În zilele noastre, orașele mari se confruntă cu probleme importante, cum ar fi congestia traficului, poluarea aerului și consumul de energie. Aceste probleme majore din orașele mari pot fi abordate prin utilizarea date mari (ceea ce înseamnă tratarea unor volume mari de date).

Este exact ceea ce este informatica urbană. Aceasta poate fi definită simplu ca utilizarea de date mari pentru a face față problemelor mari ale orașelor mari.

Să dezvoltăm mai multe despre asta.

Calculul urban implică un proces de achiziție, integrare și analiză a datelor mari și eterogene generate de diverse surse în spațiile urbane. Astfel de surse de date includ senzori, dispozitive mobile, vehicule, clădiri și oameni.

Ce este informatica urbană?

În lucrarea intitulată "Informatică urbană: concepte, metodologii și aplicații", autorii introduc un cadru general pentru implementarea calculatoarelor urbane.

Informatica urbană conectează tehnologiile de detecție neintrusive și omniprezente, gestionarea avansată a datelor, modelele analitice și metodele noi de vizualizare pentru a crea soluții care să îmbunătățească mediul urban, calitatea vieții umane și sistemele de funcționare a orașelor.

Trebuie să subliniem, de asemenea, că informatica urbană este un domeniu interdisciplinar. Acesta integrează informatica știință cu alte domenii, cum ar fi transporturile, construcții civile inginerie, economie, ecologie și sociologie în context a spațiilor urbane.

Probabil că marea întrebare care vă bântuie mintea este: cum să implementăm Urban computing pentru a depăși problemele marilor orașe?

Ei bine, vești bune, există un cadru pentru asta!

Cadrul informatic urban

În lucrarea intitulată "Informatică urbană: concepte, metodologii și aplicații", autorii introduc un cadru general pentru implementarea calculatoarelor urbane.

Cadrul este compus din patru straturi: Detectarea urbană, gestionarea datelor urbane, analiza datelor și furnizarea de servicii. Fiecare strat are o funcție specifică.

The Detecție urbană este însărcinat cu colectarea de date din spațiile urbane. Această colectare de date poate fi realizată prin diferite tehnici, cum ar fi detecția participativă, crowdsensing și detecția mobilă.

The Managementul datelor urbane stratul permite organizarea datelor prin anumite indexări structură care încorporează atât informațiile spațio-temporale, cât și textele pentru a sprijini o analiză eficientă a datelor.

În Strat de analiză a datelor, diferite tehnici, cum ar fi Extracția de date, Învățare automată, și Vizualizarea datelor sunt utilizate pentru a identifica tipare în date și pentru a obține informații valoroase din acestea pentru luarea ulterioară a deciziilor.

The Furnizarea de servicii layer cuprinde diverse soluții și servicii menite să îmbunătățească experiența de condus a oamenilor, să reducă congestionarea traficului, poluarea aerului și consumul de energie. De exemplu, în cazul detectării oricărei anomalii de trafic, aceste informații vor fi transmise autorității de transport pentru dispersarea traficului și diagnosticarea anomaliei.

Așadar, cu ce provocări se confruntă Urban Computing?

Pentru o implementare ideală, Urban Computing se confruntă cu trei mari provocări:

1.Detecție și achiziție de date.

Această provocare se referă la modul în care se pot colecta date urbane într-un mod neintruziv și continuu, având în vedere limitări în numărul de senzori distribuiți în oraș. 

Construirea de noi infrastructuri de detecție ar putea atinge obiectivul, însă ar crește sarcina orașelor.

Oamenii ca senzori este un nou concept care ar putea contribui la rezolvarea acestei provocări prin utilizarea postărilor lor pe rețelele de socializare sau a urmelor GPS pentru a înțelege evenimentele care se petrec în jurul lor.

Oamenii ca senzor aduc noi provocări, cum ar fi:

  • Utilizarea tot mai mare a energiei dispozitivelor;
  • Confidențialitatea informațiilor personale;
  • Date distorsionate, deoarece utilizatorii nu sunt distribuiți uniform și nu trimit citirile de detecție cu aceeași frecvență;
  • Date nestructurate, implicite și zgomotoase furnizate de utilizatori. În schimb, datele generate de senzorii tradiționali sunt bine structurate, explicite, curate și ușor de înțeles. 

2. Date eterogene.

Tehnicile de extragere a datelor și de învățare automată tratează de obicei un singur tip de date. Cu toate acestea, rezolvarea provocărilor urbane implică o gamă largă de factori (de exemplu, explorarea poluării aerului implică studiul simultan al fluxului de trafic, al meteorologiei și al utilizării terenurilor).

3. Sisteme hibride.

Spre deosebire de un motor de căutare sau de un joc digital, unde datele sunt generate și consumate în lumea digitală, calculul urban integrează de obicei datele din ambele lumi (combinând traficul cu social media).

Proiectarea sistemelor hibride este mult mai dificilă decât în cazul sistemelor convenționale, deoarece sistemul trebuie să comunice simultan cu mai multe dispozitive și utilizatori și să trimită și să primească date în formate diferite.

Care sunt principalele aplicații ale informaticii urbane?

Aplicațiile informatice urbane ar putea fi nenumărate.

Aplicațiile pot fi grupate în șapte categorii: planificare urbană, transport, mediu, siguranță publică și securitate, energie, economie, ecologie și social.

Iată o foarte scurtă descriere a fiecăruia dintre ele:

  • Planificare urbană

Planificarea este importantă pentru construirea de orașe inteligente. Această categorie include detectarea problemelor care stau la baza rețelelor de transport, descoperirea regiunilor funcționale dintr-un oraș (cum ar fi zonele care susțin diferite nevoi ale oamenilor și servesc ca tehnică de organizare, cum ar fi zonele educaționale sau cartierele de afaceri) și detectarea granițelor orașului pentru a înțelege evoluția acestuia.

  • Transport. 

Această categorie include: îmbunătățirea experienței la volan, servicii de taxi și sisteme de transport public.

  • Mediu. 

Progresul rapid al urbanizării va deveni o potențială amenințare pentru mediul înconjurător al orașelor. Calculul urban pentru mediu include: îmbunătățirea calității aerului în orașe și reducerea poluării fonice.

  • Siguranța și securitatea publică. 

Aici putem enumera următoarele aplicații: detectarea anomaliilor din trafic, detectarea dezastrelor și detectarea accidentelor.

  • Consumul de energie. 

Progresul rapid al urbanizării consumă din ce în ce mai multă energie. Aplicațiile din această categorie sunt reducerea consumului de gaz și de electricitate.

  • Economie. 

Dinamica unui oraș poate indica tendința economiei orașului. Un exemplu de aplicație din această categorie este predicția tendinței unei piețe bursiere.

  • Social.

Aplicațiile din această categorie sunt recomandările de locație, planificarea itinerariilor, recomandarea de locații și activități și înțelegerea dinamicii orașelor.

oraș verde

Există anumite tehnologii care să permită utilizarea calculatoarelor urbane?

Există mai multe tehnologii generice pentru informatica urbană, care sunt grupate în categorii. Cele mai frecvent utilizate categorii sunt: 

Tehnici de detecție urbană. Detectarea și măsurarea tradițională prin instalarea de senzori, detectarea pasivă a mulțimilor, care utilizează infrastructura existentă pentru a colecta datele generate de mulțimi, și detectarea participativă, prin care oamenii contribuie activ la informațiile din jurul lor;

Tehnicile de gestionare a datelor urbane permit organizarea mai multor surse de date eterogene pentru următorul proces de extragere a datelor;

Tehnicile de fuziune a cunoștințelor permit fuzionarea eficientă a cunoștințelor dobândite din mai multe surse de date eterogene;

Tehnicile de vizualizare a datelor urbane nu ar trebui doar să afișeze datele brute și să prezinte rezultatele, ci trebuie să permită detectarea și descrierea modelelor, tendințelor și relațiilor din date.

După cum vedeți, informatica urbană poate fi un instrument foarte util pentru rezolvarea problemelor majore ale orașelor moderne.

Provocările cu care se confruntă informatica urbană vor fi în cele din urmă depășite, ceea ce ne va permite să avem un viitor mai bun pentru orașele noastre.

Referințe

Zheng, Y., Capra, L., Wolfson, O., & Yang, H. (2014). Urban computing: concepte, metodologii și aplicații. ACM Transactions on Intelligent Systems and Technology (TIST), 5(3), 1-55.

T. Kindberg, M. Chalmers și E. Paulos. 2007. Editori invitați introducere: Informatică urbană. Pervasive Computing 6, 3, 18-20

Torres-Ruiz, Miguel & Lytras, Miltiadis. (2016). Urban Computing and Smart Cities Applications for the Knowledge Society (Informatică urbană și aplicații pentru orașe inteligente pentru societatea cunoașterii). Jurnalul internațional de cercetare a societății cunoașterii. 7. 113-119. 10.4018/IJKSR.2016010108.

Faceți clic pe imaginea de mai jos pentru a verifica Mind the Graph pentru ilustrații informatice urbane.

Urban Computing: Înfruntarea marilor provocări ale marilor orașe

logo-abonare

Abonează-te la newsletter-ul nostru

Conținut exclusiv de înaltă calitate despre vizuale eficiente
comunicarea în domeniul științei.

- Ghid exclusiv
- Sfaturi de design
- Știri și tendințe științifice
- Tutoriale și șabloane