مهمتریـن مزیـت شـهرهای هوشمند، هوشمندسـازی ارتباطـات در یکپارچـه‌سـازی بانـک‌هـای اطلاعاتـی سـازمان‌ها و نهادهـا در ارایـه خدمـات و کنتـرل امـور شـهری اسـت کـه بسـتر لازم و موردنیـاز را بـرای دسترسـی شـهروندان در تمامـی اوقـات شـبانه روز بـه پایـگاه خدمـات دولتـی و بخـش خصوصـی بـر روی شـبکه وب بـا علـم داده کاوی فراهـم مـی آورد. در ایـن مقالـه یـک راه حـل پیشـنهادی بـا بهره گیـری از تکنیـک ردیابـی اثـرات اشـیاء در سـطح شـهر ارائه شده است.
در ادامه همراه ما باشید تا از این راهکار و کاربرد آن در مدیریت شهرهای هوشمند بیشتر بدانیم.
فناوری راه حلی برای داشتن شهری بهتر!
جهـان پیوسـته در حـال دگرگونـی اسـت و بشـر همـواره کوشـیده اسـت تـا بـر چالـش‌هـای موجـود غلبـه کــرده و محیطــی را بــرای زندگــی خویــش فراهــم ســازد کــه در آن بــه بالاتریــن احســاس رضایــت از کیفیــت زیســتن، دســت یابــد. فنــاوری اطلاعــات، بــه عنــوان یکــی از ابزارهــای تاثیــر گــذار بــر تمامــی فرایندهــای اقتصـادی و اجتماعـی، وسـیله‌ای حیاتـی بـرای رسـیدن بـه ایـن خواسـته‌ی بشـری، بـه خدمـت گرفتـه شـده اسـت.
مشکلات شهری و توانایی محدود مدیران
از طرفـی رشـد سـریع شـهرها و پیشـی گرفتـن آن از توانائی‌هـا و منابـع مدیـران شـهری، ارائـه خدمـات شــهری مناســب را بــرای مدیــران شــهری بــه یــك چالــش عظیــم تبدیــل نمــوده اســت.
تراکــم جمعیــت، دشـواری رفـت و آمـد در محیط هـای شـهری، آلودگی‌هـای هـوا و ناامنی‌هـای اجتماعـی، برخـی از مشـکلاتی اســت کــه ذهــن کارشناســان و صاحب‌نظــران در حوزه‌هــای مختلــف را بــه خــود مشــغول نمــوده اســت. در ایــن خصــوص، بــه منظــور کاهــش و برطــرف نمــودن مشــکلات یــاد شــده، توســعه فنــاوری اطلاعات و ارتباطـات مدنظـر قـرار گرفتـه اسـت.
گسـترش فنـاوری اطلاعات و ارتباطـات باعـث ایجـاد تحـولات بسـیاری در زمینه هــای مختلــف از جملــه ظهــور شــهر هوشــمند شــده اســت. شــهر هوشــمند بــرای توســعه زندگــی شــهری بســیار حائــز اهمیــت بــوده و مــی‌توانــد باعــث کاهــش بســیاری از مســائل و مشــکلات شــهری بــه ماننـد: ترافیـک شـهری، آلودگـی محیـط زیسـت، محدودیـت منابـع طبیعـی، تامیـن امنیـت و غیـره گـردد.
هوشمند سازی از دیدگاه فناوری
شــهر هوشــمند نمایانگــر اســتفاده از زیرســاخت های فنــاوری اطلاعــات و ارتباطــات، منابــع انســانی،سـرمایه اجتماعـی و منابـع بـرای توسـعه اقتصـادی، پایـداری اجتماعـی و محیـط زیسـت و همچنیـن بـالا بـردن کیفیـت زندگـی بشـر اسـت.
از دیـدگاه فـن‌آوری و تکنولـوژی، هوشـمندی بـه معنـی درک، یادگیـری و خـود‌آگاهـی اسـت. تجزیـه و تحلیـل و اسـتخراج داده‌هـای دریافتـی از شـهری پویـا، گامی اجتنـاب‌ناپذیر در جهـت ایجـاد یـک شـهر هوشـمند اسـت و یکـی از ایـن ابزارهـا، بکارگیـری تکنیک‍هـای داده‌کاوی در مدیریـت شــهر هوشــمند، کشــف دانــش و الگوهــای تکــراری از داده‌هــای حجیــم حاصــل از خروجــی فرآیندهــای انجـام شـده بیشـمار در حوزه‌هـای مختلـف مدیریـت شـهری اسـت و اثربخشـی ایـن دانـش بکارگیـری آن در حـوزه مدیریـت شـهر هوشـمند اسـت.
داده‌کاوی در شـهر هوشـمند نقشـی مهـم در کشـف الگوهـای رفتـار شـهروندان و پیـش‌بینـی زمینـه‌هـای فعالیـت شـهروندان در حوزه‌هـای مختلـف را در آینـده دارا میباشـد.
چگونه می‌توان از داده‌های عظیم اثر یا رد اشیاء در حال حرکت را جمع آوری کرد؟
در حـال حاضـر تعـداد زیـادی از سنسـورها و ابـزار کنترلـی مـی‌تواننـد در جهـت ارائـه گـزارش محـل قـرارگیـری اشـیاء مـورد اسـتفاده قـرار گیرنـد. بـر اسـاس انـواع مختلـف سنسـورها، منابـع اصلـی بـرای ردیابـی داده‌هـای مـورد نیـاز در 4 دسـته طبقـه بنـدی مـی‌شـوند:
1) موبایل هـا
2)وسـایل نقلیـه
3)کارت‌هـای هوشمند
4)سنســورهای شــناور
موبایــل هــا
از آنجــا کــه موبایــل‌هــا و تلفــن‌هــا در حــال همه‌گیــر شــدن هســتند. چنیــن دســتگاه‌های قابـل حمـل مـی‌تواننـد داده‌هایـی از محـل و موقعیـت اشـخاص را بـا کمـک GPS، وای فـای، جـی اس ام و بلوتـوث تهیـه نماینـد. ایـن در حالـی اسـت کـه بـه طـور معمـول، ردیابـی داده‌هـا از دسـتگاه‌هـای تلفـن همـراه منعکـس کننـده اثـرات بـه جـای مانـده از کاربـران آن خواهـد بـود.
وســایل نقلیــه
امــروزه وســایل نقلیــه بــه صــورت روزافــزون بــه دســتگاه‌هــای GPS مجهــز مــی‌شــوند. اثـرات و داده‌هـای بـه دسـت آمـده از دسـتگاه‌هـای GPS نـه تنهـا داده‌هـای مربـوط بـه وسـیله مـورد نظـر، بلکـه داده‌هـای مربـوط بـه مسـیر مسـافران و راننـده را نیـز بـه تصویـر مـیکشـند کـه از ایـن رو ردیابی وسـایل نقلیـه خصوصـی و عمومـی نیازمنـد حفـظ حریـم خصوصـی متفاوتـی مـی‌باشـند.
کارت‌هـای هوشـمند
کارت‌هـای بانکـی و کارت‌هـای حمـل و نقـل دو نـوع از کارت‌هـای هوشـمند مـورد اسـتفاده در یـک شـهر مـی‌باشـند. هـر فعالیتـی کـه از سـمت کاربـر بـا کارت هوشـمند صـورت مـی‌پذیـرد اعـم از کشـیدن آن در دسـتگاه و دیگـر عملیـات‌هـای صـورت گرفتـه مختـص بـه همـان کارت همـراه اسـت، کـه معمـولا دسـتگاه‌هـای آن فیکـس شـده و سـاکن مـی‌باشـند.
سنسـورهای شـناور
یـک شـی مجهـز بـه یـک مـاژول بـرای تمرکـز در یـک نقطـه بخصـوص، مـی‌توانـد ارائـه دهنـده داده‌هـا و اثـر یـا ردی از خـود باشـد. بـه طـور مثـال: ردیابـی زبالـه، ردیابـی کشـتی‌هـای حمـل کننـده بـار از طریـق فرکانـس رادیویـی یـا همـانRFID. ایـن سنسـورهای شـناور یـا متحـرک قـادر بـه جمـع آوری حجـم زیـادی از داده هـا و اثـرات بـه جـا مانـده از اشـیاء متحـرک مـی‌باشـد.
معنــا و مفهــوم ردیابــی داده هــا بســتگی بــه تکنولــوژی محلــی ســازی دارد. معمــولا تکنولــوژی محلــی ســازی بــرای تولیــد داده هــای ردیابــی شــامل ،GPSوای فــای، جــی اس ام، بلوتــوث، و RFID مــورد اســتفاده قــرار مــی گیــرد.
الگوها،مدل و پیش بینی تحرکات شهری
مسـیر یـک فـرد بـه عنـوان یـک جنبـش تصادفـی بـه نظـر مـی رسـد امـا در واقـع ایـن حرکـت دارای یـک الگویـی خـاص میباشـد. بـه عنـوان مثـال انـدازه گام یـک شـخص از قانـون توزیـع قـدرت تبعیـت مـی کنـد.
بـرای چندیـن فـرد، بـا انـدازه گیـری مشـخصه فاصلـه ماننـد شـعاع چرخـش مـی توانـد بـا یـک قانـون ارزیابـی شـود.
درک ایـن الگوهـای حاکـم بـر تحـرک انسـان یـک موضـوع پژوهـش بنیـادی اسـت. اگـر چـه پژوهـش‌هــای موجــود بیشــتر روی الگــوهــای ســطح پاییــن ماننــد انــدازه فواصــل و جهــت‌یابــی کار مــی‌کننــد، فقـدان یـک مـدل قابـل قبـول جنبشـی بـرای توضیـح آن الگوهـا چالـش عمـده‌ای بـر سـر راه تجزیـه و تحلیـل تحـرکات انسـانی مـی‌باشـد.
نحوه رفتار انسان از موقعیت مکانی تا محدوده فعالیت و رویدادها
رفتـار انسـان تعامـل یـک فـرد بـا محیـط زیسـت و یـا بـا دیگر افـراد جامعه را شـامل مـی‌گـردد. فعالیت های انسـانی در سـطح پاییـن، ماننـد راه رفتـن، نشسـتن و ایسـتادن توسـط ردیابـی داده‌هـا قابـل شناسـایی میباشـد.
رویدادهـای اجتماعـی، کـه مجموعـه‌ای از رفتـارهـای انسـانی اسـت بـه ماننـد بیمـاری‌هـای همـه‌گیـر و یـا جرایـم سـازمان‌یافتـه اسـت کـه اغلـب همـراه بـا تحـرک و جنبـش جمعیـت در جامعـه همـراه اسـت.
یـک چالـش عمـده بـرای شـناختن رفتـار انسـان اسـتخراج معانـی سـطح بـالا ازفعالیـت‌هـای سـطح پاییـن بـوده کـه بـر اسـاس اطلاعـات ردیابـی شـده از یـک فـرد مـا بایـد قـادر بـه پاسـخگویی سـوالاتی از قبیـل: فـرد مـورد نظـر چـه جایـی را بازدیـد کـرده؟ بـا چـه کسـی تمـاس داشـته؟ چـه کارهایـی را انجـام داده؟ مقصـد بعـدی او کجاسـت؟ باشـیم.
ایـن در حـالی اسـت کـه روش‌هـای یادگیـری ماشـین موجـود بـرای شناسـایی و تشـخیص رفتارهـای انسـان همچنـان بـه رفتـارهـای خـاص بـا مفـاد خـاص محـدود اسـت و الگوریتـم‌هـای پیچیـده بـرای یـک مفـاد خـاص نمـی‌توانـد بـرای یـک موقعیـت جدیـد بسـط پیـدا کنـد.
بــا داشــتن دانــش لازم از رفتارهـای انســان ما می‌توانیــم کل تصویــر یک شــهر را بازسازی و حوادث اجتماعـی (ماننـد زلزله و سـونامی، و حـوادث اجتماعی در زندگی روزمره، ترافیـک غیـر منتظـره) را تحت هـر شـرایط غیـر معمولی پیش بینی نماییـم.
روابط اجتماعی، ردیابی مبتنی بر تحلیل اجتماعی
یـک رابطـه اجتماعـی اشـاره بـه رابطـه بیـن افـراد دارد کـه شـامل تعاملات مسـتقیم و غیـر مسـتقیم اسـت،اعــم از تعامـلـات ســطح پاییــن، چهــره بــه چهــره و تعامــل ســطح بــالا ماننــد، خوانــدن کتــاب و….
اطلاعـات حاصـل از ردیابـی دلالـت بـر روابـط اجتماعـی میـان افـراد سـاکن در شـهر دارد، بـه عنـوان مثـال، حضـور مکـرر و همزمـان دو یـا چنـد نفـر بـا هـم در یـک محـل ، نشـان‌دهنـده آن اسـت کـه ایـن افـراد ممکـن اسـت دارای برخـی از رابطـه‌هـای اجتماعـی ماننـد همکلاسـی یـا همـکاران باشـند. ردیابـی داده‌هـا دارای مجموعـه‌ای از اطلاعـات اسـت کـه نسـبت بـه داده‌هـای بـر خـط بـه دنیـای واقعـی نزدیکتـر اسـت.
کاربردهای داده کاوی در مدیریت شهر های هوشمند
در ایـن مقالـه بـه بررسـی مباحـث روز داده کاوی و تاثیـر آن بـر شـهر هوشـمند مـی پردازیـم کـه عبارتنـد از، جسـتجو بـرای یافتـن ارتبـاط مجموعـه داده هـای بدسـت آمـده از تعاملـات شـهری، خوشـه‌بنـدی و شناسـایی خصوصیـات هـر خوشـه بـرای کشـف الگوهـا بـرای پیش‌بینی رویدادهـای اجتماعـی بـا ارزش در آینـده.
همچنیـن بـا توجـه بـه نتایـج بدسـت آمـده مشـخص شـد کـه بـرای مدیریـت امـور شـهری بـا کمـک داده کاوی، بهتــر اســت از روش ردیابــی دادههــا اســتفاده شــود کــه بــرای ایــن منظــور سنســورها قابلیــت جمــع‌آوری حدا کثــر دادههــا را دارنــد. از اطلاعــات ردیابــی اشــیاء مــی‌تــوان الگوهــای اساســی و قوانیــن تحـرک در جامعـه را اسـتخراج نمـود.