در دهه‌های اخیر به واسطه فرایند جهانی‌شدن و پیشرفت‌های فنی و تکنولوژیکی، شهرنشینی به سرعت گسترش یافته است، به‌طوری که طبق پیش‌بینی سازمان ملل متحد تا سال 2050 یک میلیارد به جمعیت شهری جهان اضافه می‌شود.
این روند، جمعیت شهری جهان را به 5.2 میلیارد نفر خواهد رساند. اواسط سال 2018 تقریبا 4.2 از 7.6 میلیارد نفر در سراسر جهان در شهرها زندگی می‌کردند. این مقدار معادل 55درصد جمعیت جهانی است که بنابر پیش‌بینی بالا تا سال 2050 این رقم به 60 درصد خواهد رسید.
رشد شهرها و شهرنشینی، یک روند جمعیتی، اقتصادی، اجتماعی و فرهنگی است که به‌واسطه آن تمرکز جمعیت و فعالیت‌های اقتصادی و ادارات در فضای شهری را به همراه خواهد داشت.
توجه به رشد شهرنشینی و پیادمدهای آن بسیار مهم و سرنوشت‌ساز است، زیرا درصورت نبود زیرساخت مناسب، شهرنشینی منجر به بروز اختلاف طبقاتی شدید، شکل‌گیری مناطق زاغه‌نشین در اطراف مناطق شهری، شیوع بزهکاری و تحمیل هزینه‌های گزاف به شهر و شهروندان می‌شود.
در حقیقت در صورت وقوع این امر مردم در ازای پرداخت بیشتر برای زندگی در شهر، با امکانات رفاهی کمتر و کیفیت زندگی پایین‌تر مواجه می‌شوند. افزایش جمعیت در شهرها، رشد تقاضا و تنوع نیازها را به‌همراه خواهد داشت و به تبع آن، زمان و کیفیت زندگی اهمیت فوق‌العاده‌ای پیدا خواهد کرد.
درپی پاسخگویی به این نیازهای گسترده در دو دهه گذشته، مفهومی تحت عنوان شهر هوشمند مطرح شده است. به زبان ساده، شهر هوشمند مکانی است که در آن خدمات سنتی شبکه‌های موجود در شهر با استفاده از راه‌حل‌های دیجیتالی، کارآمدتر می‌شوند و مشکلات شهری کاهش می‌یابد.
این به معنی شبکه‌های حمل و نقل شهری هوشمندتر، تأسیسات به‌روز‌شده برای تأمین آب و دفع زباله، و روش‌های کارآمدتر برای روشنایی و گرمایش ساختمان‌ها است. شهر هوشمند به معنای اداره تعاملی شهر، فضاهای عمومی امن‌تر و تأمین نیازهای سالخوردگان است. در حقیقت شهر هوشمند پدیده‌ای چند‌وجهی است که ابعاد آن عبارت‌اند از هوشمند شدن بخش‌های مختلف مثل اقتصاد، حملونقل، محیط‌زیست، مردم، زندگی و حکمرانی.
به بیان دیگر، منظور از اقتصاد هوشمند، افزایش بهره‌وری در بازار نیروی کار، نوآوری مجهز به فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT)، کارآفرینی و همچنین ادغام در بازار بین‌المللی است. حملونقل هوشمند، سیستم‌های حملونقل و لجستیک پشتیبانی‌شده از ICT و یکپارچه را در خود جای داده است.
شاخص‌های مورد استفاده در ارزیابی جنبه های مهم حملونقل هوشمند عبارت‌اند از: دسترسی محلی و بین‌المللی، در دسترس بودن زیرساخت ICT و سیستم‌های حمل و نقل پایدار، نوآورانه و ایمن.
منظور از محیط‌زیست هوشمند، کنترل و نظارت بر آلودگی و همچنین حفاظت و استفاده پایدار از منابع است.
منظور از افراد هوشمند که “سرمایه اجتماعی و انسانی”شهر هوشمند هستند، کسانی است که دارای مهارت‌های لازم برای استفاده از فناوری‌های به‌روز هستند و تعاملات اجتماعی بالا و باکیفیتی دارند. این مسئله با توجه به همگرایی زندگی اجتماعی افراد و افزایش رو به‌رشد تعاملات بین‌المللی آنها حائز اهمیت است.
زندگی هوشمند، شاخصی است که جنبه‌های مختلفی از شرایط زندگی، یعنی امکانات فرهنگی و بهداشتی، زیرساخت‌های آب و برق، مسکن مناسب، امنیت و … را براساس استفاده از ICT اندازه‌گیری می‌کند.
حکمفرمایی هوشمند مستلزم مشارکت بخش خصوصی و عمومی در تصمیم‌گیری‌ها، استراتژی‌ها و چشم‌اندازهای سیاسی و همچنین شفافیت و دسترسی آزاد به دادهها با استفاده از ICT در حوزه‌های مختلف حاکمیت شهر از جمله خدمات و عملکرد کارآمد و موثر دولت است.
یکی از راه‌های موثر برای تسهیل تحقق شهر هوشمند، استفاده از فناوری بلاکچین است. فناوری جدیدی که امروزه در مرحله اول رمز ارزها و معاملات دیجیتال را در ذهن متبادر می‌کند. شاید برای شما سوال باشد که چرا و چگونه این امر امکان‌پذیر است. در ادامه تلاش می‌کنیم با توضیح بلاکچین و مزیت‌های آن به این سوال پاسخ دهیم.
بلاکچین چیست؟
بلاکچین یک سیستم ثبت اطلاعات و گزارش است. تفاوت این پایگاه داده در این است که در عموم پایگاه‌ها، دادهها در قالب جداول ذخیره می‌شوند در حالی که بلاکچین این دادهها را در قالب مجموعه بلوک‌ها ذخیره می‌کند. در این سیستم اطلاعات تراکنش بصورت هش – که ترکیبی از اعداد و ارقام است – ذخیره می‌شوند. این فرایند در قالب ۴ مرحله کلی انجام می‌گیرد:
- انجام تراکنش
- تایید تراکنش
- ثبت اطلاعات تراکنش در بلوک
- ایجاد کد هش
بلاکچین چه مزایایی دارد؟
ثبت اطلاعات بر بستر بلاکچین سریع، شفاف، ایمن و نفوذناپذیر است. زیرا برای انجام آن تمامی داده‌های یک بلاکچین در یک سرور خاص ذخیره نمی‌شود، بلکه هر سیستمی که به شبکه بلاکچین متصل است یک نسخه از بلاکچین را دریافت می‌کند که به آن نود(Node) می‌گویند.
این امر باعث می‌شود تا اطلاعات ثبت‌شده بصورت غیرمتمرکز بین نودها قرار بگیرد. در نتیجه حذف و یا تغییر اطلاعات آن غیر ممکن است و تمامی شرکت‌کنندگان در شبکه از تغییرات آگاه خواهند بود و اعمال تغییرات بدون موافقت همه آنها امکان‌پذیر نخواهد بود. این امر با توجه به ساختار زنجیره‌ای و تعداد زیاد شرکت‌کنندگان در شبکه، امکان تغییر را تقریبا ناممکن می‌کند.
از طرف دیگر با توجه به ساختار غیرمتمرکز بلاکچین، امکان مشاهده اطلاعات توسط هر نود وجود دارد و هر شرکت‌کننده می‌تواند مسیر مبادلات را ردیابی کند. این مصداق شفافیت در عین امنیت است.
کاربرد بلاکچین در شهرهای هوشمند
می‌دانیم که پایگاه داده بلاکچین می‌تواند هر نوع اطلاعاتی را پوشش دهد . در ادامه به مصادیق کاربرد این ویژگی در مدیریت شهرهای هوشمند می‌پردازیم و پس از آن مزایای این کاربرد را بررسی خواهیم کرد.
افزایش شفافیت و ارتباطات
شهرها می‌توانند با استفاده از سرویس‌های مبتنی بر بلاکچین در حوزه‌های حملونقل، انرژی یا امنیت از طریق یک سیستم در دسترس که قادر به تبادل دادهها در لحظه است، با ساکنان شهر در ارتباط باشند.
ارتباط مستقیم
بلاکچین این امکان را برای ادارات دولتی و عموم مردم فراهم می کند که بدون نیاز به واسطه، به‌صورت دیجیتالی با یکدیگر تعامل کنند. این امر، می‌تواند رویه‌های اداری مثل ثبت احوال، شهرداری‌ها و … را تسریع کند.
صحت اطلاعات
با استفاده از این فناوری، می توان یک پرونده را به طور کامل یا جزئی رمزگذاری کرد تا فقط بخشی که مورد نظر است، به طور خصوصی، ایمن و بدون دستکاری توسط شخص ثالث، به اشتراک گذاشته شود.
مدیریت کارآمد
بلاکچین به مردم و مسئولان شهر اجازه می‌دهد تا مبدأ و مقصد هر منبع اطلاعاتی و مالی را بدانند. علاوه بر این، مسئولان می‌توانند بدون ورود به حریم خصوصی افراد، از نحوه استفاده آنها از خدمات شهری مطلع شوند.
مزایای بلاکچین در حوزه‌های مختلف مدیریت شهری هوشمند
- امنیت
بلاکچین محافظت از اطلاعات شخصی جمع‌آوری شده را بهبود می‌بخشد.
- حملونقل
نهادهای دولتی می‌توانند بدانند که کدام شهروندان روزانه از خودرو شخصی خود استفاده می‌کنند و به آنها تخفیف و مزایایی می‌دهند تا آنها را به استفاده از وسایل نقلیه عمومی ترغیب کنند.
- پسماند
بلاکچین می تواند اطلاعات لحظه به لحظه سطل‌های زباله را در اختیار مردم و مراکز خدمات جمع آوری زباله قرار دهد تا آنها همیشه از پر بودن یا خالی بودن آنها مطلع شوند.
- مشارکت
پلتفرم‌های مبتنی بر بلاکچین امنیت، قابلیت اطمینان و شفافیت در رویدادهایی نظیر انتخابات، نظرسنجی، همه پرسی و … را تضمین می کنند.
- انرژی
قراردادهای مبتنی بر بلاکچین امکان تجارت خودکار مازاد انرژی خورشیدی تولیدشده توسط بخش خانگی با سایر اعضای شبکه را تسهیل می‌کند.
علاوه بر این، از فناوری بلاکچین می‌توان در زمینه‌های دیگری مانند مدیریت منابع آب، کنترل کیفیت هوا یا مراقبت از فضاهای عمومی مثل پارک‌ها بهره گرفت.
نمونه‌هایی از پلتفرم‌های مبتنی بر بلاکچین در شهرهای هوشمند
شهرهای هوشمند برای عملکرد و پیشرفت موفقیت‌آمیز به اکوسیستم‌های تکنولوژیکی مناسب و کاملاً سازگار نیاز دارند. در غیر این صورت با سیستم‌های دیگری که زبان‌های مختلفی دارند قادر به برقراری ارتباط نخواهند بود و به این ترتیب این پلتفرم‌ها کارایی خود را از دست داده و منزوی خواهند شد.
امروز چندین پلتفرم وجود دارد که به‌عنوان یک چارچوب برای شهرهای هوشمند عمل می‌کنند که در ادامه به آنها می‌پردازیم:
اتحادیه شهرهای پایدار هوشمند (U4SSC)
هدف این ابتکار عمل سازمان ملل متحد تبدیل‌شدن به بستری است که فناوری‌های اطلاعاتی و ارتباطی (ICT) را به سمت شهرهای هوشمند و پایدار سوق دهد.
Fiware
اتحادیه اروپا (EU) حامی این پلتفرمِ رایگان است که ابزارها و اکوسیستم مناسب را به توسعه‌دهندگان برنامه‌ها و خدمات آنلاین ارائه می‌دهد. اگرچه Fiware برای پشتیبانی خاص از شهرهای هوشمند طراحی نشده است، اما می‌تواند عملکرد مورد قبولی داشته باشد.
DownTown
DownTown یکی از بهترین سیستم‌های سازگار با شهرهای هوشمند است. این پلتفرم با اولین آزمایش دسترسی به رستوران‌های محلی به حدود 13،000 تا 20،000 منطقه در شهرهای هوشمند جهان (از جمله لندن و دالاس) دسترسی پیدا کرد.
