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スマートシティとは、デジタル技術を使ってデータを収集し、サービスを運営・提供する都市部である。 [1] [2]データは、市民、デバイス、建物、カメラから収集できる。用途には、交通・輸送システム、[3]発電所、公共施設、都市林業、[4]給水網、廃棄物処理、犯罪捜査、情報システム、学校、図書館、病院、その他のコミュニティサービスなどがある。[5] [6]スマートシティの基盤は、人、技術、プロセスの統合に基づいており、医療、輸送、教育、インフラなどの分野を超えてつながり、相互作用する。[7]スマートシティは、地方自治体が都市を監視、分析、計画、統治する方法によって特徴付けられる。スマートシティでは、データの共有は、そのデータを使用することで利益を得ることができる企業、市民、その他の第三者にまで及ぶ。[8] [9] 2022年時点でスマートシティに関連する支出の最大の3つの源泉は、視覚監視、公共交通機関、屋外照明であった。[10]
スマートシティは、情報通信技術（ICT）とモノのインターネット（IOT）ネットワークに接続されたデバイスを統合して、都市サービスを最適化し、市民とつながります。[11] [12] [13] ICTを使用すると、都市サービスの品質、パフォーマンス、インタラクティブ性を高め、コストとリソースの消費を削減し、市民と政府の接触を増やすことができます。[14]スマートシティアプリケーションは都市の流れを管理し、リアルタイムの応答を可能にします。[15]スマートシティは、従来の「取引」関係を持つ市民よりも、課題に対応する準備ができている可能性があります。[16] [17]ただし、この用語には多くの解釈があります。[18] 多くの都市がすでに何らかのスマートシティテクノロジーを採用しています。
スマートシティの取り組みは、企業主導であること、[19] [20]住民のニーズにうまく適応していないこと、[21] [22]大部分が失敗していること[要出典]、そして全体主義的な監視に向かう動きであることなどから批判されてきた。[23]
背景
歴史的に、都市はイノベーションの中心地として機能してきましたが、デジタル時代の到来により、テクノロジーを活用してより効率的で持続可能で住みやすい都市環境を創造する機会と課題が生まれました。[24] [25] [26] [27] [どうやって？ ] [28]
スマートシティへの移行には、都市の管理と運営、住民参加の促進、公共サービスの提供方法の包括的な再構築が必要である。[27]
都市は、社会的包摂、技術の採用、経済発展を促進するために、インフラとサービスの提供をアップグレードすることを目指しています。[28] [29] [30] [27]
スマートシティへの変革には、計画、管理、運用プロセスの変更が含まれます。[31] このデータはその後分析され、改善すべき領域を特定し、都市サービスを最適化することができます。
情報通信技術
スマートシティの概念は、都市が情報通信技術を採用したことから生まれました[32] 。 [33] [34]
ICTは、財政的制約、技術的障害、プライバシーとセキュリティの懸念など、さまざまな課題を抱えています。また、ICTはコミュニティ間で均一にアクセス可能ではなく、デジタル格差の一因となっています。[28]
意味
「スマートシティ」の一般的に受け入れられている定義は現れていない。[24] [35] : 71 パラメータに関する合意がなければ、スマートシティの取り組みを評価することは困難になる。また、プロジェクトを比較し、ベストプラクティスを特定する能力も妨げられる。[36] [37] [31]
ディーキンとアル・ワエルは、スマートシティの定義に貢献する4つの要素を挙げている。[38]
- 幅広い電子・デジタル技術の応用
- 生活環境と職場環境におけるICTの活用
- 政府システムにおけるICTの活用
- ICT と人々を結び付けてイノベーションと知識を強化する実践の領土化。
ディーキンは、スマートシティを、コミュニティの関与に基づいて、市場（都市の住民）の需要を満たすためにICTを使用する都市と定義しています。[39]スマートシティプロジェクトの研究は、スマートシティとは何かを明確にするために、定義が難しい広範な定義の代替として使用できます。[24] [40]
初期の定義
スマートシティの定義における注目すべき相違点としては、経済的利点と環境的または社会的利益、および特定の技術の選択に対する相対的な重点が挙げられる。 [28]
スマート シティの定義には以下が含まれます。
- Caragliu et al. (2011)：「人的資本と社会資本、伝統的（交通）および現代的（ICT）通信インフラへの投資が、参加型ガバナンスを通じて自然資源を賢明に管理し、持続可能な経済成長と質の高い生活を促進するとき、その都市は賢明である。」[41]
- バキチ、アルミラル、ウェアハム（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、新しいテクノロジーを使用して人々、情報、都市の要素を結び付けるハイテク集約型で先進的な都市である。」[42]
- ナムとパルド（2011）：「スマートシティは、利便性の向上、モビリティの促進、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、より良い意思決定を行うためのデータ収集、リソースの効果的な展開、エンティティと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の共有のために、物理的なインフラストラクチャに情報を注入します。」[43]
研究
スマートシティ研究を取り巻く主な課題は以下の通りである。[44]
- 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の道を追求する傾向。
- その結果、科学界内に分裂が生じた。
動機
人口増加
スマートシティの重要な動機は、予測される人口増加です。国連は、2100年までに世界の人口は96億から132億に達し、この増加の80％を都市が吸収すると予測しています。[45]
コモンズの悲劇
スマートシティ構想の重要な目標は、ICTを利用してコモンズの悲劇の問題に取り組むことです。[どのように？ ]この現象は、個人が自分の利益のために行動することで共同資源が枯渇したときに発生します。たとえば、都市の個々のドライバーは運転することで時間と柔軟性を節約しますが、その結果コミュニティが過度に運転すると交通渋滞や環境問題を引き起こします。この状況は、個人の車両の使用により公共交通機関のサービスがほとんど注目されない場合に悪化します。[46]
歴史
スマートシティの哲学的先駆者は、ニューアトランティス（1626年）などのユートピア作品に見出すことができます。 [47]もう1つは、エベネザー・ハワードが1898年に提唱したガーデンシティのコンセプトです。[44]これらは、民間団体が地方に設立した、密集した、規模の限られた都市であり、都市と田舎の利点を組み合わせたものでした。[48]他の概念には、エドワード・ベラミー、フランク・ロイド・ライト、ル・コルビュジエのものがあります。[44] [48]スマートシティの批評家は、これらのユートピアビジョンの弱点と今日のスマートシティの弱点との類似点を指摘しています。[44]
「スマートシティ」という概念は、都市環境の効率性、持続可能性、居住性を向上させるために、都市利用のための情報通信技術を世界各国の都市が最近採用したことから生まれました。[32] [33] [34]都市計画における最も初期の介入には、1960年代後半にロサンゼルスのコミュニティ分析局が計算統計分析を使用したこと[49]や、1981年にシンガポールが国家コンピュータ委員会を設立したことなどがあります。 [50]
スマートシティのコンセプトは2005年頃に大きな盛り上がりを見せた。テクノロジー企業は都市の運営効率を高めるための情報システムの構築を目指した。[51] [52] [53] [54]
スマートシティを推進する世界的な運動が起こりました。[要出典]
IBMは2008年にSmarter Planetマーケティング・イニシアチブを立ち上げましたが、 [55]これにはIBM Smarter Cities Challengeも含まれていました。2010年には、シスコシステムズがクリントン財団から2,500万ドルの資金を得て、サンフランシスコ、アムステルダム、ソウルと提携し、Connected Urban Developmentプログラムを立ち上げました。2011年には、バルセロナで開催されたスマートシティ・エキスポ世界会議に50カ国から6,000人が参加しました。欧州委員会は2012年に、欧州連合における都市イニシアチブの集中ハブであるスマートシティ・マーケットプレイスを設立しました。[56] 2015年のイギリス財務大臣の予算では、スマートシティとIoTに1億4,000万ポンドを投資することが提案されました。[57]スマートシティのコンテストは、2010年代にブルームバーグ・フィランソロピーズ、ロックフェラー財団、米国運輸省によって立ち上げられました。[20] 2016年にAT&Tは、ジョージア州アトランタ、イリノイ州シカゴ、テキサス州ダラスの各自治体と提携し、シスコ、デロイト、エリクソン、ゼネラル・エレクトリック、IBM、インテル、クアルコムと提携した。[20]
特徴
革新的な都市環境を定義する主な特徴は次のとおりです。[58]
- 接続性：IoTネットワークは都市環境全体のセンサーからデータを収集し、送信します。[59]
- データに基づく意思決定：高度な分析と人工知能により、より情報に基づいた対応力の高いガバナンスが可能になります。[60]
- 持続可能なインフラ：エネルギー効率の高い建物、再生可能エネルギー、インテリジェントな交通システム。[61]
- 都市の最適化：資源の使用量を減らし、エコロジカルフットプリントを減らし、生活水準を向上させて、より環境に配慮した都市空間を創出する。[62]
- 住民参加：住民と政府間のコミュニケーションを促進し、都市計画や意思決定プロセスへの参加を促進する。[63]
- スマートモビリティ：公共交通機関、自転車シェアリング、自律走行車を統合し、渋滞の緩和とアクセシビリティの向上を目指す[64]とともに、市民の移動行動パターンを分析してサービスを改善し、都市インフラを最適化する[65] 。
- 公共サービスの強化：必須サービスの提供を改善する。[66]
方法
情報通信技術
スマートシティ（またはその他のコミュニティ）では、情報技術を次のような目的で活用することが提案されています。[要出典]
- 強力で健全な経済、社会、文化の発展を支援するために、人工知能とデータ分析を通じて物理的なインフラストラクチャ（道路、構築された環境、その他の物理的資産）をより効率的に活用します。[19]
- オープンイノベーションプロセスと電子参加を活用して地方自治に効果的に関与し[67] 、電子統治を通じて都市機関の集合知を向上させ、[15]市民参加と共同設計に重点を置く。[68] [69]
- 学び、適応し、革新し、それによって都市の知性を向上させることで変化する状況に効果的かつ迅速に対応します。[15] [70]
これらは、都市内の人間の知性、集合知、そして人工知能のあらゆる側面を強力に統合する方向に進化しています。[71] : 112–113 [72]ミッチェルによれば、都市の知性は「デジタル通信ネットワーク（神経）、遍在的に埋め込まれた知性（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あります」。[73]
ITシステムの物理的な構成要素は、スマートシティ開発の初期段階において極めて重要です。有線インフラは、より相互接続された生活の中心となるIoTと無線技術をサポートするために必要です。[74]有線都市環境は、継続的に更新されるデジタルインフラと物理インフラへの一般的なアクセスを提供します。最新の通信、ロボット工学、IoT、およびさまざまな接続技術を導入して、人的資本と生産性をサポートできます。[75] [76]
知能の形態
スマートシティのインテリジェンスは3つの方法で実証されています: [要出典]
- オーケストレーションインテリジェンス：[15]都市は、ブレッチリーパークのようにコミュニティベースの問題解決とコラボレーションのための機関を設立します。そこでは、アラン・チューリング率いるチームがナチスの暗号エニグマを解読しました。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。[77]
- エンパワーメントインテリジェンス：都市はオープンプラットフォーム、実験施設、スマートシティインフラを提供し、特定の地区にイノベーションを集中させます。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とキエフにも設立されています。[78]
- 計測インテリジェンス: 都市インフラは、都市地区全体にわたる分析と予測モデリングによるリアルタイムのデータ収集を通じてスマート化されます。特にスマート シティの監視問題に関しては、これに関して多くの論争があります。
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たものがある。[79]これは以下を通じて実現される。[15]
- 研究者がアプリケーションを開発するために公開されている共通のIPインフラストラクチャ。
- ワイヤレスメーターとデバイスは、特定の時点で情報を送信します。
- 多くの家庭にスマートエネルギーメーターが設置され、エネルギー消費を認識してエネルギー使用量を削減しています。
- 太陽光発電 ゴミ圧縮機、自動車充電ステーション、省エネランプ。
エネルギー使用量
スマート シティは、データとテクノロジーを使用して、効率性を高め、持続可能性を向上させ、経済発展を実現し、都市に住み、働く人々の生活の質を高めます。[要出典]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。[80]スマート テクノロジーの採用により、都市で統合エネルギー テクノロジーをより効率的に適用できるようになり、より自立したエリアや、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。[81] [どのように? ]
スマートシティは、街路照明、スマートビルディング、分散型エネルギー資源（DER）、データ分析、スマート交通など、さまざまな項目の「スマート接続」によって実現されています。これらの中で、エネルギーは最も重要です。そのため、公益事業会社はスマートシティで重要な役割を担っています。電力会社は、市当局、テクノロジー企業、その他の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た主要なプレーヤーの1つです。[82]
エジソン電気協会の元副会長デビッド・K・オーウェンズ氏によると、スマートシティに必要な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」です。[83]
スマートグリッドはスマートシティの重要な技術です。スマートグリッドの柔軟性の向上により、太陽光発電や風力発電などの変動の大きい再生可能エネルギー源の普及が促進されます。[要出典]
エネルギーデータ管理システム（EDMS）は、データを記録し、それを使用して効率を高めることで、都市のエネルギーを節約するのに役立ちます。[84]
データ管理
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た膨大な量のデータを管理する必要がある。 [ 85 ]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。 [86]スマートシティは、データセキュリティとプライバシー対策と組み合わせて、さまざまなデータ収集、処理、配信技術を使用して、イノベーションを促進し、市民の生活の質を向上させようとしている。[85]これは、公共サービス、健康、交通、娯楽、政府サービスなどのトピックに関連する可能性がある。[85]
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送って保存し、開発者が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るようにするオンラインデータベースサービスです。[87] [88]
電子カード（スマートカードとして知られる）は、スマートシティの分野でよく使われるもう1つのコンポーネントです。これらのカードには固有の暗号化された識別子があり、所有者は複数のアカウントを設定することなく、政府が提供するさまざまなサービス（または電子サービス）にログインできます。単一の識別子により、政府は市民とその好みに関するデータを 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判断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。[38]
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、パターンを識別できます。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ます。[89]
交通機関
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。[90]
インテリジェント交通システムやCCTVシステムも開発されている。[91]
格納式ボラードは市内中心部へのアクセスを制限することができます（アウトレットストアに補給品を運ぶ配送トラックなど）。このようなバリアの開閉は、伝統的に電子パスを介して手動で行われてきましたが[92] 、ボラードシステムに接続されたANPRカメラを使用して行うこともできます。[93]
ヒューマンファクター
マッキンゼーによると、スマートシティの取り組みは、住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。[94]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、人間のサポートシステムは、その成功の重要な指標である。[95]
例えば、芸術と文化の取り組みは、スマートシティ計画における共通の焦点領域です。[96] [97]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的および芸術的活動に参加していることが実証されています。[98] [99]
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労働力を育成することが必要である。[95] [説明が必要]都市の学習能力には、利用可能な労働力のトレーニングとサポートを含む教育システムと、文化の発展と交流が含まれる。[100]
多くのスマートシティプログラムは、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焦点を当てています。 [101]社会的資本と関係資本に焦点を当てるということは、多様性、包摂性、公共サービスへのユビキタスアクセスが都市計画に組み込まれていることを意味します。[76]
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す。[102]新興技術やサービス分野の経済活動の中心地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重視しています。[76]
実現技術
スマート シティでは、さまざまなテクノロジーが活用されています。
- 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できるようにする重要な技術です。[103] [104] [105]
- スマートホーム、特にそこで使われる技術は、スマートシティ全体にデータと接続を提供します。[106] [107] [108] [109] [110]
- デジタル図書館はいくつかの都市に設立されており[111] [112] [113] [114] [115] [116]、都市内および都市間での情報の普及に貢献している。
追加のサポート技術とトレンドには、リモートワーク、[117] [118] [119] 遠隔医療、[120] [121]ブロックチェーン、[122] [123]オンラインバンキング技術、[124]などがあります。
「ユビキタスシティ」（U-シティ）は、接続されたあらゆる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1つです。[125]
批判
スマートシティに対する批判としては次のようなものがある: [19]
- ビッグデータの収集と分析により、スマートシティにおける監視、特に予測型警察活動に関する疑問が浮上した。
- スマートシティを過度に重視することは、他の領域を無視することを意味します。[126]
- 都市開発は往々にして行き当たりばったりである。データに基づくアプローチは「その効率的な包囲の中で暮らす人々を麻痺させ、愚鈍にさせる可能性がある」[127] 。
- 技術的およびネットワーク化されたインフラには、利点を相殺する可能性のある欠点があります。[128]
- 企業がスマートシティを活用できるようにする資本の流動性は、企業がより良い条件を求めて移転することも可能にする。[ 19 ]
- 都市部のデータ収集には監視が伴い、個人のプライバシーを侵害する可能性があります。頻繁に失敗するスキャン、識別、位置追跡（時間と方向を含む）の保護がなければ、悪意のある行為者を強化する可能性があります。[129]
- スマートシティのアプローチは、発展途上国のように必要な技術を導入する手段を持たない都市には無関係です。[21]
- 障害者はスマートシティ技術によって必ずしも受け入れられるわけではない。[22]
- デジタル技術は、他のコミュニティに重大な環境負荷を与える可能性があります。[130] [131] [132]
- 「スマートシティ」は、土地収入の創出を刺激するためのスローガンとしてのみ使用される可能性がある。[133]
- クラーク氏は、実際に採用される技術はインフラを強化するものではなく、住民に直接デジタルサービスを提供するもの（例えば、配車サービスやオンラインでの食品注文）や自治体の特定の問題を解決するものである傾向があると主張した。[20]
- デジタル技術は、良い面だけでなく悪い面にも使われる可能性があり、その使用は本質的に政治的です。[67]スマートシティは不平等を永続化または緩和する可能性があります[134] [135] [136] [137] [138]
取り組み
中国
中国のスマートシティ運動は、2012年に住宅都市農村建設省が開始したパイロットプログラムから始まった。[35] : 58–59 中国の2014～2020年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。[35] : 59–60 この計画では、スマートシティを開発するための6つの重要な側面が特定されている。[35] : 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
- 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ている。[35] : 59 2021年、中国は国際AIシティチャレンジのすべてのカテゴリーで1位を獲得した。「ある推定によると、中国には世界のスマートシティの半分がある」[139]
営利企業
アリババはシティブレインを開発した。[140] [141]その最初の海外導入は2018年にマレーシアのクアラルンプールで始まった。[142] : 82
百度は自動運転技術のアポロを開発した。 [143]テンセントはWeChatインテリジェントヘルスケア、テンセントドクターワーク、AI医療イノベーションシステム（AIMIS）などの医療技術を立ち上げた。[144]
2024年現在、「セーフシティ」デジタル製品は、ダーファテクノロジー、ファーウェイ、ZTE、ハイクビジョンなどの中国企業によって海外で販売されている。[142] ： 80 ファーウェイのセーフシティコンパクトソリューションは、安全性の向上に重点を置いている。[145] [146] [147] 2018年、セルビアはファーウェイと共同で、高度な顔認識機能とナンバープレート認識機能を備えた1000台のカメラを使用して、ベオグラードのセーフシティプロジェクトを発表した。 [142] ： 82
アメリカ合衆国
米国はスマート シティ構想に 1 億 6000 万ドル以上を割り当てました。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あります。[要出典]
カナダ
「スマートコミュニティ」運動は、より多くのユーザーをITに巻き込む戦略として形作られました。[100]主な問題には、交通渋滞、学校の過密、大気汚染などがありました。[100]
ヨーロッパ
EU加盟国は2010年代半ばからスマートシティ開発とICTイニシアチブに取り組み始めた。欧州デジタルアジェンダの枠組みではICTの活用が強調されている。ホライズン2020研究イノベーションプログラムの2014-15年度予算には、スマートシティの促進に約2億ユーロが含まれていた。[148] [149] : 337–355 [150]
2024年時点で、エストニアは公共サービスのデジタル化に向けて最も進んでいる。
アフリカ
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を活用することを約束した。[要出典]
東南アジア
ASEAN スマート シティ ネットワーク(ASCN) は、融資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サポートを確保することで、ASEAN全体でスマート シティの取り組みを推進するための共同プラットフォームです。 [引用が必要]
インド
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す。[151]
国連
新都市計画はスマートシティ開発の重要性を強調し、国連加盟193カ国に基本的な取り組みを確立した。 [152] [153] [154]
実装
「スマートシティ」の最も一般的な特徴は、ネットワーク化されたインフラ、ビジネス主導の都市開発の重視、さまざまな居住者グループの社会的包摂、環境への重点である。[24] [28]
パートナーシップ
スマートシティの取り組みには、政府機関、企業、コミュニティ組織、学界、市民の協力と関与が必要です。企業や学界と協力することで、技術的なノウハウと研究能力が得られます。[155] [156] [157]
地域団体との連携により公平性と包括性を向上させることができる。[28]
参照
- 車のない街
- キャリア志向のソーシャルネットワーキング市場
- コネクテッドカー
- コミュニティ主導の開発
- エコシティ
- エネルギー情報学
- グローバルブレイン
- アルゴリズムによる政府
- インテリジェントな環境
- インテリジェント交通システム
- 大規模監視
- 市営無線ネットワーク
- ネットメータリング
- パーベイシブインフォマティクス
- 計画コミュニティ
- 回復力のある都市
- 短い食品サプライチェーン
- スマートグリッド
- スマートハイウェイ
- スマートポート
- スマートビレッジ
- 持続可能な都市
- テクノクラシー
- ユビキタスコンピューティング
- アーバンコンピューティング
- 都市農業
- 都市情報学
- 都市の活力
- 垂直農法
- チェンナイ スマート シティ
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さらに読む
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、スマートシティに関連するメディアがあります。
- 英国規格協会のスマートシティに関する取り組み
- 都市の未来 英国政府の都市に関する「予測」プロジェクト