شهرهای هوشمند به عنوان متروپلیس‌هایی تعریف می‌شوند که از فناوری‌های پیشرفته اطلاعاتی و ارتباطی برای بهبود خدمات شهری مانند برق، آب، و حمل‌ونقل استفاده میکنند تا منابع را بهینه‌سازی کرده و هزینه‌ها و ضایعات را کاهش دهند. به طور مثال، چراغ‌های ترافیکی هوشمند با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده توسط سنسورهای شهری، تصمیم‌گیری‌های به موقعی را برای مدیریت ترافیک انجام می‌دهند. وسایل نقلیه هوشمند به سیستم‌های پارکینگ و ایستگاه‌های شارژ الکتریکی متصل شده و مسیرهای بهینه را برای رسیدن به مقاصد مشخص میکنند. اطلاعات جمع‌آوری شده از سطل‌های زباله هوشمند به شرکت‌های مدیریت پسماند ارسال شده و در برنامه‌ریزی دقیق برای جمع‌آوری و دفع زباله‌ها کمک میکنند. شهرهای هوشمند می‌توانند بر اساس سیاست‌های شهری متفاوتی که توسط مدیران شهری تعیین می‌شوند، شکل‌های مختلفی به خود بگیرند.
با توجه به رشد سریع جمعیت شهری، که انتظار می‌رود تا سال ۲۰۵۰ به ۶۶ درصد برسد، ایجاد شهرهای هوشمند ضروری است. در سه دهه آینده، حدود ۲٫۵ میلیارد نفر به جمعیت شهری اضافه خواهند شد. برای تأمین رشد پایدار، مدیران شهری باید به فاکتورهای زیست‌محیطی، اجتماعی و اقتصادی توجه کنند تا منابع مالی شهرها را در کنار این رشد جمعیتی تضمین کنند. هوشمندسازی شهرها یک قدم بزرگ به سمت تحقق رشد پایدار و حفظ منابع برای آیندگان است.
تکنولوژی‌های نوین مانند WiFi و اینترنت اشیا (IoT) در حال تبدیل زندگی سنتی شهری و اجزای آن به زیرساخت‌هایی برای پروژه‌های شهر هوشمند هستند. چراغ‌های متصل به اینترنت می‌توانند از طریق اتصالات بی‌سیم و فناوری‌های ابری به یکدیگر و به دستگاه‌های دیگر متصل شوند، و از انرژی خورشیدی برای تأمین برق خود استفاده کنند. این سرویس‌ها فراتر از یک سیستم روشنایی ساده عمل کرده و اطلاعاتی مانند وضعیت ترافیک، آب و هوا، فضاهای پارکینگ خالی، و موقعیت ایستگاه‌های شارژ خودروهای الکتریکی را از طریق یک اپلیکیشن موبایل در اختیار شهروندان قرار می‌دهند. مدیریت هوشمند ضایعات، روشنایی هوشمند، آبیاری هوشمند فضای سبز، ساختمان‌های هوشمند، و بهداشت و درمان هوشمند تنها بخشی از اجزای یک شهر هوشمند هستند.
برای موفقیت شهرهای هوشمند، عوامل متعددی مؤثر هستند، اما چهار عنصر اصلی به شرح زیر شناسایی شده‌اند:
۱. زیرساخت‌های ارتباط بی‌سیم
اساس شهرهای هوشمند، ارتباطات بی‌سیم و گسترده است. شبکه‌های با پوشش دامنه بالا و مصرف انرژی پایین (LPWAN) بهترین گزینه برای این منظور هستند. تکنولوژی‌هایی مانند LTE Cat M، NB-IoT، و LoRa در ایجاد یک اکوسیستم هوشمند مؤثر هستند، و انتظار می‌رود که فناوری 5G نیز به زودی به عنوان یک ابزار تسهیل‌کننده در این زمینه عمل کند.
۲. داده‌های باز یا Open Data
در حالی که بسیاری از کسب‌وکارها تمایلی به به اشتراک‌گذاری داده‌های خود ندارند، دسترسی به داده‌های باز برای تصمیم‌گیری‌های مؤثر در اکوسیستم‌های پیچیده‌ای مانند شهرهای هوشمند حیاتی است. امروزه، اهمیت داده‌های باز برای مدیریت کسب‌وکارها و موفقیت مدیران شهری بیش از پیش شناخته شده است.
در اکوسیستم شهرهای هوشمند، دستگاه‌های متصل به اینترنت اشیا (IoT) خدمات گسترده‌ای را فراهم میکنند. با این حال، امنیت داده‌ها در برابر تهدیدات سایبری از اهمیت بالایی برخوردار است. برای حفاظت از اطلاعات و مقابله با حملات سایبری، باید اقدامات امنیتی متخصصانه اتخاذ شود.
یک شهر هوشمند به درستی کار می‌کند وقتی که داده‌های آن قابل اعتماد باشند و تمامی ذینفعان در ایجاد اعتماد و امنیت مشارکت داشته باشند. چهار هدف اصلی امنیت در شهرهای هوشمند عبارتند از: دسترسی، یکپارچگی، محرمانه‌سازی، و مسئولیت‌پذیری.
۳. امنیت داده‌ها و اهداف آن
در عصر IoT، داده‌ها به منابع ارزشمندی تبدیل شده‌اند. برای رشد شهرهای هوشمند، باید مدل‌های تجاری پایداری طراحی شوند که به موفقیت تمامی بازیگران اکوسیستم کمک کنند. نرم‌افزارها باید به گونه‌ای طراحی شوند که به تمامی اعضا، از جمله تولیدکنندگان، توسعه‌دهندگان، سازندگان، و دولت‌ها، امکان بهره‌برداری دهند.
۴. چگونه می‌توانیم از شهرهای هوشمند کسب درآمد کنیم؟
مالکیت معنوی باید برای هر عضو ارزشمند باشد و قابلیت‌های اشتراکی نرم‌افزارها باید امکان ایجاد مدل‌های کسب‌وکار جدید را فراهم کنند که به هر عضو اجازه می‌دهد تا ارزش متناسب با سهم خود را از اکوسیستم استخراج کند. این مدل‌ها می‌توانند به کاهش هزینه‌های سرمایه‌ای کمک کنند و با ترکیب سخت‌افزارها و نرم‌افزارها در یک شهر هوشمند، علاوه بر بهبود سبک زندگی شهروندان، به استفاده بهینه از منابع و حفظ محیط زیست کمک میکنند.
