スマートシティ
スマートシティ(smart city)は、2020年代に日本で導入が検討されている都市計画。国の「第5期科学技術基本計画」で示された社会像「Society5.0」の一環として企画立案され、「ICT等の新技術を活用しつつ、マネジメント(計画、整備、管理・運営等)の高度化により、都市や地域の抱える諸課題の解決を行い、また新たな価値を創出し続ける、持続可能な都市や地域」と内閣府で定義されている。すなわち、新技術を活かして住みやすい都市をつくることである。
== 解説 ==
スマートシティは特に、
再生可能エネルギーの供給を安定させるために情報通信技術によって電力の質を管理する(エネルギーの枯渇防止)
二酸化炭素排出量を減らし気候変動を抑制する(地球温暖化抑制)
都市の再編を行うことで地域活性化、再生可能エネルギーの導入、都市空間の整備による減災(少子高齢化対策)
の3つの課題解決につながる。
一方で、実際に導入するには住民との連携が必要なため、企業の実験段階で止まっていることがほとんどである。
スマートシティに取り組む上での基本理念、基本原則に基づき
新技術や官民各種のデータを活用した市民一人一人に寄り添ったサービスの提供や、各種分野におけるマネジメントの高度化等により
都市や地域が抱える諸課題の解決を行い、また新たな価値を創出し続ける
"都市“での取組ばかりではく、里山里海などを有する地域における豊かな自然と共生した地域づくり(スマートローカル)もスマートシティの仲間です。
スマートシティとは、さまざまな種類の電子的手法、音声活性化方法、センサーを使用して特定のデータを収集する、技術的に近代的な都市部のことである。そのデータから得られる情報は、資産、資源、サービスを効率的に管理するために使用され、その見返りとして、そのデータは都市全体の運用を改善するために使用される。これには、市民、デバイス、建物、資産から収集したデータを処理・分析し、交通・輸送システム、発電所、公共事業、給水ネットワーク、廃棄物、犯罪検知、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を監視・管理することが含まれる。ただし、スマートシティは、政府がテクノロジーを活用するだけではなく、都市の監視、分析、計画、統治方法においてもスマートである。
スマートシティのコンセプトは、ICT(情報通信技術)と、IoT(モノのインターネット)ネットワークに接続されたさまざまな物理デバイスを統合し、都市の運営とサービスの効率を最適化し、市民とつながることである。スマートシティ技術によって、都市の職員がコミュニティと都市のインフラの両方と直接対話し、都市で何が起こっているか、どのように都市が進化しているかを観察することができる。ICTは、都市サービスの質、性能、双方向性を高め、コストと資源消費を削減し、市民と行政の接触を増やすために使用される。スマートシティアプリケーションは、都市の流れ(往来)を管理し、リアルタイムで対応できるように開発されている。したがって、スマートシティは市民と単純な「取引」関係を持つ都市よりも課題に対応する準備ができているかもしれない。しかし、用語自体の詳細が不明で、したがって多くの解釈の可能性が残っている。
スマートシティの用語の下で実装されている技術の幅が広いため、スマートシティの正確な定義を抽出することは困難である。ディーキン(Deakin)とアル・Al Waer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。
幅広い電子技術やデジタル技術をコミュニティや都市に適用していること。
ICT(情報通信技術)の活用により、地域内の生活や労働環境が変革されること。
そのような情報通信技術が行政システムに組み込まれていること。
ICTと人々を結びつけ、彼らが提供するイノベーションと知識を強化する実践の領域化。
ディーキンは、ICTを活用して市場(市民)の要求に応える都市をスマートシティと定義し、そのプロセスへのコミュニティの関与がスマートシティには必要であるとしている。 したがって、スマートシティとは、特定の分野においてICT技術を保有するだけでなく、その技術を地域コミュニティにプラスの影響を与える形で実装した都市であるといえるだろう。
別の定義としては、以下のようなものがある:
ビジネス辞書: "経済、移動、環境、人、生活、行政の複数の主要分野に優れ、持続可能な経済発展と高い生活の質を実現する先進的な都市圏。これらの主要分野で優れることは、強力な人的資本、社会資本、および/またはICTインフラを通じて可能となる。"
Caragliu and Nijkamp 2009年: "都市は、人的・社会的資本と伝統的(交通)・近代的(ICT)通信インフラへの投資が、参加型行動と関与を通じて、天然資源の賢明な管理とともに、持続可能な経済発展と高い生活の質を促進するとき、「スマート」と定義することができる"。
ビジネス・イノベーション・技能省、UK 2023年: "コンセプトは静的なものではなく、スマートシティの絶対的な定義や終点はなく、むしろ都市がより「住みやすく」、弾力的になり、その結果、新しい課題に迅速に対応できるようになるプロセス、あるいは一連のステップである。"。
欧州委員会: "スマートシティとは、住民やビジネスの利益のために、従来のネットワークやサービスがデジタルソリューションの利用により効率化された場所である。"
フロスト&サリバン(Frost & Sullivan) 2014年: "スマートシティを定義する8つの重要な側面として、スマートガバナンス、スマートエネルギー、スマートビルディング、スマートモビリティ、スマートインフラストラクチャー、スマートテクノロジー、スマートヘルスケア、スマートシチズンを挙げている"
ギフィンガー(Giffinger)ら2007年: "地域競争力、交通と情報通信技術の経済性、天然資源、人的・社会的資本、生活の質、都市の統治への市民の参加"。
インド政府 2015年: "スマートシティは、教育、技能、所得水準に関係なく、幅広い層の住民に経済活動や雇用機会の面で持続可能性を提供する"。
米国電気電子学会(Institute of Electrical and Electronics Engineers)のスマートシティ: "スマートシティは、テクノロジー、政府、社会をまとめ、次のような特徴を実現する。スマートシティ、スマートエコノミー、スマートモビリティ、スマート環境、スマートピープル、スマートリビング、スマートガバナンス"
スマートシティ協議会: "スマートシティとは、すべての都市機能にわたってデジタル技術が組み込まれているものである"
スマートシティ(コミュニティ、ビジネスクラスタ、都市の集合体、地域も含む)は、情報技術を利用して次のようなことを行うことが示唆されている:
人工知能とデータ分析によって物理インフラ(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、強力で健全な経済、社会、文化の発展を支援する。
オープンイノベーションプロセスと"e-Participation"(電子的参加)の利用により、ローカルガバナンスの関係者と効果的に関わり、市民参加とコ・デザイン(実際の利用者や利害関係者たちとプロジェクトのなかで積極的にかかわりながら行うデザイン)に重点を置いたe-ガバメント(電子政府)によって、都市機関の集合知を向上させる。
都市の知性を向上させることで、学習、適応、革新を行い、それによってより効果的かつ迅速に状況の変化に対応する。
それらは、人間の知能、集合的な知能、そして都市内の人工知能のあらゆる次元を強力に統合する方向へと進化する。都市の知性は「デジタル通信ネットワーク(神経)、至る所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存在する」とされる。
こうしたスマートシティにおけるインテリジェンスの形態は、3つの方法で実証されている:
オーケストレーション'・インテリジェンス: 都市が制度やコミュニティベースの問題解決や共同作業を確立する場所。例えば、ナチスのエニグマ暗号がアラン・チューリング(Alan Turing)をリーダーとするチームによって解読されたブレッチリー・パーク(Bletchley Park)では、このようなことが行われていた。これは、スマートシティや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る。
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することで、特定の地区にイノベーションを集積する。これらは、ストックホルムのキスタ・サイエンス・シティ(Kista Science City)や香港のサイバーポート・ゾーンに見られるものである。また、メルボルンやキエフにも同様の施設が設けられているFebruary 2022。
計装のインテリジェンス: 都市インフラをリアルタイムでデータ収集し、分析・予測モデル化することでスマート化する。特にスマートシティにおける監視の問題など、多くの論議がある。計測知能の例としては、アムステルダムで実施されたものがある。 これは、以下を通じて実現される。
研究者がアプリケーションを開発するために開放された共通のIP(Internet Protocol)基盤。
無線メーターやデバイスがその場で情報を発信する。
多くの家庭がスマートエネルギーメーターの提供を受け、エネルギー消費を計測し、エネルギー使用量を削減する。
太陽光発電のゴミ圧縮機、車の充電ステーション、省エネ街灯。
インテリジェントシティの活性化の主な分野には、以下のようなものがある:
"Edison Electric Institute"の元副社長である"David K. Owens"氏によると、スマートシティが備えるべき重要な要素は、統合通信プラットフォームと「ダイナミック・レジリエント・グリッド(動的弾力性ある送配電網)」の2つであるという。
スマートシティは、OSI参照モデルの「レイヤー(層)」による普遍化で概念化されている。スマートシティは、都市の公共インフラと都市アプリケーションシステムを接続し、収集したデータを認識レイヤー、ネットワークレイヤー、アプリケーションレイヤーの3つのレイヤーで受け渡すことで構築される。都市アプリケーションシステムは、都市内のさまざまなインフラを制御する際に、データを使ってより良い判断を下すことができる。認識レイヤーは、センサーを使ってスマートシティ全体のデータを収集する場所である。このデータは、カメラ、RFID(Radio Frequency Identification)、GPSなどのセンサーを通じて収集される。認識レイヤーは、収集したデータを無線通信でネットワークレイヤーに送信する。ネットワークレイヤーは、認識レイヤーからアプリケーションレイヤーへ収集したデータを転送する役割を担っている。ネットワークレイヤーは、都市の通信インフラを利用してデータを送信するため、攻撃者に傍受される可能性があり、収集したデータや情報を秘匿する必要がある。アプリケーションレイヤーは、ネットワークレイヤーから受け取ったデータを処理する役割を担っている。アプリケーションレイヤーは、処理したデータを使って、受信したデータに基づいて都市のインフラストラクチャをどのように制御するかを決定する。
スマートシティの機能を構築、統合、導入するには、スマートシティプロジェクトの中心となる機会やイノベーションの重点分野を実現するための独自の枠組み(フレームワーク)が必要である。枠組み(フレームワーク)は、スマートシティの開発に関連する多くのカテゴリーを含む5つの主要な次元に分けることができる。
スマートシティは、テクノロジーの展開に大きく依存している。技術インフラの様々な組み合わせが、人間と技術システム間の様々なレベルの相互作用によって、スマートシティ技術の数々を形成している。
デジタル: スマートシティの個人とデバイスをつなぐには、サービス指向のインフラが必要である。これには、イノベーションサービスや通信インフラが含まれる。"Yovanof, G. S. & Hazapis, G. N."は、デジタルシティを「ブロードバンド通信インフラ、オープンな業界標準に基づく柔軟でサービス指向のコンピューティングインフラ、政府およびその職員、市民、企業のニーズを満たす革新的サービスを組み合わせた、つながったコミュニティ」と定義している。
インテリジェント: 人工知能や機械学習などの認知技術を、接続された都市デバイスが生成するデータに学習させ、パターンを特定することができる。特定の政策決定の有効性と影響は、都市環境と人間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することができる。
ユビキタス(至る所にある): ユビキタス都市は、接続されたあらゆるデバイスから公共サービスにアクセスすることができる。"U-city"はあらゆるインフラへのアクセスという点で設備が整っているため、デジタルシティのコンセプトの延長線上にある。
有線(インフラ): スマートシティ開発の初期段階においては、ITシステムの物理的な構成要素が重要である。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や無線技術をサポートするために必要である。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へ一般的アクセスを提供する。そして、最新のテレコミュニケーション、ロボティクス、IoT、様々なコネクテッドテクノロジーを展開し、人的資本と生産性をサポートすることができる。
ハイブリッド: ハイブリッドシティとは、物理的な都市圏と、その物理的な空間に関連するバーチャル(仮想的な)都市が組み合わされたものである。この関係は、バーチャルなデザインであったり、物理的な都市空間でのバーチャルなコミュニティーの参加者が限界量まで存在したりすることがある。ハイブリッド空間は、スマートシティ・サービスや統合のための未来型プロジェクトを実現するのに役立つ。
情報都市: スマートシティでは、多様なインタラクティブデバイスにより、大量のデータが生成される。その情報をどのように解釈し保存するかは、スマートシティの成長と安全性にとって重要である。
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。スマートシティの人的枠組み(経済、知識ネットワーク、人的サポートシステム)は、その成功の重要な指標となる。
創造性: 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重点分野であるFebruary 2022。イノベーションは知的好奇心や創造性と関連しており、様々なプロジェクトで、知識労働者が多様な文化・芸術活動に参加することが実証されている。
学習すること: 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、教育イニシアティブによる有能な労働力の構築が必要である。都市の学習能力には、利用可能な労働力トレーニングやサポートを含む教育システム、文化の発展や交流が含まれる。
人間性: 多くのスマートシティプログラムは、ボランティア団体へのアクセス向上や安全地帯の指定など、ソフトインフラの開発に焦点を当てている。この社会関係資本への焦点は、多様性、包括性、公共サービスへのユビキタス(何処でも利用可能)なアクセスが都市計画に組み込まれていることを意味する。
知識: スマートシティプロジェクトでは、知識経済の発展が中心となっている。新興技術やサービス分野の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。
"Moser, M. A."によれば、1990年代以降、ITに関わるユーザーの裾野を広げる戦略として、スマートコミュニティ運動が具体化した。これらのコミュニティのメンバーは、関心を共有する人々であり、政府や他の制度的組織と連携して、日常の行動のさまざまな結果により悪化した日常生活の質を向上させるために IT の利用を推し進めようとするものである。"Eger, J. M." は、スマートコミュニティは、その社会的・ビジネス的ニーズを解決する触媒としてテクノロジーを展開することを意識的かつ合意的に決定する、と述べている。このようなITの活用とその結果としての改善は、制度的な支援なしにはより厳しいものになる可能性があることを理解することが非常に重要であり、実際、スマートコミュニティ構想の成功には、制度の関与が不可欠である。"Moser, M. A." は「スマートコミュニティの構築と計画はスマートな成長を求める」と述べている。交通渋滞、学校の過密、大気汚染など日常的な問題の悪化傾向に対応するためには、市民と組織の連携によるスマートな成長が不可欠である。ただし、技術の伝播はそれ自体が目的ではなく、新しい経済社会に向けた都市の再発明を行うための手段に過ぎないことに注意が必要である。つまり、スマートシティを成功させるためには、政府の支援が必要であると断言できる。
この3つの次元が連動してこそ、真のスマートシティの構想が可能になるのである。"Caragliu, A."、"Del Bo, C." & "Nijkamp, P."によるスマートシティの定義によると、都市がスマートであるのは、人間・社会資本とITインフラへの投資が、参加型ガバナンスを通じて、持続的成長と生活の質の向上を促進するときである。
スマートシティは、データとテクノロジーを活用して、効率性の向上、持続可能性の改善、経済発展の創出、都市に住む人々や働く人々の生活の質的要因の向上を実現する。それは、その都市がよりスマートなエネルギーインフラを備えていることも意味する。より正式にはスマートシティとは "...都市の資産をよりよく管理するために、情報...とモノのインターネット(IoT)部門にわたる技術を安全に統合した都市部」。スマートテクノロジーを活用することで、都市における統合エネルギー技術をより効率的に利用することができ、より自立した地域、あるいは消費以上のエネルギーを生産するポジティブ・エネルギー地区を開発することも可能になる。
スマートシティは、街灯、スマートビル、分散型エネルギー源(DER:Distributed Energy Resources)、データ分析、スマート交通など、さまざまな項目の「スマートなつながり」によって動いている。中でも、エネルギーは最も重要である。だからこそ、電力会社(utility companies)がスマートシティで重要な役割を果たすのである。電力会社は、市当局やテクノロジー企業、その他多くの機関と連携し、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一人である。
スマートシティは、データの収集、処理、発信の技術を、ネットワークとコンピューティング技術、データのセキュリティとプライバシー対策と組み合わせて採用し、市民の生活の質全般を促進するためのイノベーションの適用を奨励しており、公益事業、健康、交通、娯楽、行政サービスなどの側面を網羅している。
スマートシティのロードマップは、以下の4つ/3つ(1つ目は事前チェック)の主要な要素で構成される。
コミュニティが何であるかを正確に定義すること:この定義が、その後のステップで行うことを整えるかもしれない。地理、都市と田舎のつながり、それらの間の人の流れに関係し、さらに、一部の国では、述べられた都市/コミュニティの定義が、実際の生活で発生していることに効果的に対応していない可能性がある。
コミュニティの研究:スマートシティの構築を決定する前に、まずその理由を明らかにする必要がある。これは、そのような取り組みがもたらす利益を決定することで可能となる。市民固有の属性とビジネスのニーズを知るためにコミュニティを研究する。すなわち、市民の年齢、教育、趣味、街の魅力など、そのコミュニティ独自の属性を知ることである。
スマートシティの政策の作成:スマートシティの政策を策定するスマートシティの役割、責任、目的、目標を明確にし、イニシアチブを推進するためのポリシーを作成する。また、目標を達成するための計画や戦略を立てる。
市民との連携:電子政府、オープンデータ、スポーツイベントなどを通じて、市民と連携する。
要約すると、人々、プロセス、技術(PPT:People、Processes、Technology)がスマートシティ構想の成功の3原則である。都市は、市民やコミュニティを研究し、プロセスとビジネスを進行させるものを知り、政策を作り、市民のニーズを満たす目的を持たなければならない。そして、市民のニーズを満たすために技術を導入し、生活の質を向上させ、真の経済的機会を創出することができる。そのためには、都市の文化、長期的な都市計画、地域の規制を考慮した、全体的な特化したアプローチが必要である。
「セキュリティ、レジリエンス、サステナビリティ、交通渋滞、治安、都市サービスの改善など、スマート化を望む理由は地域によってさまざまです。しかし、すべてのスマートコミュニティには共通の特徴があります。それは、スマートな接続と、私たちの業界のよりスマートなエネルギーインフラによって支えられているということです。スマートグリッドは、スマートコミュニティを構築するための基礎となるものです。」と エジソン電気協会(the Edison Electric Institute)会長、"PNM Resources"社社長兼CEOの"Pat Vincent-Collawn"氏は述べた。
スマートシティという考え方や存在は、比較的新しいものである。スマートシティの存在は、ロサンゼルスで最初の都市ビッグデータプロジェクトが作られた1970年代にまでさかのぼると考えられている。ロサンゼルスのクラスター分析」と題されたこのプロジェクトでは、街を通常の地域やコミュニティのエリアに分類していなかった。その代わりに、従来の都市計画レポートとは明らかに異なる、様々なユニークな名称を持つ散在したクラスターに分類された。スマートシティの起源はロサンゼルスに遡るが、最初に存在したのはアムステルダムと言われている。1994年、アムステルダムは仮想デジタルシティの構築に成功した。シスコとIBMは、2005年から2010年にかけて、都市の研究と創造に何百万ドルもの資金を投入している。2011年にはバルセロナでスマートシティエキスポ世界会議が開催され、50カ国から6000人が参加した。イギリスと中国では、いくつかの試験的なスマートシティの計画が開始された。この頃から、スマートシティのコンセプトが本格的に動き出した。ロンドン、トロント、ニューヨーク、ソルトレイクシティなどの都市が、いくつかの新しい開発の立ち上げを計画し、前進とブループリントを作り始めた。2020年、ベトナムはハノイ近郊で新しいスマートシティに取り組み始め、2028年に完成する予定である。今後、世界のスマートシティの割合は増え続け、2050年には世界人口の最大70%がスマートシティに住むと予想されている。
ASEANスマートシティネットワーク(ASCN:ASEAN Smart Cities Network)は、スマートシティ開発に関する協力を促進し、民間セクターとの銀行取引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って、ASEAN全体のスマートシティ開発の努力を相乗させることを目的とする共同プラットフォームである。スマートシティの文脈における都市外交は、知識、創造性、革新性によって大きく刺激される。
EU(The European Union)は、その大都市圏の都市の成長を「スマート」に実現するための戦略を考案することに絶え間ない努力を払ってきた。 EUは「欧州のデジタルアジェンダ」の下で様々なプログラムを展開している。 2010年には、公共サービスと生活の質の向上を目的とするICTサービスにおけるイノベーションと投資の強化に焦点を当てた。英国拠点のアラップ(Arup Group Limited)はスマート都市サービスに関する世界市場は2020年までに年間4千億ドルとなると予測している。
スマートグリッドは、スマートシティにおける重要な技術である。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など、変動の大きい再生可能エネルギーの普及を促進することができる。また、モバイル端末(スマートフォン、タブレット端末など)も、市民がスマートシティのサービスに接続するためのキーテクノロジーである。スマートシティは、スマートホーム、特にその中で使われている技術にも依存している。
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。
スマートシティには、スマートモビリティも重要である。高度道路交通システム、CCTVシステムも開発されている。また、デジタルライブラリーを持つスマートシティもある。
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、センサー所有者が自分のデバイスを登録・接続してオンラインデータベースにデータを送り込み保存し、開発者がデータベースに接続してそのデータに基づいた独自のアプリケーションを構築できるオンラインデータベースサービスである。
その他の支援技術としては、在宅勤務、 テレヘルス、ブロックチェーン、 フィンテック、オンラインバンキング技術、 ...がある。
開閉式ボラード(Retractable bollard)により、市街地への出入りを制限することができる(例:アウトレットストアへの配送トラックなど)。このようなバリアの開閉は、従来は電子パスを通じて手動で行われていたが、ボラードシステムに接続されたANPR(Automatic number-plate recognition)カメラによって行うことも可能である。
エネルギーデータ管理システム(EDMS:Energy Data Management Systems)は、データを記録し、それを利用して効率を高めることで、都市の省エネに貢献することができる。
スマートシティと個々の技術について、費用便益分析が行われている。これらは、ある技術を導入することが経済的・環境的に有益かどうかを評価するのに役立ち、また、各技術の費用対効果を相互に比較することができる。
出典は国土交通省報道発表資料(2020年7月31日)、三鷹市企画部広報メディア課 (2021年11月12日)。
"Apple"、"Baidu(百度)"、"Alibaba(阿里巴巴集团)"、"Tencent(腾讯)"、"Huawei(华为技术有限公司)"、"Google"、"Microsoft"、"Cisco"、"IBM"、"Schneider Electric(仏; SE)"などの大手IT、通信、エネルギー管理企業が、インテリジェントシティに関する市場イニシアチブを開始した。
"Baidu"は自動運転技術であるApolloに取り組んでいる。
アリババ(Alibaba)はシティブレインを作成した。
テンセント(Tencent)は、"WeChat Intelligent Healthcare"、"Tencent Doctorwork"、"AI Medical Innovation System(AIMIS)"など、医療技術に取り組んでいる。
ファーウェイ(Huawei)は、都市の安全性向上に重点を置いた「セーフシティ・コンパクト・ソリューション」 を有している。
グーグル(Google)の子会社"Sidewalk Labs"は、スマートシティに注力している。
マイクロソフトは"CityNext"を展開している。
シスコ(Cisco)は、グローバルな「インテリジェント・アーバナイゼーション」イニシアティブを立ち上げ、ネットワークを第4のユーティリティとして活用し、統合的な都市管理、市民の生活の質向上、経済発展のために都市を支援している。
IBMは、都市のエコシステムにおける思考と行動の新しいアプローチを活性化することで、都市や大都市圏の経済成長と生活の質を促進するために、"Smarter Cities Challenge" を発表している。
シュナイダーエレクトリック(Schneider Electric)は、"EcoStruxure"に取り組んでいる。