Je hoeft geen genie te zijn om de aantrekkingskracht van slimme steden te begrijpen. Naarmate de IoT-sector steeds verder ontwikkelt en innoveert, doen de potentiële voordelen en efficiëntie dat ook. Eén specifieke ontwikkeling waar IoT-innovatie aan de basis lag, zijn zogenaamde 'slimme steden'.

 [Een stad is] slim wanneer investeringen in menselijk en sociaal kapitaal en traditionele (transport) en moderne (ICT [Informatie- en communicatietechnologie]) communicatie-infrastructuur duurzame economische ontwikkeling en een hoge levenskwaliteit stimuleren, met een verstandig beheer van natuurlijke grondstoffen, via participatief bestuur.” (bron)

Vrij vertaald: moderne communicatietechnologie gebruiken om traditionele activiteiten te verbeteren of nieuwe diensten te creëren, om steden efficiënter, rendabeler en veiliger te maken. Tegen het jaar 2050 zal naar verwachting 66 percent van de wereldbevolking in stedelijke gebieden wonen, waardoor er steeds meer nood komt aan innovatie en efficiëntie om te kunnen omgaan met de overbevolking en ervoor te zorgen dat middelen correct worden toegewezen.

Slimme steden en slimme technologie bieden heel wat praktische en economische voordelen, maar we beperken ons tot de vier belangrijkste gebieden die de afgelopen jaren met het meeste succes zijn toegepast.

Beveiliging

Een van de grootste bekommernissen van elke stad is de veiligheid van zijn inwoners verzekeren. Door de snelle ontwikkeling van slimme steden is het belangrijk dat steden de mogelijkheid hebben om hun burgers te monitoren met CCTV-camera's (Closed Circuit Television Cameras).

CCTV zelf is niet nieuw, maar de toevoeging van nieuwe gezichtsherkenningstechnologie die verdachte of gevaarlijke personen kan identificeren voordat ze een misdaad begaan, of die helpt bij het identificeren van personen na een onwettige handeling, hebben hun belang aanzienlijk doen toenemen. Naast gezichtsherkenningsmogelijkheden hebben nieuwere versies van CCTV-camera's ook extra functies waarmee ze bewegingen kunnen volgen, kunnen ze uitgerust worden met een brand- en rookalarm, de luchtkwaliteit meten, deuren vergrendelen en ontgrendelen afhankelijk van de waargenomen situaties en nog veel meer.

Andere mogelijke extra beveiligingsfuncties zijn de toevoeging van telefonische meldpunten en paniekknoppen in de stad, waardoor de wetshandhaving sneller xou kunnen reageren op noodsituaties. Omdat de paniekknoppen zich op een vaste locatie zouden bevinden, weet de wetshandhaving precies waar een interventie nodig is en kunnen ze met slimme technologie verkeerspatronen manipuleren, waardoor ze sneller ter plaatse kunnen zijn. Deze kortere reactietijd kan het effect van rampzalige gebeurtenissen beperken of in sommige gevallen zelfs elimineren. 

Enkele gebieden gebruiken al slimme technologie:

• Nairobi, Kenia: nieuw communicatienetwerk geïmplementeerd dat 1.800 CCTV-camera's aan 195 politiebureaus en 7.600 agenten koppelt.
• Nanjing, China: een grootschalig bewakingssysteem geïmplementeerd dat vergelijkbaar is met dat van Kenia vóór de organisatie van de Asian Youth Games in 2013, en het systeem sindsdien uitgebreid voor de hele stad.
• Shanghai, China: een bewakingssysteem vergelijkbaar met Nairobi en Nanjing geïmplementeerd, met als resultaat een daling van de misdaadcijfers met bijna 30 procent en een daling van de reactietijden van de politie tot gemiddeld 3 minuten per incident.
• Washington, D.C.: is gestart met het gebruik van 'schotsensoren' geproduceerd door Shotspotter die de politiediensten onmiddellijk waarschuwen bij een geweerschot zonder dat ze moeten worden opgebeld.
• Saudi-Arabië: introduceerde een nationaal sms-waarschuwingssysteem dat met behulp van mobiele GPS, personen waarschuwt wanneer ze zich op een gevaarlijke plaats of in de buurt van een noodsituatie bevinden.

Efficiënt (afval)waterbeheer

Een populaire term wanneer we het over slimme steden hebben, is 'slim water' – en niet het soort dat je in een fles koopt. Slim water is "een water- en afvalwaterinfrastructuur die ervoor zorgt dat [water] en de energie gebruikt om het te transporteren efficiënt en effectief worden beheerd.

Veel van de huidige problemen bij een efficiënt water- en afvalwaterbeheer zijn waterlekken op onbekende plaatsen en verstoppingen, over gebruik van water op basis van de benodigde hoeveelheid om een taak uit te voeren, niet-geïdentificeerde ontoereikende waterkwaliteit, energieverbruik nodig om water en afvalwater te vervoeren, en nog veel meer.

Eén oplossing die een slim watersysteem zou moeten omvatten, zijn slimme waternetwerken die de waterkwaliteit en een veilige consumptie garanderen. Met slimme waternetwerken kunnen professionals in de afval- en waterindustrie de hoeveelheid vervoerd water beter monitoren en ervoor zorgen dat er niet te veel wordt toegewezen voor het uiteindelijke gebruik, en tegelijk ook de kwaliteit van het water testen om ervoor te zorgen dat het veilig voor gebruik is wanneer het zijn bestemming bereikt.

Een andere oplossing zijn slimme watermeters die, in tegenstelling tot handmatige meters, een lage waterhoeveelheid in leidingen en mogelijke terugstroming beter kunnen detecteren, omdat dit tot een verstoorde werking van het systeem kan leiden.

Tot slot kunnen slimme pompen en kleppen de omgevingsomstandigheden en signalen van sensoren beoordelen en hun activiteiten aanpassen. Pompen met een variabele toerental kunnen op basis van de gegevens verzameld door sensoren sneller of trager werken, afhankelijk van de omgevingsomstandigheden. Zo kunnen slimme kleppen de stroming in waterleidingen aanpassen of blokkeren, afhankelijk van wat nodig is. Dit vermindert de verspilling van water en energie in elk proces aanzienlijk en verhoogt tegelijk de efficiëntie.

Echte toepassingen van slimme watertechnologie:

• Baltimore, Maryland: meer dan 408.000 slimme watermeters geïnstalleerd en geautomatiseerd om hoog verbruik, lekken en diefstal te detecteren, en klanten tegelijk hun eigen gebruiksgegevens te laten raadplegen.
• Nederland: dijksensoren en pompstations geïnstalleerd die gegevens combineren met weersvoorspellingen om het effect van overstromingen en droogte in de regio te voorspellen en te bestrijden.
• Castellon, Spanje: bezig met het installeren van 30.000 slimme watermeters die met elkaar kunnen communiceren en de stroming waar nodig kunnen aanpassen om efficiënt te blijven werken, met een veel lager energieverbruik dan normale meters.

Groter bewustzijn van verkeers-/infrastructuurproblemen

Een belangrijk voordeel in veel slimme steden is de mogelijkheid om bepaalde verkeerspatronen en punten met veel congestie te monitoren met behulp van sensoren in de auto's. De verzamelde gegevens kunnen een gebied zijn waar chauffeurs vaak snel moeten remmen tijdens het rijden, wat wijst op grote verkeersstromen, gevaarlijke gebieden of kruispunten die mogelijk moeten worden heraangelegd voor het openbaar belang. Kruispunten waar veel ongevallen gebeuren, kunnen intensief worden gemonitord en aangepast om de verkeersstroom te verbeteren. De omstandigheden kunnen banaal zijn, zoals een chauffeur die het aankomende verkeer niet goed kan zien, waardoor hij snel moet beslissen, wat tot een botsing kan leiden.

Naast het verbeteren van verkeerspatronen, kan slimme technologie ook worden gebruikt voor het monitoren van verouderde apparatuur, zoals verkeerslichten en voetgangerssignalen, of het effect van verkeer op het milieu detecteren. Een voorbeeld hiervan is Las Vegas, Nevada, waar sensoren werden geïnstalleerd rond de kruispunten. De sensoren kunnen de hoeveelheid koolstofdioxide in de lucht en waarneembare verkeerspatronen meten om te bepalen of het nuttig is om de lichtcyclus te verkorten, zodat auto's minder lang stilstaan en geen onnodige uitlaatgassen produceren.

Vervoer

Een belangrijk aspect van elke stad is de mogelijkheid om goederen, diensten en mensen op een efficiënt tempo te vervoeren. Inefficiënt vervoer, bijvoorbeeld door te lang stilstaan in het verkeer of een te grote afhankelijkheid van persoonlijke voertuigen, zorgt voor meer schadelijke uitlaatgassen en daardoor kiezen steeds meer steden voor slimme technologie om het reizen te optimaliseren en alternatieve opties voor individuen te bieden.

Dit kan worden gerealiseerd met mobiele apps die tijdsinschattingen geven voor vervoer via trein, bus en ander openbaar vervoer. De app zou ook tijdsinschattingen voor elk genomen route moeten kunnen geven en beschikbaar zijn voor alternatieve routes door de stad, afhankelijk van de huidige verkeerspatronen. Deze eenvoudige stap zou een groot verschil kunnen maken in de keuze om een individueel of openbaar vervoermiddel te nemen.

Een andere belangrijke trend is de toenemende verschuiving naar elektronische voertuigen. Deze voertuigen elimineren de uitstoot die normaal wordt gegenereerd door benzinevoertuigen. Veel staten leggen zogenaamde 'power strips' aan, grote zones met laadstations voor elektronische voertuigen in belangrijke delen van hun stad om het gebruik van elektronische voertuigen aan te moedigen. Een ander belangrijk alternatief is de mogelijkheid om fietsen te huren in grote steden (vaak via mobiele apps) in plaats van vervoersmiddelen met uitlaatgassen te gebruiken. Beide alternatieven verminderen de luchtvervuiling die wordt veroorzaakt door een stad, en dat is op lange termijn goed voor iedereen. 

Wat is het volgende voor slimme steden?

Het wordt nog maar pas duidelijk hoeveel voordelen slimme steden kunnen bieden. Slimme steden zijn de investering van de toekomst om de efficiëntie, duurzaamheid en de levensomstandigheden van de mensen die er wonen te verbeteren. Naarmate de wereld van interconnectiviteit steeds verder uitbreidt, kunnen we niet anders dan dit te omarmen en ervoor te zorgen dat de voordelen die wereldwijd te zien zijn ook in uw lokale gemeenschappen toegankelijk zijn. Van smartphones tot slim water en slimme steden, de wereld wordt steeds slimmer, en de bewoners moeten de ontwikkelingen bijhouden.

Het IoT-team van GlobalSign werkt samen met bedrijven die gespecialiseerd zijn in de ontwikkeling van slimme steden en biedt PKI-oplossingen aan die beleidsmedewerkers helpen om hun verbonden infrastructuur te beveiligen en te optimaliseren.