Snjallborgir byggjast ekki eingöngu á tækni heldur samstarfi sveitarfélaga og einkaaðila til að ná fram því besta sem snjallborgartækni stendur fyrir.
Grein þessi var fyrst birt á vef IES þann 8. Júlí 2020 og er skrifuð af Chris Davis. Greinin er þýdd yfir á íslensku af starfsmönnum Lisku ehf. Upphaflega grein má nálgast hér. Aftast í greininni eru hugleiðingar Lisku og það er full ástæðu til að skrifa nýja grein sem nálgast viðfangsefnið út frá íslenskum aðstæðum.
Meira en helmingur jarðarbúa býr í þéttbýli eða borgum og samkvæmt Sameinuðu þjóðunum er búist við að þessum hópi muni fjölga um 2,5 billjón einstaklinga fyrir árið 2050. Sem hluti af viðbragðsaðgerðum til að bregðast við þessari miklu aukningu eru sveitarfélög og borgir að snúa sér að snjallborgarlausnum til að hagræða í rekstri, auka lífsgæði borgara og til að geta haft jákvæð áhrif á efnahagsþróun.
En hvað eru snjallborgarlausnir og hvað þýðir hugtakið „snjallborg“? Samkvæmt Smart Cities Council, er það snjallborgarlausn að nota upplýsinga- og samskiptatækni (UT) til að styðja við lífvænlegt (e. livable) samfélag og stuðla að sjálfbærni í borgum.
Áherslum snjallborga má skipta í þrjá meginþætti. Í fyrsta lagi safna snjallborgarlausnir upplýsingum í gegnum skynjara og ýmsan búnað eins og stýringar og núverandi kerfi. Næst miðlar kerfið þeim gögnum annað hvort þráðlaust eða í gegnum vírað kerfi. Í þriðja lagi greinir kerfið og vinnur úr þeim gögnum til að skilja hvað er að gerast í nútíð og hvað mun mögulega gerast í framtíðinni. Skýjalausnir og snjalltæki opna svo möguleikan fyrir viðeigandi aðila að bregðast við þessum upplýsingum og vinna úr þeim.
„Snjallborg“ er breitt hugtak þar sem framkvæmd hverrar borgar er einstök og tekur mið af aðstæðum, einkennum, staðarþáttum, o.fl. en aftur á móti er svokölluð „snjallborgahreyfing“ raunveruleg, þar sem sameiginleg áhersla er á að auka lífsgæði, einfalda líf borgara og auka sjálfbærni. Til að framkvæma og innleiða þessar aðgerðir eru borgir að nýta sér núverandi innviði í þéttbýli eins og eldri upplýsingatæknikerfi, opinberar eignir eins og ljósastaura eða önnur tæki. Sjá dæmi á mynd 1.
Með uppsetningu á skynjurum, tækjum og stjórneiningum eru núverandi innviðir í þéttbýli orðnir hluti af internet hlutanna (e. internet of things, [hér eftir „IoT“ ) og partur af snjallborgarlausn.
Mynd 1. Arkitektúr og kostir snjalllýsingar.
Með þessum aðgerðum er kerfið tilbúið í að safna staðbundnum upplýsingum í rauntíma. Þá geta borgir notað þessi gagnasöfn til að auka hagkvæmni og bæta lífsgæði borgara. Því má bæta við að reynslan hefur sýnt fram á að það er þörf á góðu samstarfi milli opinberra aðila og einkageirans til að ná árangri í snjallborgarlausnum.
Innleiðing LED götulýsingar er auðveld og hagkvæm leið til að hefja átak í snjallborgarverkefni. Með því að gera ráð fyrir möguleika á að setja upp snjallstjórntæki og skynjara í LED götuljós geta borgir strax gert ráð fyrir umtalsverðum orkusparnaði ásamt bættri eigna- og viðhaldsstýringu á lýsingarkerfinu. Með tilkomu IoT geta ljósastaurar orðið að tekjuleið fyrir borgir og sveitarfélög. Hægt er að innheimta gjöld fyrir hýsingu á snjallborgar íhlutum sem eru áfastir eða innbyggðir í ljósastaura eins og t.d. skynjarar, myndeftirlitsbúnaður, búnað fyrir stafræna dreifingu, LTE / 5G og svo Wi-Fi möguleika.
Á mynd 2 er dæmi um mögulegar snjallborgarlausnir á ljósastaura .
Mynd 2. Hýsing snjallborgarlausna á ljósastaurum.
Hagræðingu er náð fram með samskiptum búnaðar til búnaðar (e. Machine to machine (M2M)) og IoT-tækni, sem felur í sér mæla fyrir aflnotkun, forgangavinnslu (e. edge processing), bilanagreiningu, vöktun, netöryggi og fjarskipti sem fylgja gagnasöfnun en allt eru þetta möguleikar sem gætu verið á núverandi ljósastaurakerfi í borgum. Snjallborgarkerfi eiga einnig sinn þátt í að móta opinbera stefnu stjórnvalda. Upplýsingar sem snjallborgarkerfið safnar og greinir getur verið lykilþáttur í að auðvelda ákvörðunartöku og gefa vísbendingar um mögulegar úrbætur innan sveitarfélagsins. Þetta getur verið allt frá þjónustu íbúa, bættum lífsgæðum, nýjum eða bættum leiðum til hagvaxtar, hvernig mætti bæta orkunýtni, auka sjálfbærni og vísa til nýrra tekjustofna.
Nú eru margar borgir og sveitarfélög að taka skref í áttina að snjallborgarinnleiðingu eða jafnvel byrjaðar að innleiða lausnina en þeim hefur reynst erfitt að átta sig á hinum ýmsu möguleikum, íhlutum og tækni sem tilheyra snjallborgartækninni. Til að einfalda hlutina og þá möguleika sem snjallborgarlausnir bjóða upp á er horft í sjö lög Internet hlutanna (e. 7 layers of the internet of things (IoT)) sem sjá má á mynd 3.
Mynd 3. Internet hlutanna (e. internet of things, IoT).
Reynslan sýnir að borgir, sérstaklega þær sem flokkast í minni (tier 2) eða smáborgir (tier 3) að stærð, hafa því miður ekki efni á eða getu til að ganga alla leið eins og 7-laga líkanið krefst. Ástæðan er sú að verkefnið er í eðli sínu flókið og krefst sérhæfðs starfsfólks, aukins mannafla og fjármagns. Minni borgir eru oft í vandræðum með að koma fjölbreyttum snjallborgarhugmyndum sínum inn á fyrstu skref innleiðingar, framkvæmdar og framtíðarhugmynda. Og að lokum reynist oft erfitt að finna fjármagn fyrir verkefnin.
Af þessum ástæðum hafa minni borgir og sveitafélög leitað samstarfs við aðrar borgir fyrir snjallborgarvistkerfi, hvort sem það er til skamms tíma eða til að ná fram langtímaárangri.
Því miður er ekki til nein ein lausn sem hentar öllum og þarf því að muna að hver borg er einstök og með sínar áherslur og áskoranir og því þarf samstarfsverkefnið að vera „sérsniðið“ fyrir hverja borg. Vistkerfum, sem hafa verið búin til fyrir snjallborgir, er líkt við stóra fjölskyldusamkomu og að það sé eins og að smala villtum köttum að koma öllum saman. Það eru tvær hliðar á peningnum þegar kemur að snjallborgarvistkerfum.
Önnur hliðinn snýr að borginni sem mun sjálf setja saman sitt snjallborgarvistkerfi með sínu fólki í borgarstjórn, ráðsmönnunum, deildarstjórum, utanaðkomandi ráðgjöfum og óformlegum áhrifamönnum sem allir taka þátt í mismiklum mæli. Snjallborgarverkefnið er innleitt samkvæmt 7 lögum Internet hlutanna eins og sýnt er á mynd 3. Niðurstaðan er að auk borgarstjóra og fjármálastjóra, þá bæta áhrifamiklir stjórnendur við upplýsingastjóra, gagnastjóra, öryggisstjóra og frumkvöðlastjórnanda þar sem megináhersla er lögð á áreiðanleika, netöryggi, persónuvernd og stjórnun gagna.
Innleiðing verkefnisins byrjar oftast með snjöllum götuljósum í nokkur ár og svo er ekki óalgengt á líftíma verkefnisins að borgir fari í kosningar og stjórnarskipti. Þetta getur valdið óþarfa flækjustigi og haft í för með sér umfangsmiklar breytingar með nýkjörnum stjórnmálamönnum og nýskipuðum deildarstjórum.
Hin hliðin er að skilgreina hverjir eru óháðir lykilfagaðilar að snjallvistkerfum, hvert er hlutverk þeirra og hvernig er best að ná fram tengingu við borgina. Fagaðilar skilgreina möguleikana út frá snjallvistkerfinu í samstarfi við greiningaraðila, ráðgjafa, umhverfis- og orkusérfræðinga (e.ESCO), upplýsingatæknimenn, orkuveitur, fjarskiptafyrirtæki og aðra hagsmunaaðila. Augljóst er að faghópurinn er stór og það kann að vera flókið að ná sameiginlegri sýn á snjallborgarsamstarfið. Því er þörf á nýstárlegri aðferðfræði í stað áður þekktra eldri aðferða hjá sveitarfélögunum. Ný tækni, hæfileikar, samvinna og fjármagn munu sameina hagsmunaaðila sem aldrei fyrr. Helstu hagsmunaaðilar eru borgirnar sjálfar, veitur, tæknifyrirtæki, fjármögnunaraðilar o.s.frv.
Söluaðilar, verkfræðingar og ráðgjafar eru mikilvægir aðilar í þessu samstarfi. Þeirra sérþekking nær fram meiri hagræðingu og finnur auknar leiðir til fjármögnunar. Líkur er á meiri árangri ef ráðgjafar fá heimildir til að skipuleggja og stjórna samskiptum sínum við tengda aðila innan verkefnisins, sveitarfélög og aðra hagsmunaaðila.
Hér á eftir eru nokkur lykilatriði:
Snjallborgarverkefni eru í eðli sínu lifandi verkefni sem eiga að aðlagast að framtíðarþörfum borgarinnar.
Í einstökum verkefnum getur samstarfið orðið einstakt.
Það þarf að mennta sérfræðinga sem eiga að standa á bak við heildarskipulag kerfisins, bæði innan borgarnir og þá óháðu sérfræðinga sem standa saman að snjallborgarvistkerfinu.
Þörf er á fagfólki sem hefur reynslu í nútíma IoT tækni.
Byggja þarf upp samstarf, stuðning og fjármögnun með áherslu á helstu niðurstöður sem borgin vonast til að ná.
Að lokum lifum við í nýjum, áhættusamari heimi í dag og á það sérstaklega við um borgir. Hvaða áhrif hefur COVID-19 á snjallborgarnálgunina? Það er kannski of snemmt að segja til um það. Skýrari svör munu vonandi koma í ljós á næstu misserum. Fyrirtæki þurfa að endurskoða hugmyndafræði og aðferðir sínar á þéttbýlissvæðum þar sem áhætta getur myndast hratt sem hefur bein áhrif á hag og afkomu fyrirtækja. Því er meiri þörf en áður að efla samstarf sveitarfélaga og einkaaðila til að tryggja sjálfbærni og heilsu og öryggi borgaranna.
Með því að einbeita sér að þessum markmiðum þurfa fyrirtæki að:
Huga en frekar að íbúum borgar. Megin áhersla borgaryfirvalda er að halda íbúum öruggum, heilbrigðum, afkastamiklum og efnahagslega sjálfstæðum. Til ná þessum markmiðum er samstarf einkaaðila og borgaryfirvalda mikilvægt.
Vera lausnamiðuð, ekki bara með framleiðsluvörum og þjónustu. Til að ná árangri þurfa fyrirtæki að vera næm fyrir samfélagslegum, umhverfislegum og efnahagslegum markmiðum borgarinnar og hafa nýstárlega og jákvæða innsýn í hvernig best sé að ná þeim.
Skilja og sýna fram á áhrif þessara lausna frá sjónarhorni borgarinnar. Hvernig má draga úr glæpum og mengun, bæta heilsu og jafnrétti, eða byggja upp seiglu og mæta öðrum snjallborgarþörfum? Leggja skal áherslu á að sjá lausnir í gegnum augu borgaranna.
Byggja upp sambönd við önnur fyrirtæki. Rækta skal samband við birgja, ráðgjafa, almenning og einkaaðila, sem verða sífellt mikilvægari við að veita borgum árangursríkar langtímalausnir.
Hugleiðingar Lisku
Hvað þýða hugtökin snjallborg (e. Smart City) eða snjallborgarlausnir? Þessari spurningu hefur oft verið varpað fram og oftast er fátt um svör þegar stórt er spurt. Þessi grein lýsir hugtakinu snjallborg og snjallborgarlausnir á tiltölulega einfaldan hátt og gerir okkur einnig grein fyrir að „ekki er sopið kálið þó í ausuna sé komið“.
Í snjallborginni geta ljósastaurar gegnt lykilhlutverki vegna þess að þar er tilbúið innviðakerfi með rafmagni og burðarvirki fyrir alls konar búnað sem nota má til gagnaöflunar, eftirlits og stýringa auk hefðbundinnar lýsingar. Ef enginn væri lampinn þá væri enginn staur og í öllum sveitarfélögum er þéttriðið net staura sem liggja meðfram öllum götum og flestum stígum með 20-50m millibili. Í flestum sveitarfélögum eru á bilinu 4-6 íbúar á hvern staur og því enginn furða að flestir líti á staurana sem hin fullkomna stað fyrir „snjallborgarbúnað“.
Götulýsing og stýringar á henni er ein tegund snjallborgarlausna sem hægt er að staðsetja í þrem neðstu lögum í „internet hlutanna“. Um leið og það gerist verður til mikið af upplýsingum sem hægt er að geyma í fjórða laginu en hvað svo? Hér er ég bara að tala um götulýsinguna sem getur búið til upplýsingar um dagsbirtuna, orkunotkun lampa, hreyfingu á götum og stígum, bilanir á ljósbúnaði, snjó á götum og halla á staurum. Þessar upplýsingar má svo nota til að stýra lýsingunni eða koma skilaboðum til almennings, yfirvalda og rekstraraðila en til að svo megi verða þá þurfum við að komast upp í fimmta lagið „gagngreining“. Við erum ekki komin þangað nema að litlu leyti en sveitarfélög eins og Reykjavík, Kópavogur, Grindavík og Reykjanesbær eru að fikra sig þangað, hvert á sinn hátt. Hvort götulýsingin á heima í tveimur efstu lögunum (Business value) er ekki augljóst en ætla má að leiga á öðrum búnaði í staurum geti gefið nægar tekjur til að reka götulýsinguna og jafnvel rúmlega það.
Þessi grein gefur okkur tilefni til að hugleiða hvar við stöndum í dag miðað við það sem er að gerast erlendis. Miðað við greinar, rannsóknir og fréttir af erlendum vettvangi þá er af nógu að taka sem flokkast getur undir bæði vel heppnaðar lausnir og mistök en það er efni í aðra grein.
Greinin er aðgengileg á pdf hér fyrir neðan.