Nesnelerin İnterneti ve Geleceğin Şehirleri: Akıllı Şehirler Hayatımızda Neleri Değiştirecek?

Akıllı şehirler; nesnelerin interneti (IoT) teknolojisi ile veri toplayarak, kaynaklarla hizmetleri verimli bir şekilde yönetmek üzere, bu verilerden elde edilen bilgileri kullanırlar. Böylelikle şehirlerde yaşayan insanların, kendilerine sunulan kaliteli hizmetlerle hayat şartları kolaylaşır. Aynı zamanda; operasyonel verimliliği artırmak, bilgiyi kamuoyu ile paylaşmak ve hem devlet hizmetlerinin kalitesini hem de vatandaşların refahını artırmak için bilgi ve iletişim teknolojilerini (BİT) de kullanırlar.

Akıllı bir şehrin hedefi; akıllı teknolojiler ve veri analizi kullanarak vatandaşları için yaşam kalitesini iyileştirirken, şehir işlevlerini optimize etmek ve ekonomik büyümeyi artırmaktır. Bir şehrin akıllılığını belirlemek için birkaç ana özellik kullanılır. Bu özellikler şunları içerir:

• Teknoloji tabanlı bir altyapı
• Çevresel girişimler
• Yüksek işlevli bir toplu taşıma sistemi
• Kaliteli kentsel planlama anlayışı

Akıllı Şehir Teknolojileri

Akıllı şehirler, nesnelerin interneti (IoT) cihazları, yazılım çözümleri, kullanıcı arayüzleri (UI) ve iletişim ağlarının bir kombinasyonunu kullanırlar. Nesnelerin interneti yani ‘IoT’ (İng: "Internet of Things"), iletişim kurabilen ve veri alışverişi yapabilen araçlar, sensörler veya ev aletleri gibi bağlı cihazlardan oluşan bir ağdır. IoT sensörleri ve cihazları tarafından toplanan ve iletilen veriler bulutta veya sunucularda depolanır. Bu cihazların bağlantısı ve veri analizi, fiziksel ve dijital şehir öğelerinin bir arada toplanmasını kolaylaştırır, böylece hem kamu hem de özel sektör verimliliğini arttırır, ekonomik faydalar sağlar ve vatandaşların yaşamlarını iyileştirir. IoT cihazları aynı zamanda, ‘Edge computing’ olarak adlandırılan işleme yeteneklerine sahiptir. Bu hesaplama paradigması, iletişim ağı üzerinden sadece en önemli ve ilgili bilgilerin iletilmesini sağlar.

Bilgisayar sistemi içindeki ağ trafiğinin korunması, izlenmesi ve kontrolü için bir güvenlik duvarı güvenlik sistemi de gereklidir. Güvenlik duvarları, IoT şebekesine veya şehir verilerine yetkisiz erişimi önleyerek akıllı bir şehir ağı içinde sürekli olarak iletilen verilerin güvenli olmasını sağlar.

Diğer akıllı şehir teknolojileri şunları içerir:

• Uygulama programlama arayüzleri (API'ler)
• Yapay zeka (AI)
• Bulut bilişim
• Gösterge tabloları
• Makine öğrenimi (ML)
• Makineden makineye (M2M)
• Örgüsel ağ yapısı (Mesh network)

Akıllı Şehirlerin Özellikleri

Otomasyon, makine öğrenimi ve IoT gibi yükselen trendler, akıllı şehirlerin insanlar tarafından da benimsenmesini sağlıyor.

Teorik olarak, şehir yönetiminin herhangi bir alanı akıllı şehir sistemine dahil edilebilir. Örneğin, sürücülerin büyük ve kalabalık şehirlerde, uzun süre dolaşmadan; uygun park yerlerini bulmalarına yardımcı olacak akıllı parkmetreler, aynı zamanda dijital ödemeyi de mümkün kılacak akıllı sayaçlar kolaylıkla şehirlerde uygulanabilir. Ayrıca ulaşım alanında, trafik ışıklarını izlemek ve analiz etmek için akıllı trafik yönetimi, sokak ışıklarını optimize etmek ve günün saatine veya yoğun saat programlarına göre yolların çok fazla tıkanmasını önlemek için kullanılır. Akıllı toplu taşıma, akıllı şehirlerin bir başka yönüdür. Akıllı transit şirketleri, hizmetleri koordine edebilir ve sürücülerin ihtiyaçlarını gerçek zamanlı olarak karşılayabilir, böylelikle verimliliği ve sürücü memnuniyetini artırabilir. Yolculuk paylaşımı da akıllı bir şehirde yaygın servislerdendir.

Enerji tasarrufu ve verimliliği akıllı şehirlerin ana odak noktalarıdır. Akıllı sensörler kullanılarak akıllı sokak lambaları; yollarda otomobil veya yaya olmadığında karararak tasarrufa katkıda bulunabilir. Akıllı şebeke teknolojisi; bakımı ve planlamayı iyileştirmek, talep üzerine güç sağlamak ve enerji kesintilerini izlemek için kullanılabilir.

Akıllı şehir uygulamaları aynı zamanda; atık ve hijyen yönetimi, akıllı su teknolojisi ile iklim değişikliği ve hava kirliliği gibi çevresel riskleri izlemeyi ve ele almayı da amaçlıyor.

Akıllı şehir teknolojisi, yüksek suç alanlarının izlenmesinden sensörlerle acil durum hazırlığının geliştirilmesine kadar kamu güvenliğini artırmak için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Örneğin, akıllı sensörler; kuraklık, sel, toprak kayması veya kasırga öncesi bir erken uyarı sistemi ile gerekli önlemlerin zamanında alınmasına yardımcı olabilir.

Akıllı binalar da genellikle akıllı şehir projesinin bir parçasıdır. Sensörler, binalardaki aşınma ve yıpranmayı tespit edebilir ve onarım gerektiğinde yetkilileri bilgilendirebilir. Sensörler ayrıca su şebekesindeki ve diğer boru sistemlerindeki sızıntıları tespit etmek için de kullanılabilir, bu da maliyetleri azaltmaya ve kamu çalışanlarının verimliliğini artırmaya yardımcı olur. Ayrıca akıllı şehir teknolojileri; iş yaratma, enerji verimliliği, alan yönetimi ve tüketiciler için daha taze ürünler de dahil olmak üzere kentsel üretim ve kentsel çiftçiliğe de verimlilik getirir.

Şehirlerdeki nüfus artmaya devam ettikçe, bu kentsel alanların altyapı ve varlıklarını daha verimli kullanarak artan nüfusa uyum sağlaması gerekmektedir. Akıllı şehir uygulamaları bu gelişmeleri sağlayabilir, şehir operasyonlarını ilerletebilir ve bölge sakinleri arasında yaşam kalitesini artırabilir.

Akıllı şehir uygulamaları, şehirlerin mevcut altyapılarından yeni değerler bulmasını ve yaratmasını sağlar. İyileştirmeler, hükümetlerin ve vatandaşların paradan tasarruf etmesine yardımcı olarak yeni gelir akışlarını ve operasyonel verimliliği kolaylaştıracaktır.

Belediye sistemleri ‘Akıllı sistemler’ haline geldikçe, şehirlerde kullanılan araç sayısının da azalması bekleniyor. Otonom araçlar veya kendi kendine giden arabalar, bir nüfusun araç sahibi olma gerekliliği konusundaki bakış açısını, potansiyel olarak değiştirebilir. Otonom araçların benimsenmesinin sivillerin sahip olduğu araç miktarını azaltacağı, böylece sokaktaki araç sayısını azaltacağı ve zararlı gaz emisyonunu daha da azaltacağı düşünülmektedir.

Belediye sistemlerinin; şehirlerdeki nüfus artmaya devam ettikçe, bu kentsel alanların altyapı ve varlıklarını daha verimli kullanarak, artan nüfusa uyum sağlaması gerekmektedir. Akıllı şehir uygulamaları bu gelişmeleri sağlayabilir, şehir operasyonlarını ilerletebilir ve bölge sakinleri arasında yaşam kalitesini artırabilir.

Akıllı şehir uygulamaları, şehirlerin mevcut altyapılarından yeni değerler bulmasını ve yaratmasını sağlar. İyileştirmeler, hükümetlerin ve vatandaşların paradan tasarruf etmesine yardımcı olarak yeni gelir akışlarını ve operasyonel verimliliği kolaylaştıracaktır.

Ayrıca, şehirlerdeki akıllı, güvenli ve sağlıklı binalar, özellikle günümüzde COVID-19 salgını sebebiyle, sağlık ve ekonomi açısından kritik öneme sahiptir. Belediyeler, teknoloji şirketleri ile birlikte; bina ve tesis sahipleri, uygun sağlık odaklı sensörler ile iç mekanların sağlık ve verimliliğinin iyileştirilmesine katkıda bulunabilirler.

Akıllı Bir Şehir Nasıl Çalışır?

Akıllı şehirler; yaşam kalitesini artırma ve ekonomik büyüme sağlama gibi hedeflere ulaşmak için, IoT (nesnelerin interneti) cihazları ve diğer teknoloji ağlarından yararlanırlar.

Başarılı akıllı şehirlerin izlediği en önemli dört adım şunlardır:

• Bilgi toplama - Şehirdeki akıllı sensörler gerçek zamanlı veri toplar.
• Analiz - Akıllı algılayıcılar tarafından toplanan veriler, anlamlı bilgiler elde etmek için değerlendirilir.
• İletişim - Analiz aşamasında toplanan bilgiler, güçlü iletişim ağları aracılığıyla otoritelere iletilir.
• Faaliyet – Şehirler; çözüm üretmek, operasyonları ve varlık yönetimini optimize etmek ve konut sakinlerinin yaşam kalitesini artırmak için verilerden alınan bilgileri kullanırlar.

Akıllı Şehirlerin Sürdürülebilirliğini Artırmak

Kentleşmenin önümüzdeki yıllarda daha da artması beklendiğinden, sürdürülebilirlik akıllı şehirlerin bir başka önemli yönüdür. Birleşmiş Milletler’in son araştırmaları, Dünya nüfusunun yaklaşık % 55'inin kentsel alanda veya şehirde yaşadığını göstermektedir. Bu rakamın önümüzdeki yıllar boyunca % 68 artacağı öngörülüyor. Akıllı teknoloji, gelecek yıllarda kentlerin büyümeyi sürdürmesine, kentsel alanlarda vatandaşların refahının ve hükümet çalışmalarının verimliliğinin de artmasına yardımcı olacak.

Şehirlerin ekolojik sistemi, fosil yakıtların aşırı kullanımı sonucu oluşan emisyonlarla, oldukça olumsuz etkileniyor. Akıllı şehir teknolojileri bu zararlı etkileri hafifletebilecek.

Elektrikli toplu taşıma sistemine geçiş yapmak, sadece yakıt emisyonlarını azaltmakla kalmayacak, aynı zamanda şehirde yoğun elektrik kullanım saatlerinde, pilleri şarj etmenin etkisini en aza indirgemek için şehrin elektrik gücü altyapısıyla yakın çalışma avantajı da yaratabilecek. Ayrıca, uygun bir koordinasyonla, elektrikli araçlar hizmette olmadıklarında, şehrin elektrik şebekesinin frekansını düzenlemek için de kullanılabilecek.

Belediyeler daha akıllı hale geldikçe, şehirlerde kullanılan araç sayısının da azalması bekleniyor. Otonom araçlar veya kendi kendine giden arabalar, bir nüfusun araba sahibi olma gerekliliği konusundaki bakış açısını, potansiyel olarak değiştirebilir. Otonom araçların benimsenmesinin, halkın sahip olduğu araç miktarını azaltacağı, böylece sokaktaki araç sayısının da azalacağı ve zararlı gaz emisyonunu daha da kontrollü olacağı düşünülmektedir.

Akıllı Şehirlerle İlgili Kaygılar

Akıllı şehir girişimleri, hizmet vermeyi amaçladıkları şu kişileri hedeflemelidir; yani şehir sakinlerini, iş insanlarını ve ziyaretçileri. Şehir otoriteleri, sadece uygulanmakta olan akıllı şehir teknolojilerinin yararları konusunda farkındalık yaratmakla kalmamalı, aynı zamanda vatandaşlarına açık, demokratikleşmiş verilerin kullanımını teşvik etmelidir. İnsanlar akıllı teknolojiler hakkında ne kadar bilgili olurlarsa, getirebileceği faydaların farkına varırlar ve katılım olasılıkları daha yükselir.

Kamu ve özel sektör ile şehir sakinleri arasındaki yakın ilişki; şehre ve topluma olumlu katkıda bulunacak, katılım sağlayacak ve yetkilendirilecek akıllı bir vatandaş yaratmanın anahtarıdır. Akıllı şehir projeleri, genellikle açık bir veri portalı veya mobil uygulama aracılığıyla, verileri şeffaf bir şekilde vatandaşların kullanımına sunma planlarını içermelidir. Bu sayede, konut sakinleri, verilerle etkileşime girer ve ne için kullandıklarını daha iyi kavrayabilirler. Akıllı bir şehir uygulaması sayesinde sakinler, evlerinin enerji tüketimini görüntüleme, fatura ödeme ve uygun toplu taşıma bulma gibi kişisel işlerini tamamlayabilirler.

Akıllı şehirlere karşıt görüşte olanlar; vatandaşların günlük verilerinin, saldırı veya kötüye kullanım riskine maruz kalmasından endişe duyuyorlar. Şehir yöneticilerinin, veri gizliliğine ve güvenliğine çok önem vermeleri gerekiyor. Ayrıca, sensörlerin ve kameraların varlığı, bir gizlilik veya devlet gözetimi istilası olarak algılanabilir. Bunu önlemek için toplanan akıllı şehir verileri, gizliliği koruma amacı ile anonimleştirilmeli ve kişisel olarak tanımlanabilir bilgi olmamalıdır.

Akıllı şehirlerin karşılaştığı en büyük kaygı verici durumlardan biri de bağlantı sorunudur. Şehre dağılmış binlerce hatta milyonlarca IoT cihazı, sağlam bir bağlantı olmadan, kullanılamaz hale gelebilir ve akıllı şehir işlevini kaybedebilir!

Ayrıca, toplu taşıma, trafik yönetimi, kamu güvenliği, su ve atık yönetimi, elektrik ve doğal gaz arzı gibi hizmetler şehirler büyüdükçe yönetmesi ve kontrolü güçleşebilir. Bu sistemler, düzgün çalıştıklarından emin olmak için sürekli olarak korunmalı ve test edilmelidir.

Akıllı şehirlerin eksik olduğu bir diğer konu, kültürel alandadır. Bir bölgenin kültürel özü çoğu zaman sakinleri en çok çeken şeydir; bu sensörle programlanamayan veya teknoloji ile kontrol edilemeyen bir konudur. Bu nedenle, akıllı şehirler sakinlerine, özgünlük, farklılık ve aidiyet hissi kazandıramadıkları durumlarda etkilerini yitirebilirler.

Buna ek olarak, Suudi Arabistan'daki Neom ve Arizona'daki Buckeye gibi çölde inşa edilen, sıfırdan yaratılan akıllı şehirler, yerleşik bir nüfusa sahip değildir. Bu akıllı şehirlerin, gelecekte güvenli bir ortam sağlamak için, geçmiş başarıları da yoktur. Neom ve Buckeye gibi şehirler tasarlandıklarından sonra, su arzının sürdürülebilirliği problemi hala bir soru işareti olarak durmaktadır.

Neden Akıllı Şehirlere İhtiyacımız Var?

Akıllı bir şehrin ana amacı, şehirde ikamet eden kişilere yüksek bir yaşam kalitesi sunacak bir şehir ortamı yaratırken, bir yandan da genel ekonomik büyümeyi sürdürebilmektir. Dolayısıyla akıllı şehirlerin önemli bir avantajı, daha az altyapı ve maliyet ile vatandaşlarına daha fazla hizmet ulaştırabilme yeteneğidir.

Şehirlerin nüfusu artmaya devam ettikçe, bu şehir alanlarının daha fazla kişiyi barındırabilecek şekilde altyapı ve varlıklarını daha verimli bir şekilde kullanabilmesi gerekir. Akıllı şehir uygulamaları, bu tür geliştirmelerin yapılmasını, şehir faaliyetlerinin ve vatandaşların yaşam kalitesinin artmasını mümkün kılar.

Akıllı şehir uygulamaları, halihazırda var olan altyapıyı kullanarak yeni değerlerin keşfedilmesini ve yeni değerler yaratılmasını da mümkün kılar. Bu sayede yeni gelir yöntemleri yaratılabilir, operasyonel verimlilik arttırılabilir ve bu, hem devletlerin hem de vatandaşların daha fazla para biriktirmesini sağlar.

Dünya’daki Akıllı Şehir Örnekleri

Dünyadaki birçok şehir akıllı teknolojileri uygulamaya başlamış olsa da, birkaçı kalkınmada en ileri olanı olarak öne çıkıyor. Bu şehirler:

• Kansas City, Missouri
• San Diego, California
• Columbus, Ohio
• New York, New York
• Toronto Kanada
• Singapur
• Viyana, Avusturya
• Barselona, İspanya
• Tokyo, Japonya
• Reykjavik, İzlanda
• Londra, İngiltere
• Melbourne, Avustralya
• Dubai, Birleşik Arap Emirlikleri
• Hong Kong, Çin

Yeni akıllı şehir projelerinin çoğu Orta Doğu ve Çin'de yoğunlaşıyor, ancak 2018'de Reykjavik ve Toronto, dünyanın en akıllı şehirlerinden bazıları olarak Tokyo ve Singapur ile birlikte listelendi.

Genellikle akıllı şehirlerin altın standardı olarak kabul edilen Singapur şehir devleti, kamusal alanların temizliğini, kalabalık yoğunluğunu ve yerel olarak kayıtlı araçların hareketini izlemek için sensörler ve IoT özellikli kameralar kullanıyor. Akıllı teknolojiler, şirketlerin ve sakinlerin enerji kullanımını, atık üretimini ve su kullanımını gerçek zamanlı olarak izlemelerine yardımcı oluyor. Singapur aynı zamanda tam boyutlu robotik otobüsler de dahil olmak üzere otonom araçları ve yaşlıların sağlığını ve refahını sağlamak için yaşlı bir izleme sistemini test ediyor.

Kansas City'nin akıllı şehir girişimi, akıllı sokak lambaları, etkileşimli kiosklar ve şehrin iki kilometrelik tramvay rotası boyunca, 50'den fazla ücretsiz halka açık Wi-Fi hizmetini içeriyor. Mevcut park yerleri, trafik akışı ve yaya noktaları, şehrin veri görselleştirme uygulaması aracılığıyla herkesin erişimine açık bulunuyor.

San Diego, trafiği ve park etmeyi optimize etmek ve sakinleri için kamu güvenliğini, çevre bilincini ve genel yaşam koşullarını artırmak için 2017'nin başında 3.200 akıllı sensör kurdu. Elektrikli araç kullanımını güçlendirmek için güneş enerjisinden elektrikli şarj istasyonları mevcut ve bağlı kameralar trafiğin izlenmesine ve suçun tam olarak tespit edilmesine yardımcı oluyor.

Birleşik Arap Emirlikleri, Dubai'de akıllı şehir teknolojisi; trafik yönlendirme, otopark, altyapı planlama ve ulaşım için kullanılmakta. Şehir ayrıca akıllı sağlık hizmetlerinin yanı sıra akıllı binalar, akıllı araçlar, akıllı eğitim ve akıllı turizmi de kullanıyor.

Barselona, İspanya, akıllı ulaşım sistemi ve akıllı otobüs sistemleri yanında sıcaklık, kirlilik ve gürültüyü izlemek, ayrıca nem ve yağmur seviyelerini izlemek için sensörler kullanıyor.

Akıllı şehirlerin yaygınlaşmasıyla; özellikle kalabalık yerlerde yaşam standartları iyileşmekle beraber, şehir yaşamındaki zaman sorunu da ortadan kalkacaktır. Daha nitelikli ve yaşanabilir şehirlerin varlığıyla, birçok karmaşa önlenmiş, oldukça fazla enerji ve zaman tasarrufu sağlanmış olacaktır.