به گزارش سرویس ترجمه خبرگزاری ایمنا، هوشمندسازی با استفاده از سنسورها، ربات‌ها و بسیاری تجهیزات هوشمند دیگر نتیجه قابل‌توجهی در جنبه‌های مختلف پایداری شهرها حاصل می‌کند، توسعه اقتصادی و حفاظت از محیط زیست را بهبود می‌بخشد و نحوه تعامل مردم با زیرساخت‌های شهری را ارتقا می‌دهد تا شرایط لازم برای هوشمندسازی شهرهای آینده را فراهم کند. تمام این موارد در راه‌حل‌های شهر هوشمند نهفته است که می‌توان آن‌ها را در گروه‌های مشخص شامل زیرساخت‌های هوشمند، ساختمان‌های هوشمند، خودروهای هوشمند، تولید و توزیع کارآمد انرژی، مزارع هوشمند و مدیریت هوشمند پسماند دسته‌بندی کرد که هر یک دارای زیرگروه‌های مخصوص به خود است.
زیرساخت‌های هوشمند
زیرساخت‌های هوشمند به استفاده از زیرساخت‌های شهری اطلاق می‌شود که سبک زندگی شهروندان را در شهرهای هوشمند تسهیل می‌کند. این زیرساخت‌ها شامل زیرگروه‌های زیر می‌شود:
جاده‌های هوشمند
جاده‌های هوشمند از سنسورها و فناوری اینترنت اشیا استفاده می‌کنند که رانندگی را آسان‌تر و ایمن‌تر می‌کند. این جاده‌ها اطلاعات لحظه‌ای درباره آب‌وهوا و شرایط جاده را در اختیار رانندگان قرار می‌دهند و با ارسال هشدار در مورد ترافیک پیش رو به رانندگان، در یافتن فضای پارک رایگان و جلوگیری از تصادفات به آن‌ها کمک می‌کنند. جاده‌های هوشمند به‌ویژه برای شهرهای کوهستانی مؤثر واقع می‌شوند که رانش زمین در آن‌ها یک اتفاق رایج است. جاده‌هایی که دارای قابلیت شارژ وسایل‌نقلیه الکتریکی هستند، یکی از انواع جاده‌های هوشمند به‌شمار می‌روند.
کنترل هوشمند ترافیک و به‌روزرسانی لحظه‌ای
فناوری‌های نوآورانه مبتنی بر کنترل هوشمند چراغ‌های راهنمایی می‌تواند برای همیشه به معضل ترافیک پایان دهند. سیستم‌های چراغ راهنمایی سنتی قابلیت تشخیص زمان وجود اختلال در ترافیک مثلاً به‌دنبال وقوع یک تصادف رانندگی را ندارند، به همین دلیل یک سیستم مدیریت ترافیک هوشمند به شهرها کمک می‌کند تا جریان ترافیک را راحت‌تر مدیریت کنند. به‌روزرسانی‌های بلادرنگ این سیستم‌های هوشمند بر اساس پیش‌بینی زمان دقیق، بینش ترافیکی و تشخیص تعداد وسایل‌نقلیه منتظر پشت چراغ سبز است و اولویت را به وسایل حمل‌ونقل عمومی می‌دهد که به تقاطع‌ها نزدیک می‌شوند. داده‌های به‌دست‌آمده از سنسورهای این سیستم، در راستای بهینه‌سازی ترافیک به هوشمندانه‌ترین روش توسط هوش مصنوعی مورد تجزیه‌وتحلیل قرار می‌گیرند. نمونه‌ای از این سیستم مدیریت ترافیک آینده‌نگر از سال ۲۰۱۶ در پیتسبورگ آمریکا مورد استفاده قرار گرفته و از آن موقع، مدت زمان سفر در شهر ۲۵ درصد و ترافیک تا ۴۰ درصد کاهش پیدا کرده است.
سامانه مدیریت هوشمند روشنایی
چراغ‌های هوشمند شهرها را قادر می‌سازد تا از روشنایی در مکان‌های مختلف بر اساس نیازهای روشنایی اطمینان حاصل کنند. این چراغ‌ها که با انرژی خورشیدی کار می‌کنند، تنها زمانی روشن می‌شوند که شخص یا وسیله‌ای از مجاورت آن‌ها عبور کند و از این طریق در مصرف انرژی صرفه‌جویی می‌کنند. چراغ‌های هوشمند همچنین با کم کردن میزان نور در مناطق کم رفت‌وآمد مانند پارکینگ‌ها، مصرف انرژی را کاهش می‌دهند.
پارکینگ خودکار هوشمند
تحقیقات انجام شده توسط انجمن خودروسازان اروپا نشان می‌دهد از هر دو شهروند ساکن در اتحادیه اروپا، یک نفر وسیله‌نقلیه شخصی دارد. این تعداد به‌طور دائم در حال افزایش و به‌دنبال آن فضای پارکینگ بیشتری مورد نیاز است. با این حال ساخت فضاهای پارکینگ بیشتر به‌ویژه در مناطق بزرگ شهری امکان‌پذیر نیست، به همین دلیل نیاز به سیستم پارکینگ هوشمند به شدت احساس می‌شود. با استفاده از سنسورهای تشخیص خودروی درون زمینی و به کمک پلت‌فرم‌های آنلاین هوشمند، مردم می‌توانند به‌راحتی مکان‌های پارک مورد نیاز خود را در گوشی تلفن همراه‌شان پیدا و از جست‌وجوی بی‌پایان برای یافتن جای خالی پارک اجتناب کنند. به این ترتیب علاوه بر صرف زمان کمتر برای پیدا کردن جای پارک، در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌شود که این امر در نهایت کاهش آلودگی و انتشار دی‌اکسیدکربن را به دنبال خواهد داشت.
پوشش کامل وای‌فای
اتصالات وای‌فای پایدار بدون شک یکی از عوامل کلیدی موفقیت اینترنت اشیا و آینده شهرهای هوشمند است، چراکه به کمک این اتصالات مدیریت و نگهداری شهرهای هوشمند آسان‌تر خواهد بود. وای‌فای رایگان در شهرها به پر کردن شکاف دیجیتالی کمک و دسترسی راحت به اطلاعات را برای افرادی تضمین می‌کند که به اینترنت دسترسی ندارند. در حال حاضر بعضی از شهرها مانند بارسلونا و اوزاکا تقریباً صد درصد پوشش وای‌فای دارند.
ساختمان‌های هوشمند
ساختمان‌های یک شهر به کمک هوش مصنوعی و اینترنت اشیا هوشمند می‌شوند و از این طریق مصرف انرژی را کاهش می‌دهند. همچنین ساکنین این ساختمان‌ها می‌توانند از نگهداری مناسب دارایی‌های خود اطمینان حاصل کنند و از سلامت کلی محیط اطراف خود بهره ببرند. یکی از بهترین نمونه‌های ساختمان‌های سبز در سراسر دنیا میدان یک فرشته یا One Angel در منچستر انگلستان با نمای دوجداره است که در تابستان گرمای ورودی به ساختمان را کاهش می‌دهد و در زمستان ساختمان را ایزوله می‌کند. انرژی ساختمان برای تولید برق و گرما از روغن کلزا تأمین می‌شود. تمام این ویژگی‌ها در کنار هم بین ۴۰ تا ۶۰ درصد مصرف انرژی کلی ساختمان را کاهش داده است.
ساختمان‌های سبز با پنل‌های فتولتائیک خورشیدی
ساختمان‌هایی با تجهیزات فتوولتائیک یکپارچه پنل‌های خورشیدی به‌دلیل قیمت و هزینه‌های بالا یک ضرورت برای شهر هوشمند به‌شمار نمی‌روند، اما به‌طورکلی و در مقایسه با روش‌های سنتی تولید برق گزینه بهتری به حساب می‌آیند. در حال حاضر این پنل‌ها به چهار شکل در نما، پنجره‌ها، سقف‌های تخت و سقف‌های شیب‌دار ساختمان‌ها به‌کار می‌روند. با توجه به این‌که قیمت هر وات پنل خورشیدی در دهه گذشته ۶۲ درصد کاهش داشته است، می‌توان در آینده قیمت‌های مقرون‌به‌صرفه‌تری را برای توسعه این نوع از ساختمان‌های سبز انتظار داشت.
ساختمان‌های سبز و توربین‌های بادی سقفی
ساختمان‌های سبز به‌طور خاص با کاهش یا حذف اثرات منفی شهرنشینی بر آب‌وهوا و محیط زیست طراحی شده‌اند. استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر هم‌چون پنل‌های خورشیدی، استفاده از مواد غیرسمی و پایدار، گردش هوای داخلی با کیفیت و بهره‌برداری از آب باران در این ساختمان‌ها از ویژگی‌های یک ساختمان سبز محسوب می‌شود. کارشناسان استفاده گسترده‌تری از توربین‌های بادی سقفی را در سال‌های آینده پیش‌بینی می‌کنند، چراکه هزینه انرژی بادی کمتر از انرژی خورشیدی و کارایی آن‌ها بیشتر است.
مدیریت خودکار نشتی آب
بعضی از ساختمان‌ها سالانه با حدود ۴۰ هزار لیتر آب هدررفته به دلیل نشتی‌های ثابت یا ناشناخته مواجه هستند که این مقدار آب برای پر کردن یک استخر شنا کافی است. این نشتی‌ها هزینه خدمات برقی غیرضروری را نیز افزایش می‌دهد، با این حال به کمک یک سیستم مدیریت آب هوشمند یکپارچه، مصرف آب به‌صورت لحظه‌ای نظارت و نشتی‌های موجود به سرعت شناسایی می‌شود.
سیستم‌های پایش انرژی
راه‌حل‌های هوشمند نظارت بر انرژی، نظارت بر انرژی مصرف‌شده توسط دستگاه‌های یک ساختمان را به‌صورت لحظه‌ای امکان‌پذیر می‌سازد. با استفاده از این اطلاعات مسئولین و ساکنان یک ساختمان می‌توانند مصرف منابع انرژی مانند آب، برق و گاز را بهینه کنند و مبلغ قبوض انرژی شهری را به میزان چشمگیری کاهش دهند. علاوه بر این، ساختمان‌های هوشمند با استفاده از سیستم نظارت بر سطح مخزن آب می‌توانند مقدار بهینه آب مورد نیاز را به‌عنوان بافر ذخیره‌سازی حفظ کنند. این سیستم نظارتی هر زمان که سطح آب از آستانه پایین رود، به ساکنان ساختمان هشدار می‌دهد.
کنترل دسترسی محیطی
به طور کلی، امنیت محیطی به کمک فناوری‌هایی برقرار می‌شود که با جلوگیری از ورود فیزیکی غیرمجاز در محیط پیرامون یک ساختمان، از افراد، تأسیسات و محوطه آن‌ها محافظت می‌کند. به‌عنوان چند نمونه از انواع کنترل‌های هوشمند می‌توان به سیستم امنیتی دوربین مدار بسته، سنسورهای حرکت، سیستم شناسایی اثر انگشت و تشخیص چهره اشاره کرد. به‌عنوان مثال با دوربین‌های نظارتی هوشمند، نظارت بر جنایات، بلایای طبیعی و سایر موارد اضطراری در شهرهای بزرگ آسان‌تر خواهد بود.
سیستم‌های ایمنی و امنیتی هوشمند
سیستم‌های ایمنی و امنیتی هوشمند در ساختمان‌ها شامل دستگاه‌هایی مانند دوربین‌های نظارت، دستگاه‌های بیومتریک و آلارم‌های بی‌سیم است که از ورود افراد غیرمجاز به داخل ساختمان جلوگیری و امکان نظارت از راه دور بر آن را فراهم می‌کند. با استفاده از سیستم‌های امنیتی محیطی و کنترل دسترسی می‌توان ورود به مناطق حساس و شخصی را محدود کرد، احتمال سرقت را کاهش داد و به شناسایی افراد در مکان‌های غیر مجاز ساختمان کمک کرد.
خودروهای هوشمند
مزایایی که اینترنت اشیا در بخش خودرو به ارمغان می‌آورد مثال‌زدنی است. گسترش استفاده از خودروهای متصل و مدیریت ناوگان حمل‌ونقل از بزرگ‌ترین کاربردهای خودروهای هوشمند در شهرها محسوب می‌شوند.
وسایل‌نقلیه متصل و خودران
وسایل‌نقلیه متصل این امکان را دارند که در زمان واقعی با سایر خودروها، عابران پیاده و زیرساخت‌های جاده‌ای ارتباط برقرار کند. بازار این وسایل به‌طور پیوسته در حال گسترش است. تعداد کل وسایل‌نقلیه متصل به شبکه هوشمند در سال ۲۰۲۰ بیش از ۲۵۰ میلیون دستگاه بود. این شبکه هوشمند اطلاعات مربوط به ترافیک، تصادفات و شرایط آب‌وهوایی و جاده را با وسایل‌نقلیه به اشتراک می‌گذارد و به آن‌ها این امکان را می‌دهد که کوتاه‌ترین مسیر ممکن را برای رسیدن به مقصد خود طی کنند. این شبکه همچنین در مورد علائم راهنمایی و رانندگی در گذرگاه بعدی، باجه‌های عوارض و نزدیک‌ترین مکان‌های مورد نیاز هم‌چون پمپ بنزین و رستوران‌ها به راننده اطلاعات ارائه می‌دهد.
ردیابی خودرو و مدیریت ناوگان
راه‌حل‌های ردیابی هوشمند برای دنبال کردن حرکت خودروها، کامیون‌ها وکشتی‌ها در جاده‌ها، همچنین ایجاد امنیت و ایمنی عمومی مورد استفاده قرار می‌گیرد. واحدهای پلیس می‌توانند از این سیستم برای ردیابی وسایل‌نقلیه سرقتی استفاده کنند و آمبولانس‌ها و ماشین‌های آتش‌نشانی می‌توانند از آن برای رسیدن به موقعیت در معرض خطر در سریع‌ترین زمان ممکن بهره ببرند. این راه‌حل‌ها همچنین به فرآیند تحویل محموله در شهرهای هوشمند سرعت می‌بخشند.
تولید و توزیع کارآمد انرژی
دسترسی به منابع پایدار و کارآمد انرژی بخشی جدایی‌ناپذیر و مهم در مبحث شهرهای هوشمند است. شهری که در هر زمان از شبانه‌روز در هفت روز هفته برق نداشته باشد را به‌طور قطع نمی‌توان در زمره شهرهای هوشمند قرار داد. شبکه‌های هوشمند و کنتورهای هوشمند از قابلیت‌های اینترنت اشیا برای ایجاد یک سیستم انتقال و توزیع پیشرفته استفاده می‌کنند. علاوه بر این، اینترنت اشیا به شرکت‌های تولید برق اجازه می‌دهد تا فرآیندهای تولید انرژی خود را برای برآورده کردن نیازهای در حال تغییر مصرف‌کنندگان نهایی بهینه کنند.
مدیریت تجهیزات
تجهیزات هوشمند امکان نظارت پیوسته بر عملکرد نیروگاه‌ها و تجهیزات آن‌ها را فراهم می‌آورد و در صورت نیاز به تعویض یا تعمیر تجهیزات در صورت خرابی‌های غیرمنتظره، برای مسئولان هشدار ارسال می‌کند تا به سرعت عملیات تعمیر و نگهداری را انجام دهد. به این ترتیب تأمین برق بدون وقفه در شهر حفظ می‌شود. کنتورهای هوشمند در این شبکه‌ها به تأمین‌کنندگان انرژی امکان صدور فاکتورهای روزانه را می‌دهند و احتمال صدور هرگونه صورت‌حساب تقلبی هزینه انرژی‌های مصرفی را از بین می‌برد.
مدیریت انرژی‌های تجدیدپذیر
تولید برق از طریق منابع انرژی تجدیدناپذیر منجر به آلودگی در شهر می‌شود. این منابع همچنین محدود هستند و امکان استفاده دائمی از آن‌ها وجود ندارد. از سوی دیگر امکان استفاده از منابع تجدیدپذیر نیز همیشگی نیست و بهره‌گیری از آن‌ها به شرایط آب‌وهوایی بستگی دارد. اینترنت اشیا از یک سیستم انتقال هوشمند استفاده می‌کند و امکان تغییر خودکار بین منابع تغذیه تجدیدناپذیر و تجدیدپذیر را مبتنی بر شرایط جاری فراهم می‌کند. نتیجه به‌کارگیری این سیستم استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر بسته به شرایط آب‌وهوایی و متعاقباً کاهش آلودگی هوای شهر است.
مزارع هوشمند
ظهور هوش مصنوعی در بخش کشاورزی به‌عنوان چهارمین انقلاب کشاورزی در نظر گرفته می‌شود. مزارع هوشمند از ثبات اقتصادی شهرهای هوشمند حمایت می‌کنند و به بخش کشاورزی و دامپروری این امکان را می‌دهند که همگام با زیرساخت‌های شهری در حال بهبود رونق بگیرد. دو مورد از رایج‌ترین کاربردهای مزارع هوشمند مدیریت زراعی و مدیریت دام است.
مدیریت زراعی
مدیریت زراعی شامل نظارت بر پارامترهای مختلف مانند آب‌وهوا، خاک، آفات و خود محصول توسط سنسورهای مختلفی هم‌چون سنسورهای پایش آب‌وهوا، تشخیص آفات و پایش خاک می‌شود که در نقاط گوناگون مزرعه تعبیه می‌شوند. این سنسورها امکان پیگیری پارامترهای اندازه‌گیری‌شده را در اختیار کشاورزان قرار می‌دهد. علاوه بر این، داده‌های این سنسورها تغییرات ناگهانی مبتنی بر شرایط آب‌وهوایی را پیش‌بینی و به کشاورزان کمک می‌کند تا فرآیند کشاورزی بعدی خود را مطابق با آن برنامه‌ریزی کنند.
سنسورهای تشخیص آفات نیز به کشاورزان این امکان را می‌دهد که استفاده از آفت‌کش‌ها را بر اساس نوع و تعداد آفات موجود در مزرعه بهینه کنند. شرایط خاک مانند رطوبت، دما و ارزش غذایی را نیز می‌توان با استفاده از سنسورهای مختلف نظارت بر خاک اندازه‌گیری کرد و اقدامات لازم برای آبیاری، کود دهی و سم‌پاشی را متناسب با این داده‌ها انجام داد.
مدیریت سلامت دام
مدیریت سلامت دام امر مهمی برای دام‌داران است. یک دام‌دار با استفاده از ردیاب‌های GPS همیشه می‌تواند مکان دام‌های خود را زیر نظر بگیرد تا هر زمان که دام‌ها از مجاورت مراتع عبور می‌کنند، هشدار دریافت کند. الگوهای پرورش و سلامت دام را نیز می‌توان با استفاده از سنسورهای مختلف پیش‌بینی کرد که پارامترهای سلامتی مانند ضربان قلب و درجه حرارت بدن دام را کنترل می‌کنند.
مدیریت پسماند
مدیریت پسماند یکی از مشکلات اساسی است که به دنبال ایجاد شهرهای هوشمند ایجاد می‌شود. با گسترش شهرنشینی و افزایش جمعیت شهرها، تمیز نگه داشتن خیابان‌ها بسیار چالش‌برانگیز می‌شود، با این حال بعضی از شهرها مانند سنگاپور به‌خوبی توانسته‌اند به کمک هوش مصنوعی با این موضوع مبارزه کنند.
سطل پسماند هوشمند
سطل‌های زباله هوشمند که با ترکیب چند فناوری مانند هوش مصنوعی، سنسورهای بی‌سیم و سیستم‌های نظارت هوشمند ساخته می‌شوند، راهکاری برای انتقال کم‌هزینه پسماند، با حداقل نیروی انسانی و کمترین میزان تردد محسوب می‌شوند. در واقع با استفاده از اطلاعاتی که سنسورهای به‌کاررفته در این سطل‌ها در مورد پسماندهای موجود در سطل‌ها ارائه می‌دهد، زمان و سوخت کمتری برای بررسی و تخلیه آن‌ها صرف می‌شود. امروزه سطل‌های هوشمندی در حال ساخت است که به‌طور خودکار مواد قابل بازیافت را با استفاده از شناسایی اشیا مبتنی بر هوش مصنوعی دسته‌بندی می‌کند. پس از مرتب‌سازی، پسماندها فشرده می‌شوند و زمان تخلیه هر سطل بر اساس میزان پر بودن آن به مسئولین اطلاع داده می‌شود. سطل‌های هوشمند با حذف خطاهای انسانی از مراحل مرتب‌سازی اولیه و برنامه‌ریزی دقیق برای تخلیه، هزینه‌های مدیریت پسماند را تا ۶۳ درصد کاهش می‌دهند.
نظر شما