Hur 3 000 gatlyktor gjorde San Diego till Amerikas smartaste stad

Kanske har inget amerikanskt storstadsområde fått fler utmärkelser för sina smarta stadsinitiativ än San Diego. Staden med 1,4 miljoner människor (mer än 3 miljoner om man räknar de omgivande områdena) har fått otaliga utmärkelser och var till och med föremål för en National Geographic 2015 dokumentär om stadens ansträngningar – den enda amerikanska staden som var så aktuell vid den tiden. Faktum är att det arbete som staden gör, inklusive kommunala projekt, partnerskap med lokala innovatörer och uppmuntran till hållbara lösningar och framtida mobilitet, fortsätter att uppmärksammas, inklusive en 2018 Smart 50 Award.

Och allt började med några lampor. Tja, mer än bara ett fåtal.

Staden av (smarta) ljus

Städer över hela världen installerar teknik för att samla in data i hopp om att spara pengar, bli renare, minska trafiken och förbättra stadslivet. I digitala trender Smart Cities-serien, kommer vi att undersöka hur smarta städer hanterar allt från energihantering, till katastrofberedskap, till allmän säkerhet och vad det betyder för dig.

2014 började San Diego arbeta med General Electric för att installera 3 000 LED-gatlyktor med trådlösa nätverksanslutningar. Syftet var att inte bara spara energi och minska utsläppen av växthusgaser. Genom att nätverka ljusen kunde staden fjärrstyra och övervaka gatubelysningen, vilket sparade staden 250 000 dollar per år i el- och underhållskostnader.

Men myndigheterna förstod att det finns ännu fler vinster som kan uppnås med smart belysning.

Så nu har San Diego påbörjat ett projekt för att installera tusentals mer intelligenta gatubelysningar – ljus som kan övervaka parkeringsplatser, lyssna efter kriminell aktivitet och kontrollera luftkvaliteten. Bygger ut sitt eget Internet of Things (IoT), några av de mer avancerade lamporna inkluderar Intel Atom-processorer, videokameror, mikrofoner, Wi-Fi, Bluetooth och sensorer som kan mäta temperatur, barometertryck, luftfuktighet och till och med magnetisk fält. Den extra datorkraften kan göra det möjligt för de smarta lamporna att hjälpa förare att hitta öppna parkeringsplatser och till och med berätta för trafikövervakningen när fordon är olagligt parkerade.

Genom att öppna upp en del av informationen för allmänheten hoppas staden också uppmuntra utvecklingen av appar för att hjälpa lokala invånare och besökare, som t.ex. smartphone app för synskadade som kan hjälpa dem att korsa gator och navigera i staden.

Dessutom hoppas staden "att lära sig vilka korsningar som är de farligaste och behöver göras om, baserat på information om tillbud, inte bara olycksdata, säger David Graham, San Diegos vice operativa kontor, berättade för IEEE Spectrum. "Det är ett helt nytt sätt att förbättra fotgängares säkerhet."

Myndigheter överväger också de smarta lamporna för andra ändamål. Till exempel kan belysningsnätverket integreras i stadens befintliga ShotSpotter-nätverk. ShotSpotter används av många kommuner för att styra brottsbekämpning till platsen för skottlossning, men San Diegos IoT av ljus skulle kunna användas för att avsevärt utöka det nätverket och förbättra noggrannheten.

Stadens fortsatta ansträngning, som nyligen fick en 2018 Smart 50 Award för vad som rapporteras vara världens största nätverk av IoT-sensorer på gatubelysningar, involverar samarbete mellan den offentliga och privata sektorn inklusive GE, AT&T och Qualcomm. I slutändan planerar staden att installera mer än 14 000 smarta gatubelysningar och hoppas kunna minska energikostnaderna med 2,4 miljoner dollar per år. I hela länet säger San Diego att det så småningom kan spara skattebetalare 4 miljoner dollar per år enbart på bättre belysningslösningar.

Med flyg, sjö och väg

De moderna problemen som följer med tillväxten, såsom trafikstockningar, har inte undgått San Diego. Så för att bekämpa trafikproblemet arbetar stadens transportavdelning med privata företag, som Waze, för att dra nytta av information San Diegans kan tillhandahålla. Wazes Connected Citizen Program arbetar med mer än 600 kommuner runt om i världen för att leverera information inte bara om trängsel utan också om frågor som platsen för gropar, platsen för farliga hjortkorsningar och vägens potentiella påverkan stängningar. Inga nya sensorer behövs eftersom informationen kommer direkt från Waze-användares smartphones.

"Med Waze är drivkrafterna i samhället ögonen", förklarade Thais Blumenthal de Moraes, som är ansvarig för den globala affärsutvecklingen på företaget.

San Diego har också gjort smarta ansträngningar för att förbättra andra aspekter av sin transportinfrastruktur. På San Diego International Airport, till exempel, var Terminal 2 West Expansion det första terminalprojektet i världen som fick LEED Platinum- och Envision-Platinum-certifieringar. Terminal 2 Parking Plaza har avancerad parkeringsvägledningsteknik och ett dagvattenuppsamlingssystem. För att stödja elfordon (EV) finns även laddstationer och det fortsätter kommunen arbeta med företag som EVgo, ChargePoint, Black & Veatch och San Diego Gas and Electric (SDG&E).

Faktum är att elnätet är avgörande för San Diegos planer på att göra sin stad smart och hållbar. Över 30 procent av San Diegos el är förnybar, enligt staden, och det finns inget kol i SDG&E: s energiportfölj. Smart grid-teknik hjälper till att göra detta möjligt och ökar användningen av förnybar energi genom att intelligent och effektivt hantera och balansera regionens energibehov.

Naturligtvis, som en av landets soligaste städer, med i genomsnitt 146 klara dagar om året, verkar San Diego vara den idealiska platsen att bli en nettonollstad. (Netto noll betyder att den totala mängden energi som används av staden är lika med mängden förnybar energi den skapar.) Ett exempel på en sådan satsning är San Diegos Solterra EcoLuxury Apartments, ett smart boendesamhälle enbart baserat på solenergi för alla sina 114 lägenheter. Utvecklingen har garage som är anslutna för laddning av elbilar, virtuella nätmätningsskärmar som tillåter invånarna övervaka energianvändningen, och smarta termostater som kan programmeras var som helst, när som helst med dator eller smartphone. Solterra är det första lägenhetskomplexet med solenergi i San Diego, och staden hoppas att det bara är början på en våg av smart utveckling.

Att minska strömförbrukningen och föroreningarna genom användning av intelligenta system sträcker sig till San Diegos hamn. För att förbättra luftkvaliteten började staden med att byta till ett landströmsystem som gör det möjligt för lastfartyg att ansluta i hamn istället för att behöva köra sina dieselmotorer vid kajen. IoT-insatser i hamnen började redan 2014 när staden började använda sensorer i byggnader för att upptäcka energiförbrukning och ge ägare lätthanterlig realtidsdata för att minska strömförbrukningen. Kommunen lägger även sensorer i papperskorgar, för att se hur framtida realtidsdataapplikationer kan underlätta en effektivare insamling och hjälpa till att hålla tidvattenområdet rent.

Ute på Petco Park, hemma för basebolllaget San Diego Padres, företag inklusive OSIsoft, Qualcomm och SDG&E arbetar med andra IoT-projekt för att hjälpa Padres att förbättra effektiviteten vid anläggning. Genom att använda omfattande dataanalyser planerar parken att noggrant övervaka användningen av el, gas och vatten, vilket kan minska driftskostnaderna med mer än 25 procent under de kommande fem åren.

En av de stora fördelarna med sådana smarta stadsprojekt är faktiskt den information som genereras som sedan kan användas för att förbättra tjänsterna och livskvaliteten för medborgarna. San Diegos Smart City Open Urban Platform (SCOUP) nätverk spårar till exempel automatiskt och minskar växthusgaser gasutsläpp från kommunala anläggningar (SCOUP vann en California Energy Commission Energy Innovation Challenge senast år). Staden fortsätter att samarbeta med en mängd olika företag och utbildningsinstitutioner, som att arbeta med Föreställ dig att USA ska gå samman med tekniksamarbetspartners och företag för att ta itu med klimatförändringarna och förbättra staden tjänster. Det samarbetar också med University of California i San Diego och MetroLab Network, för att sammanföra universitetsforskare med stadens beslutsfattare för att förbättra infrastruktur och tjänster.

"Allt handlar om talang", säger Nikia Clarke, verkställande direktör för World Trade Center i San Diego. "Det handlar om innovation och immateriella rättigheter. Och för San Diego är det en övergång som har förändrat hur vi gör ekonomisk utveckling."

Lyckligtvis har området också en historia av forskning att dra nytta av. Strax norr om staden, i Torrey Pines, finns FoU-divisionerna för många stora företag, allt från läkemedelsföretag som Novartis till flygföretag som Northrop Grumman. En del av det forskningsarbetet fokuserar på framtida energikällor, såsom fusionsreaktorer, och transportmetoder, såsom det enda fungerande maglevtåget i USA, vid General Atomics. (Maglev är tekniken Elon Musk’s Boring Company föreslår att använda för sina underjordiska höghastighetståg.) General Atomics var också ansvarig för att skapa några av de första militära drönarna.

Så det kanske inte är så överraskande att San Diego nyligen blev en av 10 kommuner i landet som USA valt ut. Department of Transportation och Federal Aviation Administration kommer att vara en del av Unmanned Aircraft System (UAS) Integration Pilot Program. UAS-programmet är avsett att samarbeta med offentliga och privata organisationer i projekt utformade för att säkert integrera kommersiell användning av drönare i USA: s luftrum. Staden planerar att genomföra drönarflygningar i framtiden som använder upptäck-och-undvik-teknik, mörkerseende och paketleveranssystem. Framtida drönare kan användas för att påskynda medicinska leveranser och hjälpa första responders att hjälpa behövande.

Det är en framtid som för San Diego började med att byta ut några gatlyktor. Det visade sig verkligen vara en smart idé.

Redaktörens rekommendationer

• Intel vill att sin flotta av drönare ska övervaka USA: s åldrande, osäkra broar