Jak budować inteligentne miasta z wykorzystaniem Big Data i IoT!

Niezwykle dynamiczny rozwój nowoczesnych technologii, w tym Big Data oraz Internet of Things, pozwala coraz śmielej spoglądać na plany budowy inteligentnych miast. Wiele światowych metropolii już dziś wdraża inteligentne rozwiązania, które nie tylko ułatwiają życie mieszkańcom, ale również korzystnie wpływają na kondycję miejskich budżetów czy środowiska naturalnego. Jak wykorzystać technologię do tworzenia miast przyszłości?   

„Smart Citi”, „Future Citi”, „Digital Citi”, „Sustainable Citi”… – terminów stosowanych do określenia miast śmiało sięgających po nowoczesną technologię jest naprawdę wiele. Bez względu na to, czy nazwiemy je inteligentnymi miastami, miastami przyszłości, miastami cyfrowymi czy miastami zrównoważonym, trudno jest sformułować jednorodną, charakteryzującą je definicję. Funkcjonuje ich dziś całe mnóstwo i choć mają wiele wspólnych mianowników, zawierają również pewne niuanse, które je odróżniają bądź zmuszają do uwzględnienia odmiennych aspektów. Najogólniej rzecz ujmując poprzez inteligentne miasto rozumieć należy miasto aktywnie wykorzystujące szeroko rozumiane technologie IT w celu możliwie najbardziej efektywnego wykorzystania infrastruktury miejskiej, zwiększenia jej interaktywności i tym samym jakości życia mieszkańców.

Nadawanie inteligentnego pierwiastka miastom to z jednej strony inicjatywa wynikająca z chęci poprawy jakości życia mieszkańców,  zaś z drugiej konieczność. Stale rosnąca liczba mieszkańców miast, a co za tym idzie konieczność nieustannego rozwoju miejskiej infrastruktury, rodzą wiele wyzwań i problemów natury organizacyjnej. Z raportu ONZ wynika, że do 2050 roku tereny zurbanizowane zamieszkiwać będzie aż 66% ziemskiej społeczności, co oznacza wzrost o kilkanaście punktów procentowych względem stanu dzisiejszego. Zapewnienie sprawnego działania systemu transportowego i administracji publicznej, zagwarantowanie dostępu do publicznej służby zdrowia, a także troska o środowisko czy utrzymanie wysokiego poziomu bezpieczeństwa mieszkańców z każdym kolejnym rokiem będzie tym samym coraz trudniejszym zadaniem. Bez wykorzystania nowoczesnych technologii oraz spójnej strategii rozwoju, opierającej się na indywidualnych uwarunkowaniach i możliwościach, realizacja takiego scenariusza nie będzie możliwa.

Na przestrzeni lat w obszarze smart city działo się wiele, a sama idea ich tworzenia przechodziła przez kilka faz rozwoju i napędzana była przez odmienne podmioty. Pierwszą fazę rozwoju inteligentnych miast stanowiła faza Smart City 1.0. Jej inicjatorami były wielkie koncerny informatyczne, które kreowały popyt na własne produkty i przekonywały włodarzy miast o korzyściach płynących z inwestycji w nowoczesne technologie. Na pierwsze spektakularne porażki nie trzeba było długo czekać. Wiele oferowanych rozwiązań mimo zapewnień nie spełniało pokładanych w nich nadziei, nie rozwiązywało problemów i nie przyczyniało się do poprawy jakości życia mieszkańców. Brak odpowiedniej wiedzy i kompetencji, a także ślepe podążanie za trendem szybko zebrało swoje żniwo. Kolejna faza rozwoju – Smart City 2.0to efekt zmian jakie zaszły w obszarze myślenia o nowych technologiach i możliwości wykorzystania ich w miejskim środowisku. Zainicjowana została przez postępowych i myślących o przyszłości przedstawicieli miast, którzy znając problemy lokalnej społeczności sami zgłosili się do przedstawicieli branży IT w poszukiwaniu efektywnych sposobów na ich rozwiązanie. To, co odróżnia model od poprzedniego to przede wszystkim koncentracja na efektach. Celem było bowiem jest nie wdrożenie inteligentnego rozwiązania, ale rozwiązanie za jego pomocą konkretnego problemu. Model ten wykorzystywany jest dziś przez zdecydowaną większość miast aspirujących bądź uznawanych za inteligentne. Mimo, iż sprawdza się bardzo dobrze, co potwierdza wiele historii sukcesu, nie jest doskonały. Między innym z tego względu w ostatnim czasie coraz częściej mówi się o nowym trendzie, trzeciej fazie kreowania inteligentnych miast – Smart City 3.0. W modelu tym kluczową rolę odgrywają mieszkańcy, których potencjał i zaangażowanie wykorzystywane są do poprawy jakości życia i zarządzania miastem.

Inteligentnych miast oraz tych, które dopiero aspirują do tego tytułu, jest wiele, jednak liderem od lat pozostaje Nowy Jork. W wielu rankingach zajmuje on czołowe miejsca, co tylko potwierdza, że obrana strategia i starania podejmowane przez lokalne władze przynoszą pożądane efekty. Potwierdza to m. in. raport „IESE Cities in Motion Index 2017”, w którym wielowymiarowej ocenie poddano 181 miast, reprezentujących ponad 80 krajów. Badanie poziomu rozwoju miast przeprowadzono w odniesieniu do 10 kluczowych obszarów: zarządzania, planowania urbanistycznego, zarządzania publicznego, technologii, środowiska, zasięgu międzynarodowego, spójności społecznej, mobilności i transportu, kapitał ludzki oraz gospodarki. Nowy Jork już po raz kolejny został liderem zestawienia, a tuż za nim uplasowały się Londyn oraz Paryż. Co ciekawe, w rankingu znaleźć można również polskie akcenty – Warszawa znalazła się na miejscu 54., zaś Wrocław na 95. Wysoka lokata stolicy to zasługa wysokiej oceny w obszarach: planowania urbanistycznego (6. miejsce), środowiska (16. miejsce) oraz spójności społecznej (29. miejsce). Wrocław doceniono głównie za planowanie urbanistyczne (10. miejsce) oraz kwestie środowiskowe (19. miejsce).

Polskie miasta, choć dążą do bycia „smart”, w zdecydowanej większości przypadków nie podejmują zbyt zdecydowanych kroków i nie posiadają spójnych strategii rozwoju w tym zakresie. Koncentrują się ponadto na wybranych obszarach swojego funkcjonowania – głównie transporcie i energetyce. Większość z nich realizuje model Smart City 2.0, aczkolwiek wiodące ośrodki miejskie starają się o awans do wyższej ligi. Sposobów, jakie wykorzystują do angażowania mieszkańców w realizację projektów smart city jest wiele – mowa o wszelkich inicjatywach mające na celu budowę inteligentnego społeczeństwa, gdyż bez niego tworzenie inteligentnego miasta zawsze skazane będzie na niepowodzenie. W wielu miastach realizowane są projekty edukacyjne, propagujące korzystanie z nowoczesnych technologii oraz przeciwdziałające wykluczeniu informacyjnemu, popularyzowane budżety obywatelskie, aktywizujące mieszkańców i angażujące ich w sprawy lokalne, a także udostępniane wartościowe zbiory danych (open data), umożliwiające tworzenie autorskich aplikacji i rozwiązań technologicznych.

Przykłady inteligentnych rozwiązań, jakie wdrożono na świecie, wymieniać można niemalże w nieskończoność. Aktualnie realizowanych jest kilka tysięcy projektów smart city, a liczba ta z każdym miesiącem rośnie. Wiele z nich to projekty opierające się na Big Data oraz Internet of Things. W jaki sposób są one wykorzystywane? Zdaniem ekspertów z Global Agenda Council on the Future of Cities poszukując inspiracji do tworzenia inteligentnych rozwiązań problemów współczesnych miast należy przede wszystkim koncentrować się na wykorzystaniu wolnych zasobów i niwelowaniu nadmiernego, występującego czasowo zapotrzebowanie na określone dobra. Analiza pochodzących z różnych źródeł  danych pozwala na dostrzeganie trendów oraz wyciąganie wniosków, które następnie można przełożyć na konkretne działania. Internet rzeczy pozwala z kolei na zintegrowanie rozmieszczonych na terenie miasta czujników i wykorzystanie ich do gromadzenia w czasie rzeczywistym danych niezbędnych do przeprowadzenia analiz czy działań informacyjnych. Doskonały przykład stanowić mogą tablice przystankowe informujące o odjazdach środków komunikacji miejskiej czy pojemniki na śmieci informujące służby miejskie o poziomie zapełnienia, co pozwala na utrzymanie miasta w czystości, a dodatkowo redukcję kosztów związanych z wywozem nieczystości. Połączenie Big Data z możliwościami jakie oferuje Internet of Things to szereg możliwości, a zarazem wyzwań, których pokonanie będzie kluczowe dla rozwoju inteligentnych miast.

A jaki sposób Big Data oraz IoT mogą być wykorzystane przy rozwoju inteligentnych miast? Możliwości jest całe mnóstwo. Biorąc pod uwagę rosnącą świadomość ekologiczną oraz konieczność redukcji poziomu zanieczyszczenia środowiska, rozmieszczone wzdłuż ciągów komunikacyjnych czujniki mogą być wykorzystywane do mierzenia bieżącego poziomu zanieczyszczeń i natężenia ruchu. Informacje te mogą posłużyć do rozładowania ruchu i redukcji skrajnie wysokich poziomów zanieczyszczenia powietrza w określonych lokalizacjach. Pozostając w obszarze transportu, warto wspomnieć o możliwościach skutecznego planowania ruchu drogowego, optymalizowania tras dostaw czy nawet stworzeniu możliwości szybkiego zlokalizowania w najbliższej okolicy wolnego miejsca parkingowego.

Gromadzone przez czujniki dane pomagają nie tylko efektywniej wykorzystywać posiadane zasoby, ale również obniżać zużycie energii, bądź w inny sposób pozytywnie wpływać na kondycję środowisko naturalnego. Analiza danych ułatwia podejmowanie decyzji dotyczącej poziomu podaży energii elektrycznej, odpowiadającej faktycznemu zapotrzebowaniu obywateli, a także przewidywać przyszłe zapotrzebowanie i sezonowe zmiany. Pozwala ponadto na skuteczniejsze monitorowanie warunków pogodowych i dostarczanie prognoz na żądanie, przewidywanie zmian środowiskowych czy naturalnych katastrof. Szerokie zastosowanie Big Data and IoT wykazać można również w wielu innych obszarach, w tym chociażby w ochronie zdrowia, gdzie gromadzenie danych pochodzących z różnych źródeł, w tym z mobilnych sensorów noszonych przez pacjentów, pozwala skuteczniej walczyć z wieloma schorzeniami. Co istotne szczególnie z punktu widzenia włodarzy miast działanie takie stanowi szansę na ogólną poprawę efektywności w wielu obszarach funkcjonowania, co pozwala nie tylko świadczyć usługi na wyższym poziomie, ale również optymalizować koszty. Można zatem przypuszczać, iż rola Big Data oraz Internet of Things w procesie tworzenia inteligentnych miast będzie się sukcesywnie umacniać.

Choć idea tworzenia inteligentnych miast znajduje wielu zwolenników, nie brak również malkontentów, którzy określają ideę smart city jako cyfrową utopię. Tak skrajne opinie są wprawdzie rzadkością, jednak nie sposób przynajmniej w części nie zgodzić się z podnoszonymi argumentami. Rozwój inteligentnych miast postępuje niezwykle dynamicznie, aczkolwiek napotyka na wiele wyzwań i problemów. Zalew danych z jakim mamy obecnie do czynienia już teraz stanowi problem, a powszechne instalowanie sensorów w każdym mieście tylko go spotęguje. Ogromne ilości danych muszą być bowiem gdzieś gromadzone, przechowywane, a następnie czyszczone i analizowane. Wiążą się z tym niemałe koszty, które dla wielu miast mogą okazać się trudne do zbilansowania. Niemały koszt wiązać się będzie ponadto ze stworzeniem infrastruktury, w tym zakup i instalację sensorów. Wielu ekspertów wskazuje ponadto na kwestie techniczne, w tym energię niezbędną do zasilania milionów sensorów oraz urządzeń, które będą odbierały sygnały i gromadziły generowane dane. Bez odpowiedniej strategii i biznesowego uzasadnienia, realizacja wielu przedsięwzięć będzie skazana na niepowodzenie, a w konsekwencji może skutkować niechęcą przed wdrażaniem kolejnych projektów smart city. Konieczne staje się tym samym właściwe zrozumienie idei smart city przez przedstawicieli miast, uświadomienie sobie korzyści płynących z wdrożenia takich inicjatyw oraz najważniejsze – nawiązanie efektywnego dialogu z mieszkańcami.