スマートシティ

スマートシティの概念は、世界の都市が情報通信技術を採用したことから生まれた^。 [ ^{33 ] [ 34 ] [ 35 ]}

ICTは、財政的な制約、技術的な障害、プライバシーとセキュリティに関する懸念から課題を抱えています。また、ICTはコミュニティ全体で均一に利用できるわけではなく、デジタルデバイドの一因となっています。^{[ 29 ]}

スマートシティの定義における顕著な相違点としては、経済的利点と環境的または社会的利点の相対的な重点、および具体的な技術選択が挙げられる。^{[ 29 ]}

スマートシティの定義には以下が含まれます。

• Caragliu et al. (2011): 「都市は、人的資本と社会資本、そして従来型（交通）と現代型（ICT）の通信インフラへの投資が、持続可能な経済成長と高い生活の質を促進し、参加型ガバナンスを通じて天然資源を賢明に管理するときにスマートである。」^{[ 42 ]}
• Bakici、Almirall、Wareham (2013):「スマートシティとは、持続可能で環境に優しい都市、競争力のある革新的な商業、生活の質の向上を実現するために、新しい技術を使用して人、情報、都市の要素を接続する、ハイテク集約型で先進的な都市である。」^{[ 43 ]}
• ナムとパルド（2011）：「スマートシティは、利便性の向上、移動の促進、効率性の向上、エネルギーの節約、空気と水の質の向上、問題の特定と迅速な解決、災害からの迅速な復旧、より良い意思決定のためのデータ収集、リソースの効果的な展開、組織やドメイン間のコラボレーションを可能にするためのデータ共有のために、物理的なインフラストラクチャに情報を組み込む。」^{[ 44 ]}

スマートシティ研究を取り巻く主な課題には、次のものが含まれます。^{[ 45 ]}

• 研究者間の知的交流の欠如。
• 研究者が同僚から孤立して主観的な研究分野を追求しようとする傾向。
• その結果、科学界内部に分裂が生じた。

スマートシティの重要な動機の一つは、予測される人口増加である。国連は、世界の人口が 2100年までに96億人から132億人に達すると予測しており、都市はこの増加の80％を吸収するとしている。^{[ 46 ]}

スマートシティ構想の重要な目標の一つは、ICTを活用して共有地の悲劇問題に対処することである。この現象は、個人が自己利益のために行動することで共有資源が枯渇する場合に発生する。例えば、都市部では各ドライバーが運転することで時間と柔軟性を節約できるが、結果としてコミュニティ全体で運転が過剰になり、交通渋滞や環境問題を引き起こす。自家用車の使用により公共交通機関が軽視されると、この状況はさらに悪化する。^{[ 47 ]}

スマートシティ（またはその他のコミュニティ）は、情報技術を以下の目的で利用すると提案されている。

1. 人工知能とデータ分析を通じて、物理的インフラ（道路、建築環境、その他の物理的資産）をより効率的に利用し、力強く健全な経済、社会、文化の発展を支援する。^{[ 20 ]}
2. オープンイノベーションプロセスと電子参加を利用して地方自治体と効果的に連携し、市民参加と共同設計に重点^を置きながら、電子ガバナンスを通じて都市機関の集合知を向上^{させる[ 16 ]}。^{[ 74 ] [ 75 ]}
3. 都市の知能を高めることで、学習、適応、革新を行い、変化する状況により効果的かつ迅速に対応できるようになる。^{[ 16 ] [ 76 ]}

都市の知能は、「デジタル^通信ネットワーク（^神経） 、ユビキタスに組み込まれた知能（脳）、センサーと^タグ（感覚器官） 、ソフトウェア^（知識と認知能力）^のますます効果的な組み合わせに宿る」^とミッチェルは述べて^{いる。 [ 79 ]}

IT システムの物理的コンポーネントは、初期段階のスマート シティ開発にとって非常に重要です。有線インフラストラクチャは、より相互接続された生活の中心となる IoT および無線技術をサポートするために必要です。^{[ 80 ]}有線都市環境は、継続的に更新されるデジタルおよび物理インフラストラクチャへの一般的なアクセスを提供します。最新の電気通信、ロボット工学、IoT、およびさまざまな接続技術を展開して、人的資本と生産性をサポートできます。^{[ 81 ] [ 82 ]}

スマートシティにおけるインテリジェンスは、以下の3つの方法で実証されています。

1. オーケストレーションインテリジェンス：^{[ 16 ]}都市は、ブレッチリーパークのように、アラン・チューリング率いるチームによってナチスのエニグマ暗号が解読されたような、制度やコミュニティベースの問題解決とコラボレーションを確立します。これは、スマートシティまたはインテリジェントコミュニティの最初の例と呼ばれています。^{[ 83 ]}
2. エンパワーメント・インテリジェンス：都市は、特定の地区にイノベーションを集積させるために、オープンなプラットフォーム、実験施設、スマートシティのインフラストラクチャを提供します。これらは、ストックホルムのキスタ・サイエンス・シティや香港のサイバーポート・ゾーンで見られます。同様の施設は、メルボルンやキエフにも設立されています。^{[ 84 ]}
3. 計測インテリジェンス：都市インフラは、リアルタイムのデータ収集、都市地区全体にわたる分析、予測モデリングを通じてスマート化される。これには多くの議論があり、特にスマートシティにおける監視問題が問題視されている。

計測インテリジェンスの例としては、アムステルダムで実装されているものがある。^{[ 85 ]}これは以下によって実現される。^{[ 16 ]}

1. 研究者がアプリケーションを開発するために利用できる、共通のIPインフラストラクチャ。
2. 無線メーターや機器は、その時点での情報を送信する。
3. エネルギー消費量を把握し、エネルギー使用量を削減するために、多くの家庭にスマートエネルギーメーターが設置されている。
4. 太陽光発電式ゴミ圧縮機、電気自動車充電ステーション、省エネランプ。

スマートシティは、データとテクノロジーを活用して効率性を高め、持続可能性を向上させ、経済発展を促進し、都市に住み働く人々の生活の質を向上させます。スマートエネルギーインフラストラクチャを構築するには、さまざまなデータセットを統合する必要がある場合があります。^{[ 86 ]}スマートテクノロジーの活用により、都市における統合エネルギーテクノロジーのより効率的な適用が可能になり、より自立したエリア、あるいは消費するエネルギーよりも多くのエネルギーを生産するポジティブエネルギー地区の開発が可能になります。^{[ 87 ]}

スマートシティは、街路灯、スマートビル、分散型エネルギー資源、データ分析、スマート交通など、さまざまなアイテムの「スマート接続」によって支えられています。これらの中でもエネルギーは最も重要であり、そのため電力会社はスマートシティにおいて重要な役割を果たしています。電力会社は、都市当局、テクノロジー企業、その他多くの機関と協力し、アメリカのスマートシティの成長を加速させる主要なプレーヤーの1つとなっています。^{[ 88 ]}

エジソン電気協会の元副会長であるデビッド・K・オーウェンズによれば、スマートシティが備えるべき2つの重要な要素は、統合された通信プラットフォームと「動的で回復力のあるグリッド」である。^{[ 89 ]}

スマートグリッドは、スマートシティにおいて重要な技術です。スマートグリッドの柔軟性が向上することで、太陽光発電や風力発電といった変動性の高い再生可能エネルギー源の普及率を高めることが可能になります。

エネルギーデータ管理システムは、データを記録し、それを利用して効率を高めることで、都市のエネルギー節約に役立つ。 ^{[ 90 ]}

スマートシティが機能するためには、その環境に組み込まれたデバイスやシステムを通じて収集される膨大な量のデータを管理する必要がある。^{[ 91 ]}これは都市の成長とセキュリティにとっても重要である。^{[ 92 ]}スマートシティは、イノベーションを促進し、市民の生活の質を向上させるために、さまざまなデータ収集、処理、および配信技術をデータセキュリティとプライバシー対策と連携して使用する。^{[ 91 ]}これは、公共サービス、健康、交通、エンターテイメント、政府サービスなどのトピックに関連する可能性がある。^{[ 91 ]}

オンライン協調型センサーデータ管理プラットフォームは、センサー所有者がデバイスを登録して接続し、データをオンラインデータベースに供給して保存できるようにするオンラインデータベースサービスであり、開発者はデータベースに接続してそのデータに基づいて独自のアプリケーションを構築できます。^{[ 93 ] [ 94 ]}

電子カード（スマートカードとも呼ばれる）は、スマートシティの文脈でよく使われるもう1つの要素です。これらのカードには、所有者が複数のアカウントを設定することなく、さまざまな政府提供サービス（または電子サービス）にログインできる固有の暗号化された識別子が備わっています。単一の識別子により、政府は市民とその嗜好に関するデータを 集約して、サービスの提供を改善し、グループの共通の利益を特定することができます。この技術はサウサンプトンで実装されています。^{[ 39 ]}

人工知能や機械学習などの認知技術は、接続された都市デバイスによって生成されたデータに基づいて訓練され、パターンを識別することができる。特定の政策決定の有効性と影響は、人間と都市環境との継続的な相互作用を研究する認知システムによって定量化できる。^{[ 95 ]}

自転車シェアリングシステムはスマートシティの重要な要素である。^{[ 96 ]}

高度道路交通システムやCCTVシステムも開発されている。^{[ 97 ]}

格納式ボラードは、都心部へのアクセス（例えば、アウトレットストアに商品を補充する配送トラックなど）を制限することができます。このような障壁の開閉は、従来は電子パス^{[ 98 ]}を介して手動で行われていましたが、ボラードシステムに接続された自動ナンバープレート認識カメラによって行うことも可能です^{[ 99 ] 。}

マッキンゼーによると、スマートシティの取り組みは、市民や訪問者の生活の質に測定可能なプラスの影響を与える可能性がある。^{[ 100 ]}スマートシティの人的枠組み、つまり経済、知識ネットワーク、人的支援システムは、その成功の重要な指標である。^{[ 101 ]}

例えば、芸術文化イニシアチブはスマートシティ計画における共通の重点分野である。^{[ 102 ] [ 103 ]}イノベーションは知的好奇心と創造性に関連しており、さまざまなプロジェクトで知識労働者が多様な文化芸術活動に参加していることが示されている。^{[ 104 ] [ 105 ]}

モビリティはスマートシティ開発の重要な分野であるため、教育イニシアチブを通じて有能な人材を育成することが必要である。^{[ 101 ]}都市の学習能力には、利用可能な人材育成と支援を含む教育システム、および文化の発展と交流が含まれる。^{[ 106 ]}

数多くのスマートシティプログラムでは、ボランティア団体や指定された安全地帯へのアクセスを増やすなど、ソフトインフラの開発にも重点を置いています。^{[ 107 ]}社会的資本や関係資本に重点を置くことで、多様性、包摂性、公共サービスへの普遍的なアクセスが都市計画に組み込まれます。^{[ 82 ]}

知識経済の発展もスマートシティプロジェクトの中心である。^{[ 108 ]}新興技術およびサービス分野における経済活動の拠点となることを目指すスマートシティは、都市開発におけるイノベーションの価値を強調している。^{[ 82 ]}

スマートシティは、以下のような様々な技術を活用しています。

• モバイルデバイス（スマートフォンやタブレットなど）は、市民がスマートシティサービスに接続するための重要な技術です。^{[ 109 ] [ 110 ] [ 111 ]}
• スマートホーム、特にそこで使用されているテクノロジーは、スマートシティ全体にデータと接続性を提供します。^{[ 112 ] [ 113 ] [ 114 ] [ 115 ] [ 116 ]}
• デジタルライブラリはいくつかの都市に設立されており、^{[ 117 ] [ 118 ] [ 119 ] [ 120 ] [ 121 ] [ 122 ]}都市内および都市間の情報普及に貢献している。

その他の支援技術とトレンドには、リモートワーク[ ^{123 ] [ 124 ] [ 125 ]}、遠隔医療^{[ 126 ] [ 127 ]}、ブロックチェーン^{[ 128 ] [ 129 ]}、オンラインバンキング技術^{[ 130 ]などがあります。}

「ユビキタスシティ」（U-city）は、あらゆる接続されたデバイスを通じて公共サービスへのアクセスを提供し、あらゆるインフラへの容易なアクセスを実現するスマートシティの概念の一つである。^{[ 131 ]}

アフリカ連合委員会は、持続可能な都市開発を推進するためにICTを活用することを誓約した。^{[ 148 ]}

「スマートコミュニティ」運動は、より多くのユーザーをITに巻き込むための戦略として形作られました。^{[ 106 ]}主な問題には、交通渋滞、学校の過密状態、大気汚染などがありました。^{[ 106 ]}

中国のスマートシティ運動は、2012年に住宅都市農村建設部が開始したパイロットプログラムから始まった。^{[ 36 ]： 58-59}中国の2014年から2020年までの国家新型都市化計画にはスマートシティが含まれていた。^{[ 36 ]： 59-60}スマートシティ開発のための6つの重要な側面が特定された。^{[ 36 ]： 60}

• 情報ネットワークとブロードバンド
• 計画管理のデジタル化
• スマートインフラストラクチャ
• 公共サービスの利便性
• 産業発展の近代化
• 洗練された社会統治。

2016年時点で、約500のスマートシティプロジェクトが開始されました。^{[ 36 ] : 59} 2021年には、中国が国際AIシティチャレンジの全カテゴリーで1位を獲得しました。「一部の推定では、中国は世界のスマートシティの半分を保有しています」。^{[ 149 ]}

EU加盟国は2010年代半ばにスマートシティ開発とICTイニシアチブに取り組み始めました。欧州デジタルアジェンダの枠組みはICTの活用を重視しています。Horizo​​n 2020研究イノベーションプログラムの2014～15年度予算には、スマートシティの加速化のために約2億ユーロが含まれていました。^{[ 159 ] [ 160 ]： 337～355 [ 161 ]}

2024年時点で、エストニアは公共サービスのデジタル化において最も進んでいる国であった。

スマートシティミッションは、都市開発省が主導する改修および都市再生プログラムである。^{[ 162 ]}

ASEANスマートシティネットワーク（ASCN）は、資金提供可能なプロジェクトを促進し、ASEANの外部パートナーからの資金と支援を確保することにより、ASEAN全体でスマートシティの取り組みを推進するための協力プラットフォームです。 ^{[ 163 ]}

新都市アジェンダはスマートシティ開発の重要性を強調し、国連の193の加盟国に対する基本的なコミットメントを確立した。^{[ 164 ] [ 165 ] [ 166 ]}

米国は スマートシティ構想に1億6000万ドル以上を投じた。課題としては、交通渋滞、経済成長、犯罪、気候変動、公共サービスなどが挙げられる。

台湾は、経済部が2018年に開始したスマートシティ台湾プログラムなどの政府主導の取り組みを通じて、スマートシティ開発を積極的に推進してきました。このプログラムは、地方自治体や民間企業と提携し、医療、交通、公共安全、環境モニタリング、教育などの分野でパイロットプロジェクトを展開しています。^{[ 167 ]}

台北[ ^{168 ]}、桃園^{[ 169 ]}、台南^{[ 170 ]は} 、AI支援交通管理、スマート街路灯、リアルタイム大気質センサーなどのソリューションを導入し、スマートシティの先駆者として台頭している。政府はまた、市民をサービスの共同創造に参加させるための官民連携（PPPP）モデルを支援している^{[ 171 ] 。}

台湾のアプローチは、都市の居住性と持続可能性を向上させるために、5G、 IoT、人工知能（AI）の統合を重視している。台北で毎年開催されるスマートシティサミット＆エキスポは、台湾のイノベーションを紹介し、国際協力を促進するための主要なプラットフォームとなっている。^{[ 172 ] [ 173 ]}

スマートシティ構想には、政府機関、企業、地域団体、学術機関、市民の協力と参加が必要です。企業や学術機関と協力することで、技術的なノウハウや研究能力が得られます。^{[ 174 ] [ 175 ] [ 176 ]}

地域組織との連携は、公平性と包括性を向上させることができる。^{[ 29 ]}