بحلول عام 2050، تشير الإسقاطات إلى أن حوالي 70 في المائة من سكان العالم سيعيشون في المناطق الحضرية، وهذا التركيز السريع للناس في الأماكن الجغرافية المحدودة يكثف الضغط على شبكات النقل، وشبكات الطاقة، وشبكات المياه، والخدمات العامة، والنُهج التقليدية في إدارة المدن للحفاظ على وتيرة هذا النمو، مما يؤدي إلى الازدحام المزمن، والتلوث، والميزانيات المتوترة.

واستجابة لذلك، فإن موجة من الابتكار الرقمي تعيد تشكيل كيفية عمل المدن، إذ تقوم المراكز الحضرية في جميع أنحاء العالم بإدماج أجهزة الاستشعار المتقدمة، والربط السريع، والمحللين الذكاء في صلب هيكلها الأساسي، وتساعد هذه النظم المتكاملة مديري المدن على رصد الظروف في الوقت الحقيقي، وتعظيم تخصيص الموارد، وتحسين نوعية الحياة العامة للسكان، ويمثل هذا التحول أكثر من مجرد رفع مستوى الخدمات القائمة، ويتحدى العلاقة الأساسية بين المواطنين في البلديات.

تحديد هوية مُنظمي مدينة ذكية

وتستخدم مدينة ذكية في صميمها تكنولوجيات المعلومات والاتصالات وشبكة المعلومات على شبكة الإنترنت لجمع البيانات التي تسترشد بها عملية صنع القرار، غير أن وجود التكنولوجيا وحده لا ينشئ مدينة ذكية، ويتطلب التحول الحقيقي تكاملاً سلساً لعدة عناصر أساسية.

Ubiquitous Connectivity and IoT Infrastructure

إن النظام العصبي لأي مدينة ذكية هو شبكة الشبكة، إذ توفر شبكات الترددات العالية 5 جي، وشبكات المناطق الواسعة ذات القوة المنخفضة مثل لورواوان، وشبكات الواي فيزي العامة العمود الفقري اللازمة لربط ملايين أجهزة الاستشعار، وتلتقط هذه أجهزة الاستشعار بيانات عن كل شيء من شغل أماكن الوقوف ونوعية الهواء إلى ضغط المياه والهزات الهيكلية في الجسور.

منابر البيانات وإمكانية التشغيل المتبادل

جمع البيانات هو الخطوة الأولى فقط، لكي تصبح المدينة ذكية، يجب أن توحد مجموعات البيانات المتباينة إلى منصة تشغيل مشتركة، وهذه البرامج، التي كثيرا ما تسمى نظم التشغيل في المدينة، تستخدم نظاما موحدا لبرمجة التطبيقات بين الأوجه لكسر الصواعق بين الإدارات، وعندما يمكن لنظام إدارة حركة المرور أن يتحدث مباشرة إلى محطة لرصد نوعية الهواء، أو نظام إرسال طارئ يمكن أن يحصل على بيانات متماسكة عن المرور العابر في الوقت الحقيقي،

التوائم الرقمية والحياكة

أحد أقوى الأدوات في ترسانة المخطط الحضري هو التوأم الرقمي: نسخة إلكترونية دينامية من مدينة أو نظام مادي، يقوم المخططون ببناء هذه النماذج باستخدام بيانات آنية من أجهزة الاستشعار، والسجلات التاريخية، وتلقي آراء المواطنين، ويمكن للمديرين الحضريين إجراء محاكاة على التوأم الرقمي قبل تنفيذ التغييرات في العالم المادي، وتقييم أثر مسار الدراجات الجديد على تدفق حركة المرور، والتنبؤ بحجم الطاقة من الإجلاء الجديد

وبالنسبة للبلديات التي تقيِّم أداءها، توفر المعايير العالمية سياقاً قيماً.() وتوفر المدن في مؤشر الحركة ] إطاراً شاملاً لمقارنة المراكز الحضرية عبر أبعاد مثل رأس المال البشري والتماسك الاجتماعي والتكنولوجيا.

إعادة اختراع التنقل والنقل الحضريين

فالنقل غالبا ما يكون أكثر المجالات وضوحاً وأكثرها حساسية للألم بالنسبة لسكان المدينة، ولا يقتصر احتضان الوقت والوقود على النفايات فحسب، بل يسهم أيضاً إسهاماً كبيراً في تلوث الهواء المحلي، وتتصدى استراتيجيات التنقل الذكية لهذه التحديات من خلال التكامل والتشغيل الآلي والتعظيم في الوقت الحقيقي.

Intelligent Traffic Management

وتستبدل نظم إشارات المرور الدينامية والمكيفة بأجهزة التوقيت التي عفا عليها الزمن، وتستخدم هذه النظم بيانات من أجهزة الاستشعار المحفزة للثغرات في الطريق، والكاميرات التي تحمل رؤية حاسوبية، وبيانات النظام العالمي لتحديد المواقع التي تستخدم في تطبيقات الملاحة، لتعديل توقيت الإشارة في الوقت الحقيقي، مما يمكن أن يقلل من فترات السفر بنسبة تتراوح بين 20 و 30 في المائة في الممرات الرئيسية، وقد نشرت مدن مثل بيتسبرغ إشارات تكييفية ذات تأثيرات على حجم حركة السير الفعلي بدلا من إنتاج المركبات.

التنقل في الخدمة (MaaS)

ويضم مفهوم " ماسا " مختلف خيارات النقل - النقل العام، وتقاسم المركبات، وتقاسم الدراجات، واستئجار الحشود - إلى منصة واحدة يمكن الوصول إليها، ويمكن للمستعملين التخطيط والكتاب والدفع لرحلة متعددة الوسائط من خلال تطبيق واحد، وهذا الملاءم يشجع على استخدام النقل العام والمشترك على ملكية السيارات الخاصة، وتساعد البيانات المستمدة من من من من منابر ماسا مخططي المدن على فهم أنماط السفر وتعديل تواتر الخدمات.

Smart Parking and EV Infrastructure

ويستخدم المحركات التي تبحث عن حساب وقوف السيارات نسبة كبيرة من اكتظاظ حركة المرور في المناطق الحضرية، ويستخدم المشعرات أو محلليات الكاميرات في مواقعها المتاحة، ويسمح لسائقين مباشرين لها عن طريق أجهزة متنقلة أو إشارات على جانبية دينامية، مما يقلل من الوقت المكشوف والانبعاثات المرتبطة به، وفي الوقت نفسه، تقوم المدن الذكية ببناء هياكل أساسية للشحن الكهربائي تمنع حدوث ارتفاع في هذه المحطات.

ويجري أيضا تحويل إيصالات النقل والإمداد والشحن، وتستخدم نظم إدارة الكربايد مناطق للتسعير الدينامية والحمولة المحجوزة لإدارة أنشطة شاحنة التسليم، مما يقلل من الاختراق المزدوج وسد حركة المرور في الأحياء التجارية الكثيفة.

تحقيق الاستخدام الأمثل للطاقة والمياه وإدارة النفايات

وتستند الاستدامة الحضرية إلى كفاءة إدارة الموارد الأساسية، إذ تتيح التكنولوجيات الذكية التحول من الصيانة التفاعلية إلى إدارة المرافق على نحو استباقي وقائمة على البيانات.

Smart Grids and Renewable Integration

إن شبكات الطاقة التقليدية هي نظم ذات اتجاه واحد، إذ تتيح شبكات الذكاء الاتصال بين المرافق العامة وعملائها، وتدير تقلبات مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية والريح عن طريق تكييف الطلب أو السحب تلقائيا من التخزين الموزع، ويمكن للمالكين الذين لديهم لوحات شمسية وتخزين البطاريات أن يبيعوا الطاقة الزائدة إلى الشبكة، وتوفر البنية التحتية المتقدمة للحفظ بيانات مرنة للمستهلكين والمرافق العامة، مما يتيح الوقت

نظم إدارة الطاقة

فالمباني التجارية والسكنية مستهلكة ضخمة للطاقة، وتستخدم نظم إدارة المباني الذكية أجهزة الاستشعار للشغل، والتنبؤات الجوية، وخوارزميات التعلم الآلاتي لتحقيق الحد الأمثل من التدفئة والتهوية وتكييف الهواء والإضاءة، ويمكن لهذه النظم التنبؤ بالديناميات الحرارية للمبنى والتكيف بصورة استباقية، وتحقيق تخفيضات في استهلاك الطاقة بنسبة 20 إلى 30 في المائة دون إخضاعها للسيطرة().

عمليات المياه والنفايات المستدامة

وتشكل ندرة المياه مصدر قلق متزايد للعديد من المراكز الحضرية، وتستخدم شبكات إدارة المياه الذكية أجهزة الاستشعار لكشف التسرب في الوقت الحقيقي، مما يوفر أحيانا ملايين الغالونات من المياه المعالجة التي ستفقد لولا ذلك، كما تقوم هذه النظم برصد بارامترات نوعية المياه مثل الصحة البشرية، والاضطرابات، ومستويات الكلور في نقاط متعددة في شبكة التوزيع، بما يكفل الحفاظ على معايير الصحة العامة.

وفي قطاع إدارة النفايات، تتيح أجهزة الاستشعار على مستوى الملاءات والمدافن استخدام طرق التحصيل على الوجه الأمثل بصورة دينامية، ولا تسافر الشاحنة إلا إلى الحاويات التي تحتاج إلى تفريغ، وتخفض استهلاك الوقود، وازدحام حركة المرور، بل إن بعض المدن تستخدم كاميرات ذات قدرة عالية على مركبات جمع البيانات لتحديد التلوث في مجاري إعادة التدوير، وتوفر التعليم الموجه للسكان.

The Amsterdam Smart City initiative] serves as a leading global example, demonstrating how public-private partnerships can foster innovation in energy transition and circular economy solutions.

تعزيز السلامة العامة والصحة البيئية

وتتزايد نشر تكنولوجيات المدن الذكية لتحسين سلامة المواطنين ورصد الظروف البيئية التي تؤثر على الصحة العامة.

نظم السلامة العامة

وتستخدم وكالات السلامة العامة محللي البيانات للانتقال من مرحلة رد الفعل إلى مرحلة استباقية، ويمكن لنظم الكشف عن الطلقات، باستخدام صفائف أجهزة الاستشعار الصوتية، أن تحدد مواقع إطلاق النار في غضون ثوان، وأن تحذر تلقائيا من إنفاذ القانون، وتوفر بيانات دقيقة عن المواقع تعجل بأوقات الاستجابة، وتحلل الخوارزميات الافتراضية بيانات الجرائم التاريخية لتحديد المواقع الساخنة المحتملة، مما يتيح للإدارات تخصيص موارد مراقبة أكثر فعالية.

وتُعزز نظم الاستجابة لحالات الطوارئ ببيانات في الوقت الحقيقي، وعندما يتم توجيه نداء الطوارئ، يمكن لنظم الإرسال أن تصل إلى خطط الطابق الأرضي للبناء، وبيانات الشغل، وظروف المرور التي تُوجه أقرب سيارة إسعاف أو شاحنة إطفاء على نحو أكثر كفاءة، ويمكن لنظم البناء الذكية أن تفتح الأبواب تلقائياً وأن تُنبه الراكبين أثناء حادث إطلاق نار أو حادث إطلاق نار نشط.

شبكات الرصد البيئي

ويتزايد الطلب على المياه النظيفة والمأمونة، إذ توفر شبكات الاستشعار ذات الجودة الجوية المنخفضة التكلفة بيانات عالية المستوى عن الملوثات مثل PM2.5 وثاني أكسيد النيتروجين والأوزون، مما يتيح للسكان، وخاصة السكان الضعفاء مثل السكان الذين لديهم الربو، اتخاذ قرارات مستنيرة بشأن النشاط الخارجي، وتستخدم المدن هذه البيانات لإنفاذ أنظمة الانبعاثات، وتصميم مناطق منخفضة الانبعاثات، وتقييم فعالية سياسات المرور أو السياسات الصناعية السليمة.

الحوكمة ومشاركة المواطنين والمساواة الرقمية

إن المدينة الذكية ليست مجرد مسألة الكفاءة وإنما هي تتعلق بإيجاد ديمقراطية أكثر استجابة وشمولا، ويمكن للتكنولوجيا أن تقلل من الحاجز الذي يحول دون مشاركة المواطنين في الحكم.

البيانات المفتوحة والمنبر المشاركة

وتحتفظ مدن كثيرة الآن ببوابات بيانات مفتوحة تتاح فيها بيانات خام ومغفلة عن الميزانيات والتصاريح والعبور والجريمة للجمهور، وتعزز هذه الشفافية المساءلة وتتيح للصحفيين والباحثين والبدء في بناء التطبيقات التي تخدم احتياجات المجتمعات المحلية، وتتيح منابر الميزنة القائمة على المشاركة للسكان التصويت المباشر على كيفية تخصيص جزء من ميزانية المدينة، وغالبا ما يكون ذلك من خلال تطبيق متنقل مأمون أو بوابة شبكية، مما يبني الثقة ويكفل أن ينفق على الأولويات المجتمعية.

سد الفجوة الرقمية

ويحتمل أن يستبعد عدد السكان الذين يفتقرون إلى الإنترنت أو إلى محو الأمية الرقمية، وتستثمر المدن الملتزمة بالإنصاف في البؤر الساخنة للواي فاي العام، وبرامج الإنترنت المدعومة للأسر المعيشية ذات الدخل المنخفض، والتدريب على محو الأمية الرقمية في المكتبات ومراكز المجتمع المحلي، كما أن التصميم الشامل للمواقع الشبكية الحكومية والتطبيقات الحكومية، بما في ذلك الدعم المتعدد اللغات وإمكانية الوصول للأشخاص ذوي الإعاقة، شرط أساسي لمدينة ذكية حقا.

التحديات والمخاطر المستمرة

إن الطريق إلى أن تصبح مدينة ذكية محفوفة بعقبات كبيرة تتطلب ملاحة دقيقة، ويمكن أن يؤدي التغلب على هذه التحديات إلى هدر الاستثمار، والتراجع العام، وزيادة المخاطر الأمنية.

خصوصية البيانات وأمن الفضاء الحاسوبي

(ج) إن مجموعة البيانات الواسعة التي تخول المدن الذكية تخلق هدفاً جذاباً للهجمات الإلكترونية وتثير أسئلة أساسية بشأن الخصوصية، ويطرح نظام إدارة المرور المهين أو مرفق معالجة المياه المخترقة خطراً مادياً مباشراً على السكان، ويجب على المدن أن تعتمد أطراً صارمة لأمن الفضاء الإلكتروني منذ البداية، لا كحارس بعد ذلك، ويشمل ذلك التشفير النهائي، وعمليات المراجعة الأمنية المنتظمة، وسياسات إدارة البيانات الصارمة التي يمكن أن تُعنى بها.

فالمواطنون يشعرون بقلق بالغ إزاء إمكانية المراقبة، إذ أن إصدار أوامر واضحة وتقارير الشفافية أمر أساسي لبناء الثقة العامة، وينبغي أن يكون جمع البيانات متناسباً ومحدوداً الغرض، وأن يخضع للرقابة المستقلة.

التمويل والمشتريات وشركة " فيندور لوك "

وكثيرا ما تتطلب مشاريع المدن الذكية استثمارا كبيرا في رأس المال، ويمكن أن يكون تأمين التمويل تحديا بالنسبة للبلديات التي تُستغل فيها الأموال النقدية، فالشراكات بين القطاعين العام والخاص نموذج مشترك، ولكنها يمكن أن تؤدي إلى قفل البائعين إذا لم تكن نظم الملكية مصممة بمعايير مفتوحة، ويجب على المدن أن تعطي الأولوية لسياسات الشراء التي تتطلب التشغيل المتبادل، والنموذج، والمواءمة بين النهج المتكامل المفتوح.

أعمال المنتدى الاقتصادي العالمي بشأن إدارة المدن وأمن الفضاء الإلكتروني تبرز الحوار العالمي اللازم لوضع أفضل الممارسات وتقاسم المسؤولية بين الجهات الفاعلة العامة والخاصة.

كفالة الانتشار الشامل والأخلاقي

وبدون تدخل متعمد، يمكن لتكنولوجيات المدن الذكية أن تزيد من حدة أوجه عدم المساواة القائمة، فالأغوراثيم المستخدمة في أعمال الشرطة أو تخصيص الموارد يمكن أن تجسد التحيزات التاريخية، ويجب أن تُصمم مبادرات المدن الذكية بالاشتراك مع المجتمعات التي تخدمها، وهذا يعني تجاوز نهج التكنولوجيا الأولى لنهج " المواطنة الحادية " ، كما أن مجالس الاستعراض الأخلاقية، والأفرقة الاستشارية المجتمعية، والمراجعات الافتراضية الشفافة ضرورية.

المستقبل: التكيف، والقدرة على التكيف، والحضرية البشرية - القُصَرية

وستحدد الموجة التالية من الابتكار الحضري عن طريق تعميق التكامل بين الاستخبارات الاصطناعية ونظم الحوسبة ونظم الحكم الذاتي، وسنرى ارتفاع " المدن الحكيمة " حيث تساعد منظمة العفو الدولية في اتخاذ القرارات المعقدة، بدءاً من التخطيط للتكيف مع المناخ إلى إدارة الأزمات في الوقت الحقيقي.

وسيؤدي حساب الحوسبة إلى الحد من الرطوبة عن طريق تجهيز البيانات أقرب إلى المكان الذي تولد فيه، مما يتيح تطبيقات حرجة مثل سلامة المركبات المستقلة والتوازن الفوري للشبكة، وسيتحول التركيز من الكفاءة وحدها إلى القدرة على التكيف: قدرة المدينة على استيعاب الصدمات الناجمة عن الأحداث المناخية أو الأوبئة أو التعطل الاقتصادي.

وفي نهاية المطاف، لن يقاس نجاح مدينة ذكية بعدد أجهزة الاستشعار التي يتم نشرها أو حجم البيانات التي يتم جمعها، وسيقاس ذلك بنتائج ملموسة: الهواء الأنظف، والمنافذ القصيرة، وفواتير المرافق الأقل أمنا، والشوارع الأكثر أمانا، والشعور الأقوى بالمجتمع، والتكنولوجيا مجرد أداة، والهدف هو مدينة تعمل للجميع.