För närvarande bor mer än 54 procent av världens befolkning i stadsområden. Förenta nationerna projekt denna siffra kommer att öka till 66 procent år 2050. I takt med att våra städer blir mer befolkade läggs en allt mer ojämn belastning på den övergripande infrastrukturen.
För att bekämpa denna exponentiella börda, införlivar många städer den mest avancerade smarta tekniken och aldrig tidigare testade stadsplaneringsinitiativ. Här är fyra pionjärinsatser som för närvarande pågår.
Rekommenderade videor
Singapore
Singapore, det sydostasiatiska finanscentrumet, är utan tvekan den främsta smarta staden på planeten. Sedan Smart Nation program som lanserades 2014, har staden legat i framkant av den senaste stadsplaneringstekniken och policyn.
De program är huvudsakligen baserad på ett enormt nätverk av sensorer och kameror utplacerade runt om i staden. Dessa enheter tillåter regeringen att analysera allt från trafikstockningar till folktäthet. Detta nätverk är långt ifrån fullt implementerat, men myndigheterna kan redan använda dessa sensorer för att övervaka rökning i förbjudna områden samt nedskräpning.
Dessa data fungerar tillsammans med en digital kartläggningsplattform som kallas Virtuella Singapore. Denna simulator gör det möjligt för regeringen att se hur infrastrukturen fungerar i realtid. Detta kommer att tillåta tjänstemän att omdirigera bussar i rusningstid, undvika trafikstockningar och till och med förutsäga hur nya byggnader kan påverka vindmönster eller kommunikationssignaler. Regeringen förväntar sig att använda Virtual Singapore i framtiden för att evakuera folkmassor i spåren av naturkatastrofer, epidemier eller terrordåd.
Tjänstemän planerar också att använda sensorer i hemmet för att spåra enheter och apparater. Dessa sensorer kommer att övervaka allt från antalet toalettspolar till luftkonditioneringsenheter för större energieffektivitet. En sensor på en toalett, till exempel, kan spåra spolningar för att ge grundläggande insikt om en persons aktivitetsnivå som en indikator på deras allmänna välbefinnande. Ytterligare sensorer kan övervaka vatten- och elanvändning i realtid. I motsats till att bara titta på den totala energiförbrukningen kommer denna sensorförbättrade modell att ge insikter om potentiella vattenläckor och lokalisera ineffektiva apparater.
Detta kan verka lite invasivt för vissa; men medborgarna i Singapore har i hög grad accepterat detta som det nya normala. Faktum är att regeringen tidigare till och med övervakat medborgarnas smartphones för att analysera ojämnhet av vissa pendlar som ett sätt att indikera ojämn terräng och potentiella underhållsproblem.
En startup känd som NuTonomy arbetar med staden för att släpp 100 förarlösa bilar under de kommande månaderna. En flotta av förarlösa kollektivtrafikkapslar är också på gång. Dessa tillägg kommer att fungera i samklang med den integrerade kartplattformen för att ytterligare finjustera denna transformerande metropol.
Barcelona, Spanien
Med omfattande översyn av sin infrastruktur konkurrerar den katalanska huvudstaden utan tvekan Singapore som den smartaste staden på jorden. Mer än 300 mil fiberoptisk kabel fungerar som ryggraden för detta rutnät. Tjänstemän använder detta nätverk för att tillhandahålla stadstäckande Wi-Fi. Det finns ungefär 700 Wi-Fi-hotspots i Barcelona, med ett maximalt avstånd på bara 328 fot mellan hotspots.
Barcelona har även installerat trådlösa LED-gatljus för att minska energianvändningen. Varje gatubelysning fungerar också som Wi-Fi hotspot för extra funktionalitet. Dessa enheter körs på timers och rörelsedetektorer och förväntas göra det minska de nationella kommunala elkostnaderna med en tredjedel.
Spanska tjänstemän försöker för närvarande att omarbeta flödet av bilar med de höga ambitionerna att minska trafiken med 21 procent under de kommande två åren. Detta mål är nyckeln till nationens Plan för stadsmobilitet. Den här modellen fokuserar på idén om "superblock". Planen är att flytta höghastighetsmotoriserad trafik till omkrets av staden och följaktligen öppna upp de inre delarna av huvudstaden för fotgängarvänlig Allmän plats.
Som en del av översynen planerar tjänstemän att lägga till 124 miles av cykelvägar och bygga mer tillgängliga busshållplatser för att främja användning av kollektivtrafik, promenader och cykling. En revolutionär smart parkeringssystem använder asfaltinbäddade sensorer för att via en app guida bilister till ledig parkering. Detta hjälper till att effektivisera processen och ytterligare minskar trängseln under högtrafik.
En viktig aspekt av denna smarta stad är ett direkt svar på den aldrig tidigare skådade torkan som landet stod inför 2008. Under denna period tvingades Spanien till importera vatten. För att förhindra att denna situation inträffar igen har regeringen utformat ett nätverk av marksensorer för att reglera bevattning i förhållande till förutspådda nederbördsberäkningar och temperaturer. Dessa sensorer justerar sedan stadens sprinklersystem och fontäner för effektivitet. Dessa system har gjort det möjligt för Barcelona att öka vattenbesparingen med 25 procent, vilket räddar staden ungefär $555 000 per år.
Regeringen har öppnat denna mjukvaruplattform på Github att tillåta stadsplanerare från hela världen att analysera data från detta smarta nät och potentiellt implementera samma idéer och modeller i sina egna jurisdiktioner.
Oslo, Norge
Oslo har legat i framkant av stadstäckande smarta teknologier i flera år. Hållbar energiförbrukning är en viktig komponent i varje progressiv stadsplaneringsstrategi. Medan de flesta städer helt enkelt brinner genom billiga icke-förnybara energiresurser, förlitar sig Oslo istället på sopor som sin dominerande rena bränslekälla. Landet omvandlar allt från hushållsavfall till industriavfall till energi, i motsats till att bara gräva ner det på soptippar.
Staden har varit så angelägen om att omvandla avfall till energi, att det bokstavligen fick slut på sopor vid ett tillfälle. Staden har sedan dess börjat importera avfall från andra länder för att behålla strömmen så att säga.
Transportnätet i Oslo har också sett genomgripande översyner de senaste åren. Liksom andra avancerade storstadsnät har Oslo inbyggd asfaltparkering sensorer, och tjänstemän övervakar trafikmönster för att förutsäga och avvärja trafikstockningar. Staden är också hem för det utan tvekan mest omfattande nätverket av laddningsstationer för elfordon i världen.
Förutom att helt enkelt uppmuntra och uppmuntra elfordon för utsläppsnormer, implementerar Oslo också strategier för att begränsa framtida trafikstockningar. Till 2019 planerar staden att förbjuda alla bilar från centrala Oslo. Samma lagstiftning kräver att konstruktion av ytterligare 37 mil av innerstadens cykelbanor vid samma datum.
För att ytterligare minska utsläppen och energislöseriet har Oslo utvecklat ett robust nätverk av toppmoderna gatlyktor. Till skillnad från traditionella gatubelysningar kan dessa enheter reagera på ljusförhållanden och väderprognoser för att dämpa eller producera mer ljus efter behov. Detta system använder 650 bearbetningsstationer som ansluter mer än 65 000 ljuspunkter. Den kan nås på distans via internet, vilket gör det möjligt för tjänstemän att justera dessa ljuspunkter via en dator eller till och med en smartphone. Bara detta initiativ har gjort det möjligt för Oslo minska dess energiförbrukning för gatubelysning med 62 procent.
Staden är också fast besluten att säkra sjukvårdskostnader. Mer än 1,000 äldre individer drar nytta av en rad smarta system i sina hem. Dessa enheter kan justera termostater, övervaka rörelser, apparatanvändning och till och med vidarebefordra påminnelser om dagliga mediciner. Detta gör det möjligt för seniorer att behålla sitt oberoende samtidigt som de minskar de totala kostnaderna för vård i hemmet.
New York City, USA
New York City har också försökt utnyttja denna våg av smart teknisk integration. Tjänstemän har meddelat ett aldrig tidigare skådat mål att tillhandahålla höghastighetsbredbandstjänster till hela staden genom 2025. Genom att göra det designar New York det största och snabbaste kommunala Wi-Fi-nätverket på planeten. Initiativet kommer att leverera internetåtkomst med upp till gigabithastigheter över de fem stadsdelarna.
Om det inte var tillräckligt skrämmande att bygga det snabbaste Wi-Fi-nätverket på jorden, har New Yorks stadsdel Hudson Yards nyligen samarbetat med NYU: s Centrum för stadsvetenskap och framsteg att skapa USA: s första "kvantifierad gemenskap.” Målet är att skapa nästan 17 miljoner kvadratmeter av både kommersiella och bostäder, inklusive en skola, 14 tunnland offentligt utrymme, samt ett kraftverk och central avfallshantering systemet.
Se det som en mikrokosmos teknisk testbädd. Inom detta område kommer tjänstemän att kunna övervaka data om luftkvalitet, trafik, energiproduktion och energiförbrukning. Detta åtagande är för närvarande under utveckling och beräknas vara klart omkring 2025.
En annan viktig komponent i detta enorma smarta stadsföretag är Midtown i rörelse projekt. New York City-tjänstemän hoppas kunna förfina sina ofta låsta vägar med ett nät av sensorer och kameror. Fas ett av programmet började i juli 2011. Detta inkluderade tillägget av 100 mikrovågssensorer, 32 trafikkameror och E-ZPass-läsare för att mäta hastigheter längs 23 korsningar. Tidiga tester illustrerade en 10 procent förbättring av restider.
Dessa uppgraderingar av infrastrukturen hoppas också kunna öka den allmänna säkerheten ytterligare. För att bekämpa brottsligheten i området har lokal polis och stadsbyggnadstjänstemän byggt en akustisk skottövervakning system för att exakt lokalisera alla skott på bara några sekunder. När ett skott har avlossats granskar en operatör sedan det akustiska fingeravtrycket för att eliminera alla andra möjligheter (baktändning av bilavgaser, fyrverkerier, etc). En närliggande polis larmas sedan på sin smartphone eller surfplatta. Tjänstemän anser att detta borde påskynda svarstiderna och öka chanserna att fånga dessa individer.
