Dandanes se velika mesta soočajo z velikimi težavami, kot so prometni zastoji, onesnaženost zraka in poraba energije. Te velike težave v velikih mestih je mogoče reševati z uporabo veliki podatki (kar pomeni obdelavo velikih količin podatkov).
Prav to je mestno računalništvo. Preprosto ga lahko opredelimo kot uporaba velikih podatkov za reševanje velikih problemov velikih mest..
Povejmo več o tem.
Urbano računalništvo vključuje postopek pridobivanja, povezovanja in analize velikih in heterogenih podatkov, ki jih ustvarjajo različni viri v urbanih prostorih. Takšni viri podatkov vključujejo senzorje, mobilne naprave, vozila, stavbe in ljudi.
Kaj je urbano računalništvo?
V članku z naslovom "Urbano računalništvo: koncepti, metodologije in aplikacije" avtorji predstavijo splošni okvir za izvajanje urbanega računalništva.
Urbano računalništvo povezuje nevsiljive in vseprisotne tehnologije zaznavanja, napredno upravljanje podatkov, analitične modele in nove metode vizualizacije za ustvarjanje rešitev, ki izboljšujejo urbano okolje, kakovost življenja ljudi in sisteme delovanja mest.
Poudariti moramo tudi, da je urbano računalništvo interdisciplinarno področje. Združuje računalništvo z drugimi področji, kot so promet, gradbeništvo, gospodarstvo, ekologija in sociologija, v kontekstu urbanih prostorov.
Verjetno se vam v mislih poraja naslednje vprašanje: kako z mestnim računalništvom odpraviti težave velikih mest?
Dobra novica, za to obstaja okvir!
Okvir mestnega računalništva
V članku z naslovom "Urbano računalništvo: koncepti, metodologije in aplikacije" avtorji predstavijo splošni okvir za izvajanje urbanega računalništva.
Okvir je sestavljen iz štirih plasti: zaznavanje v mestih, upravljanje mestnih podatkov, analiza podatkov in zagotavljanje storitev. Vsaka plast ima posebno funkcijo.
Spletna stran Zaznavanje mest je odgovoren za zbiranje podatkov iz mestnih prostorov. To zbiranje podatkov se lahko izvaja z različnimi tehnikami, kot so participativno zaznavanje, množično zaznavanje in mobilno zaznavanje.
Spletna stran Upravljanje mestnih podatkov plast omogoča organizacijo podatkov z določeno strukturo indeksiranja, ki vključuje prostorsko-časovne informacije in besedila za podporo učinkovitemu analiziranju podatkov.
V Sloj za analizo podatkov, različne tehnike, kot so Rudarjenje podatkov, Strojno učenjein Vizualizacija podatkov se uporabljajo za prepoznavanje vzorcev v podatkih in pridobivanje dragocenih informacij za nadaljnje odločanje.
Spletna stran Zagotavljanje storitev plast vključuje različne rešitve in storitve, katerih cilj je izboljšati vozne izkušnje ljudi, zmanjšati prometne zastoje, onesnaženost zraka in porabo energije. Na primer, v primeru zaznave kakršne koli prometne anomalije bodo te informacije posredovane prometnemu organu, da razprši promet in diagnosticira anomalijo.
S kakšnimi izzivi se sooča urbano računalništvo?
Za idealno izvajanje se mestno računalništvo sooča s tremi velikimi izzivi:
1.Zaznavanje in pridobivanje podatkov.
Ta izziv se nanaša na to, kako zbirati mestne podatke na nevsiljiv in neprekinjen način ob upoštevanju omejitev glede števila senzorjev, razporejenih po mestu.
Z izgradnjo nove infrastrukture za zaznavanje bi lahko dosegli cilj, vendar bi se s tem povečalo breme mest.
Človek kot senzor je nov koncept, ki bi lahko pomagal pri reševanju tega izziva z uporabo njegovih objav v družabnih medijih ali sledov GPS za razumevanje dogodkov, ki se dogajajo okoli njega.
Ljudje kot senzor prinašajo nove izzive, kot so:
- Povečana uporaba energije naprav;
- Zasebnost osebnih podatkov;
- pristranski podatki, saj uporabniki niso enakomerno razporejeni in ne pošiljajo podatkov z enako frekvenco;
- Nestrukturirani, implicitni in hrupni podatki, ki jih prispevajo uporabniki. Nasprotno pa so podatki, ki jih ustvarjajo tradicionalni senzorji, dobro strukturirani, eksplicitni, čisti in lahko razumljivi.
2. Heterogeni podatki.
Tehnike podatkovnega rudarjenja in strojnega učenja običajno obdelujejo eno vrsto podatkov. Vendar pa reševanje urbanih izzivov vključuje široko paleto dejavnikov (na primer raziskovanje onesnaženosti zraka vključuje hkratno preučevanje prometnega toka, meteorologije in rabe zemljišč).
3. Hibridni sistemi.
Za razliko od iskalnika ali digitalne igre, kjer se podatki ustvarjajo in porabljajo v digitalnem svetu, urbano računalništvo običajno združuje podatke iz obeh svetov (združuje promet in družbene medije).
Načrtovanje hibridnih sistemov je veliko zahtevnejše kot pri običajnih sistemih, saj mora sistem hkrati komunicirati z več napravami in uporabniki ter pošiljati in sprejemati podatke različnih formatov.
Katere so glavne aplikacije mestnega računalništva?
Aplikacije za urbano računalništvo so lahko neštete.
Aplikacije je mogoče razvrstiti v sedem kategorij: urbanistično načrtovanje, promet, okolje, javna varnost in zaščita, energija, gospodarstvo, ekologija in sociala.
Tukaj je zelo kratek opis vsakega od njih:
- Urbanistično načrtovanje.
Načrtovanje je pomembno za gradnjo pametnih mest. Ta kategorija vključuje odkrivanje osnovnih težav v prometnih omrežjih, odkrivanje funkcionalnih regij v mestu (kot so območja, ki podpirajo različne potrebe ljudi in služijo kot tehnika organiziranja, na primer izobraževalna območja ali poslovna okrožja) in odkrivanje meja mesta za razumevanje njegovega razvoja.
- Prevoz.
Ta kategorija vključuje: izboljšanje vozne izkušnje, taksi storitve in sisteme javnega prevoza.
- Okolje.
Hiter napredek urbanizacije bo postal potencialna grožnja okolju mest. Urbano računalništvo za okolje vključuje: izboljšanje kakovosti zraka v mestih in zmanjšanje hrupa.
- Javna varnost in zaščita.
Tu lahko naštejemo naslednje aplikacije: zaznavanje prometnih anomalij, zaznavanje nesreč in zaznavanje nesreč.
- Poraba energije.
Zaradi hitrega napredka urbanizacije se porabi vse več energije. Aplikacije v tej kategoriji so zmanjševanje porabe plina in električne energije.
- Gospodarstvo.
Dinamika mesta lahko kaže na gibanje mestnega gospodarstva. Primer uporabe v tej kategoriji je napovedovanje gibanja borze.
- Družabno.
Aplikacije v tej kategoriji so priporočanje lokacije, načrtovanje poti, priporočanje lokacije in dejavnosti ter razumevanje dinamike mesta.
Ali obstajajo tehnologije, ki omogočajo urbano računalništvo?
Obstaja več tehnologij, ki omogočajo urbano računalništvo in so razvrščene v kategorije. Najpogosteje uporabljene kategorije so:
Tehnike zaznavanja v mestih. Tradicionalno zaznavanje in merjenje z namestitvijo senzorjev, pasivno zaznavanje množic, ki uporablja obstoječo infrastrukturo za zbiranje podatkov, ki jih ustvarjajo množice, in participativno zaznavanje, pri katerem ljudje aktivno prispevajo z informacijami, ki jih obkrožajo;
Tehnike upravljanja mestnih podatkov omogočajo organizacijo več heterogenih virov podatkov za naslednji postopek podatkovnega rudarjenja;
Tehnike združevanja znanja omogočajo učinkovito združevanje znanja, pridobljenega iz več heterogenih virov podatkov;
Tehnike vizualizacije urbanih podatkov ne smejo samo prikazovati surovih podatkov in predstavljati rezultatov, temveč morajo omogočati tudi odkrivanje in opisovanje vzorcev, trendov in odnosov v podatkih.
Kot vidite, je urbano računalništvo lahko zelo uporabno orodje za reševanje glavnih problemov sodobnih mest.
Izzive, s katerimi se sooča urbano računalništvo, bomo sčasoma premagali, kar nam bo omogočilo boljšo prihodnost naših mest.
Reference
T. Kindberg, M. Chalmers in E. Paulos. 2007. Uvod gostujočih urednikov: Vabljeni gostje: Urbano računalništvo. Pervasivno računalništvo 6, 3, 18-20.
Kliknite na spodnjo sliko in preverite naše ilustracije Mind the Graph za urbano računalništvo.
Naročite se na naše novice
Ekskluzivna visokokakovostna vsebina o učinkovitih vizualnih
komuniciranje v znanosti.
Slovenian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak