شهرهای سراسر جهان با چالش‌های فزاینده‌ای از جمله رشد سریع جمعیت، تغییرات آب‌وهوایی و رشد روزافزون فناوری‌های متصل روبه‌رو هستند و به همین دلیل نیاز به زیرساخت‌های مخابراتی قوی، قابل اعتماد و آماده برای آینده بیش از پیش احساس می‌شود. سیستم‌های مخابراتی دیگر تنها یک ابزار برای برقراری ارتباط نیستند، بلکه پایه‌ای حیاتی برای تشکیل شهرهای هوشمند و زیست‌پذیر هستند که به بهبود کیفیت زندگی شهروندان کمک می‌کنند.

سیستم‌های مخابراتی به‌عنوان زیرساخت‌های اساسی، امکان تبادل اطلاعات آنی را فراهم می‌کنند و این فرصت را در اختیار شهرها قرار می‌دهند که از فناوری‌های نوین مانند اینترنت اشیا، هوش مصنوعی و تحلیل داده‌های کلان بهره‌برداری کنند. شهرها می‌توانند با استفاده از این فناوری‌ها، خدمات عمومی از جمله حمل‌ونقل هوشمند، مدیریت انرژی و نظارت بر کیفیت هوا را بهینه‌سازی کنند که در نهایت منجر به کاهش ترافیک، صرفه‌جویی در مصرف انرژی و ارتقای سلامت عمومی می‌شود.

افزون بر این، سیستم‌های مخابراتی امکان مشارکت فعال شهروندان در فرایندهای تصمیم‌گیری را فراهم می‌کنند و به ایجاد جوامع متصل کمک می‌کنند و به همین دلیل نه‌تنها به‌عنوان ابزارهای ارتباطی عمل می‌کنند، بلکه به‌عنوان محرک‌های اصلی برای نوآوری و توسعه پایدار در شهرهای مدرن شناخته می‌شوند.

پایه هر شهر هوشمند در زیرساخت مخابراتی آن نهفته است. با فراهم کردن اتصال بی‌نقص، شهرها می‌توانند نوآوری را در تمام بخش‌ها، از حمل‌ونقل و بهداشت گرفته تا انرژی و حکمرانی، پرورش دهند. شبکه‌های پیشرفته‌ای مانند اینترنت نسل پنجم و اینترنت پرسرعت فیبر نوری، زیرساخت لازم برای پذیرش فناوری‌های تحول‌آفرین مانند هوش مصنوعی، اینترنت اشیا و محاسبات ابری را فراهم می‌کنند. تحقق این پتانسیل‌ها، نیازمند فناوری‌های پیشرفته و چهارچوب‌های سیاستی جامع، درک نوآوری‌های نوظهور و مشارکت فعال با شهروندان است.

سیاست‌ها و مقررات نقش حیاتی در اطمینان از این موضوع ایفا می‌کنند که اتصال موجب نوآوری شود. یکی از چالش‌های فوری برای شهرها مدیریت طیف فرکانسی به معنی تخصیص و تنظیم فرکانس‌های رادیویی مورد استفاده توسط شبکه‌های بی‌سیم است. به‌عنوان مثال، معرفی شبکه‌های نسل پنجم نیازمند تخصیص مجدد قابل‌توجه طیف فرکانسی برای پذیرش کاربردهایی مانند خودروهای خودران و جراحی از راه دور است. دولت‌ها باید با ارائه‌دهندگان شبکه‌های مخابراتی هماهنگ شوند تا اطمینان حاصل کنند که این فرکانس‌ها به‌صورت مؤثر تخصیص داده می‌شود، تداخلات به حداقل می‌رسد و ظرفیت شبکه حداکثر خواهد بود.

شهرها باید سیاست‌های قوی اشتراک‌گذاری داده‌ها را توسعه دهند. بسیاری از برنامه‌های شهر هوشمند به یکپارچگی داده‌ها از منابع مختلف مانند سنسورهای اینترنت اشیا، سیستم‌های حمل‌ونقل و خدمات عمومی وابسته است. سیاست‌های داده باز مانند آنچه در بارسلونا اتخاذ شده است، امکان دسترسی توسعه‌دهندگان به این اطلاعات را فراهم می‌آورد تا برنامه‌هایی را ارائه دهند که خدمات شهری را بهبود می‌بخشد. به‌عنوان مثال، برنامه‌ریزان می‌توانند از داده‌های حمل‌ونقل عمومی برای ایجاد اپلیکیشن‌هایی استفاده کنند که مسیرهای سفر را بهینه‌سازی می‌کند، تجربه رفت‌وآمد مسافران را بهبود و ازدحام ترافیکی را کاهش می‌دهد.

چنین سیاست‌هایی باید تعادل بین باز بودن داده‌ها با ملاحظات امنیتی و حریم خصوصی را حفظ کنند؛ به‌ویژه در مناطقی که تحت مقررات سختگیرانه‌ای مانند مقررات عمومی حفاظت از داده اتحادیه اروپا اداره می‌شوند. شهرها می‌توانند برای تشویق مشارکت بخش خصوصی، چهارچوب‌های نظارتی را مشخص کنند که موانع نوآوری را کاهش دهد. برای مثال، فرایندهای تأیید ساده‌شده برای نصب زیرساخت مخابراتی مانند آنتن‌های کوچک اینترنت نسل پنجم و شبکه‌های فیبر نوری می‌تواند روند راه‌اندازی شبکه‌ها را تسریع کند؛ در حالی که مقررات مبهم یا محدودکننده ممکن است سرمایه‌گذاری را کاهش دهد و پذیرش فناوری‌های پیشرفته اتصال را کند نماید.

فناوری‌های نوظهور محرک نوآوری

زیرساخت مخابراتی به‌عنوان سکوی پرتاب برای فناوری‌های نوظهوری عمل می‌کند که پتانسیل تغییر محیط شهری را دارند. یکی از این فناوری‌ها، محاسبات لبه‌ای است به‌صورتی که پردازش داده‌ها نزدیک‌تر به منبع آن انجام می‌شود تا وابستگی به مراکز داده مرکزی کاهش پیدا کند. این رویکرد تأخیر زمانی را به میزان قابل‌توجهی کاهش می‌دهد و برای کاربردهایی مانند خودروهای خودران یا سیستم‌های مدیریت ترافیک هوشمند بسیار ضروری است. پتانسیل شبکه‌های نسل پنجم نیز در حال آشکار شدن است. برخلاف نسل قبلی فناوری بی‌سیم، این نسل فقط مربوط به‌سرعت بالاتر اینترنت نیست؛ بلکه تأخیر کم و توانایی اتصال میلیون‌ها دستگاه در هر کیلومتر مربع، آن را به یک عامل کلیدی برای اکوسیستم اینترنت اشیا تبدیل کرده است.

یکی دیگر از حوزه‌های تحول‌آفرین، ارتباطات کوانتومی است. شبکه‌های کوانتومی امنیت بی‌نظیری را ارائه می‌دهند زیرا بر اصول مکانیک کوانتومی تکیه دارند تا مانع افشای اطلاعات شوند. اگرچه این فناوری هنوز در مراحل ابتدایی توسعه قرار دارد، اما مرزی جدید است که شهرها باید هنگام ساخت زیرساخت مخابرات آماده برای آینده خود آن را مدنظر قرار دهند.

مشارکت شهروندان بارسلونا در برنامه‌های شهر متصل

شهرها بیش از پیش متوجه شده‌اند که نوآوری نمی‌تواند بدون مشارکت ساکنانشان اتفاق بیفتد. مشارکت فعالانه شهروندان در طراحی و اجرای ابتکارات شهر هوشمند، تبدیل به سنگ بنای استراتژی‌های نوآوری شهری شده است. یکی از نمونه‌های این رویکرد استفاده از پلتفرم‌های مشارکت شهری دیجیتال است. شهرهایی مانند هلسینکی و آمستردام پلتفرم‌هایی را راه‌اندازی کرده‌اند که ساکنان بتوانند ایده‌های خود برای بهره‌مندی از پروژه‌های اتصال شهری را ارائه دهند.

پلتفرم سنتیلو (Sentilo) در بارسلونا نمونه‌ای از ضرورت توسعه سیستم‌های اتصال برای افزایش نوآوری در شهر و گسترش مشارکت شهروندان در برنامه‌های شهروندی است. این پلتفرم اینترنت اشیای منبع باز، داده‌ها را از هزاران سنسور در سراسر شهر جمع‌آوری می‌کند و اطلاعات لحظه‌ای درباره جنبه‌هایی مانند کیفیت هوا، دما و جریان افراد در سطح شهر را به‌صورت منبع باز در اختیار همه افراد قرار می‌دهد. توسعه‌دهندگان می‌توانند به این داده‌ها دسترسی پیدا کنند تا برنامه‌هایی متناسب با نیازهای محلی طراحی کنند. بارسلونا با پذیرش داده‌های باز و ترویج فرهنگ نوآوری، خود را به‌عنوان یک الگوی جهانی در توسعه شهرهای هوشمند معرفی کرده است.

پلتفرم سنتیلو شبکه‌ای از حدود ۱۸ هزار سنسور فعال را به هم متصل می‌کند که بر جنبه‌های مختلف زندگی شهری از جمله شرایط آب‌وهوایی، مصرف انرژی و سطح نویز محیطی نظارت می‌کنند. این شبکه گسترده از سنسورها، امکان جمع‌آوری اطلاعات دقیق درباره دینامیک شهر را فراهم می‌آورد و به تصمیم‌گیری بهتر و مدیریت منابع کمک می‌کند. به‌عنوان مثال، داده‌های مربوط به کیفیت هوا به مسئولان ابتکارات بهداشت عمومی اطلاع‌رسانی می‌کند و داده‌های مربوط به الگوهای ترافیکی به بهینه‌سازی سیستم‌های حمل‌ونقل کمک می‌کند.

ماهیت منبع باز سنتیلو، همکاری میان شهرها و توسعه‌دهندگان در سطح جهانی را تشویق می‌کند و به آنها این امکان را می‌دهد که راه‌حل‌های مشابهی را متناسب با زمینه‌ها و نیازهای خاص خود تطبیق و پیاده‌سازی کنند. این رویکرد همکاری، نه‌تنها قابلیت‌های فناوری شهرها را افزایش می‌دهد، بلکه شفافیت و مشارکت شهروندان در حکمرانی شهری را نیز ترویج می‌کند. بارسلونا با اجازه دادن به ساکنان برای تعامل با داده‌های جمع‌آوری‌شده از طریق پلتفرم سنتیلو، این فرصت را در اختیار شهروندان قرار می‌دهد تا به‌طور فعال در توسعه جامعه خود مشارکت کنند.

در نتیجه این تلاش‌ها، بارسلونا به یک الگو برای سایر شهرها تبدیل شده است که نشان می‌دهد ادغام اتصال پیشرفته در خدمات شهری، نه‌تنها کارایی عملیاتی را افزایش می‌دهد بلکه حس مالکیت و افتخار جامعه را در میان ساکنان تقویت می‌کند و در نهایت منجر به ایجاد محیط‌های شهری مقاوم‌تر و قابل زندگی‌تر می‌شود.