحاء العالم".