شهر هوشمند عبارت از یکپارچگی سیستم‌های فیزیکی، دیجیتال و انسانی در یک محیط به‌منظور فراهم کردن آینده‌ای پایدار و مرفه برای تمام شهروندان است.
به گزارش مرکز ارتباطات و اطلاع‌رسانی معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، درواقع، شهر هوشمند را می‌توان سیستمی از سیستم‌های دیگر شهری (همچون آب، برق، حمل‌و‌نقل، شرایط اضطراری و ...) دانست، که هرکدام بر دیگری تأثیرگذارند. با جمع‌آوری و پردازش داده‌های این سیستم‌ها، می‌توان اطلاعاتی از وضعیت فعلی و پیش‌بینی‌هایی از وضعیت آتی داشت که همین امر منجر به پایداری و نیز زنده‌بودن شهر می‌شود.
رشد شهرنشینی یکی از چالش‌های اصلی نهادهای حاکمیتی است. رشد شهرنشینی در دهه‌های اخیر در کنار رشد فناوری اطلاعات و ارتباطات گستره جوامع موجب تغییر تفکر در باب الگوهای نظام مدیریتی و خدماتی چه در سطح دولت‌های ملی و چه در سطح دولت‌های محلی شده است. با توجه به تراکم زیاد و توسعه نامتوازن کلان‌شهرها، امروزه مدیریت و دسترسی بهینه منابع (در حوزه‌هایی چون انرژی، زمان، محیط‌زیست، حمل‌و‌نقل و ...)، یکی از چالش‌های اصلی و مهم نهادهای حاکمیتی است.
بر اساس گزارش سازمان WHOجمعیت شهرنشین جهان در سال 2014 در حدود 54 درصد کل جمعیت جهان بوده و این در حالی است که در سال 1964 تنها 36 درصد از جمعیت جهان در شهرها ساکن بوده‌اند. این مسئله حاکی از رشد سریع روند توسعه شهرها و شهرنشینی، به‌ویژه در کشورهای درحال‌توسعه همچون ایران است.

از سوی دیگر در سال‌های اخیر، رشد سریع دسترسی به فناوری اطلاعات و ارتباطات (فاوا) در تمامی نقاط دنیا توانسته است نقش بسزایی در توسعه حوزه‌ها و صنایع دیگر بازی کند. ازاین‌رو چند سالی است ایده به‌کارگیری فاوا به‌منظور دریافت، مدیریت و به‌کارگیری لحظه‌ای اطلاعات و هوشمند سازی شهرها موردتوجه گسترده سیاست‌گذاران شهری و اپراتورهای ارتباطی قرارگرفته است. به‌طور مشخص، شهر هوشمند یکی از کاربردهای اصلی مفهوم اینترنت اشیاء (IOT)و ارتباطات ماشین به ماشین (M2M)است که به‌عنوان مهم‌ترین حوزه‌های ارائه خدمات در نسل پنجم شبکه‌های ارتباطی در نظر گرفته می‌شوند. همچنین خدمات هوشمند سازی می‌توانند علاوه بر کمک به مدیریت شهری و فراهم کردن امکانات مناسب برای شهروندان، منجر به شکل‌گیری فرصت‌های جدیدی برای رشد کسب‌وکارهای محلی نیز گردند.
اما تعاریف متعددی برای شهر هوشمند در سراسر جهان استفاده ‌شده است. درواقع، شهر هوشمند بسته به سطح توسعه شهر، میزان اراده برای بهبود شرایط و متناسب با منابع موجود، در هر شهر و منطقه مفهومی متفاوت و منحصر به خود را می‌یابد.به‌عنوان نمونه یکی از تعاریف مورد نظر از شهر هوشمند به­ ‌صورت زیر می­باشد.

اتصال سیستم‌های فیزیکی یک شهر و دریافت داده از آن‌ها به ‌عنوان مبنای یک شهر هوشمند شناخته می‌شود. بنابراین، در یک شهر هوشمند داده‌های مربوط به کلیه سیستم‌های فیزیکی نظیر سیستم حمل‌و‌نقل (عمومی و خصوصی)، پارکینگ‌ها (حاشیه‌ای و مسقف)، سیستمهای روشنایی معابر (خیابان‌ها، پیاده‌روها و بوستان‌ها)، سطل‌های زباله، سیستم آبیاری فضای سبز، ساختمان‌ها، سامانه‌های امنیت عمومی و ... همگی در یک سامانه مرکزی جمع‌آوری و پردازش می‌شود.
پردازش این داده‌ها به‌صورت یکپارچه، اطلاعات بسیار مفید و مهمی در اختیار نهادهای حاکمیتی به‌منظور مدیریت مناسب و بهینه، قرار می‌دهد.
در اینجا توجه به این نکته ضروری است که مفهوم ساختمان هوشمند مبتنی بر IoT با سسیتم‌های BMS نسل قبل تفاوت اساسی دارد. درواقع در سیستم جدید واحدهای هر ساختمان به‌صورت محلی و مجزا متصل نخواهند بود. بلکه توسعه اینترنت اشیاء کمک می‌کند تا تمام بخش‌های یک ساختمان، از پارکینگ و موتورخانه تا کنتورهای انرژی، سیستم روشنایی و تمام سرویس‌های هوشمند دیگر، به‌صورت یکپارچه به هسته مرکزی شبکه متصل شوند. از این طریق نه‌تنها داده‌های مربوط به یک‌خانه و نه‌تنها داده‌های یک ساختمان بلکه داده‌های مربوط به تمام ساختمان‌های شهر در یک هسته مرکزی جمع‌آوری و پردازش می‌شود.
در تمامی موارد فوق، فاوا (ICT)و به‌طور خاص اینترنت اشیاء، فضای ابری، شبکه‌های ارتباطی نسل جدید و کلان‌داده‌ها به‌عنوان بستر و تسهیل‌کننده اصلی در ارائه راهکارهای "هوشمند سازی" ایفای نقش می‌کند.به‌عنوان نمونه، اتصال زیرساخت‌های فیزیکی شهری نظیر پارکینگ‌ها، سطل‌های زباله و ... از طریق شبکه‌های سلولی نسل قبل به‌هیچ‌عنوان به‌صرفه و قابل پیاده‌سازی نخواهد بود. به همین منظور امروز شبکه‌های ارتباطی معرفی‌شده‌اند که مناسب کاربردهای حسگری (مصرف توان و هزینه بسیار پایین) هستند.

شرایط موردنیاز برای داشتن یک شهر هوشمند
برای دستیابی به یک شهر هوشمند نیازمند "تولید انرژی و روش‌های مصرف هوشمند" (با هدف آنالیز میزان مصرف انرژی، مدیریت مصرف و افزایش بازده ای)، "حمل‌ و نقل هوشمند" (با هدف پایدار نمودن سیستم های حمل و نقل) و "زیرساخت هوشمند "برای استفاده از تکنولوژی جدید برای تبدیل داده های خام به اطلاعات ارزشمند هستیم.
همچنین "سرویس‌ های عمومی هوشمند"، "بهداشت و سلامت هوشمند" ، "حکمرانی هوشمند"، "محیط‌ زیست هوشمند"،"شهروند هوشمند"،"امنیت و پلیس هوشمند"و"خدمات ضروری و امدادی رسانی هوشمند بهداشت"،ازمواردمهم به منظوردستیابی به یک شهرهوشمنداست.


زیرساخت‌های شهر هوشمند
باید در شهر لایه‌هایی با سیم و بی‌سیم فراهم کرد تا تمام اپلیکشنها، نرم‌افزارها و وسایل مختلف را بتوان به هم وصل کرد تا بتوان معماری شهر هوشمند را پیاده کرد. یکی از لایه ­های اصلی معماری شهر هوشمنداینترنت اشیاءو یکی دیگرازلایه های دیگرآن شبکه ملی اطلاعات است که همه زیرساخت‌های ورودی و خروجی‌ها را به هم وصل می‌کند. در شهری که لایه‌های مختلف زیرساخت وایرلس وجود دارد، ارتباطات ماشین به ماشین ( M2M ) برقرار می‌شود. یعنی تمام اطلاعات برای آنالیز و بهره برداری قابل انتقال می­باشد.
به بیان دیگر اگر می‌خواهیم شهری هوشمند داشته باشیم باید زیرساختی ایجاد کنیم که شامل لایه‌هایی از سنسورها، دوربین‌ها، ردیاب‌ها و شبکه باشد تا ارتباطات را به هم وصل کرده و سپس دیتاهای ارتباطی و اشیاء در بخش ابر داده ها پیاده و پردازش‌شده و گزارش‌ها استخراج و قابل‌استفاده گردند.



منبع : برگرفته از معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری