بخشی از مقاله
چکیده -
دولتهای بسیاری در سر تا سر دنیا وجود داشته که از مفاهیم شهر هوشمند در شهرهای خود استفاده نمودهاند و در همین راستا، اپلیکیشن ها یا کاربردهای کلان دادهای را برای پشتیبانی از مؤلفههای شهر هوشمند پیادهسازی نمودهاند. در شهرهای هوشمند از چندین فناوری برای بهبود کارائی بهداشت و درمان، حملونقل، انرژی، آموزش و سرویسهای آبرسانی استفاده شده و این امر منجر به افزایش سطح رفاه شهروندان میگردد. علاوه بر این، هزینهها و مصرف منابع کاهش پیدا کرده است.
یکی از فناوریهای اخیر که پتانسیل بالایی برای بهبود سرویسهای شهر هوشمند داشته است، تحلیل کلان دادهها نام دارد. این مقاله به بازبینی کاربردهای کلان دادهها برای پشتیبانی از شهرهای هوشمند پرداخته است. همچنین تعاریف مختلفی از شهر هوشمند و کلان دادهها با هم مقایسه شده و به کاوش در فرصتها، چالشها و مزایای بکار گیری کاربردهای کلان دادهای برای شهرهای هوشمند پرداخته است. علاوه براین، تلاش شده است تا نیازمندیهای پیادهسازی اپلیکیشن های کلان دادهای برای سرویسهای شهر هوشمند را مشخص نماییم.
-1 مقدمه
بدون شک، نقطهی قوت اصلی مفهوم کلان دادهها، تأثیر والایی بوده که این مفهوم بر روی جنبههای شهر هوشمند و در نتیجه زندگی انسانها دارد
بسیاری ازدولتها شروع به بکارگیری کلان دادهها برای پشتیبانی ازتوسعه و پایداری شهرهای هوشمند دردنیا نمودهاند. این کار به شهرها اجازه داده تا استانداردها، اصل و نیازمندیهای کاربردهای شهر هوشمند را با درک مشخصههای اصلی شهر هوشمند درک نمایند. از جملهی این مشخصهها میتوان به پایداری، جهندگی، حاکمیت، بهبود کیفیت زندگی و مدیریت هوشمندانهی منابع طبیعی و تسهیلات شهری اشاره کرد. مؤلفههای مطرحی در شهر هوشمند نظیر پویایی، حاکمیت، محیط و افراد و همچنین کاربردها و سرویسهایی مانند بهداشت و درمان، حملونقل، آموزش هوشمند و انرژی وجود دارد
یک روش برای تدارک چنین پلت فرمهایی این بوده که از رایانش ابری استفاده کرده و از مزایای سرویسهای ابری برای پشتیبانی از مدیریت کلان دادهای در شهر هوشمند بهره ببریم. در شکل 1، نشان داده است که رایانش ابری به چه شکلی میتواند از جمعآوری کلان دادهها، ذخیرهسازی و تحلیل گرهها و تسهیلات ابری بهره ببرد. دستاورد اصلی این مقاله، بازبینی کاربرد کلان دادهها در شهر هوشمند و کاوش در فرصتها و چالشهایی برای بکار گیری کلان دادهها در شهر هوشمند میباشد. در این مقاله در ابتدا در بخش دوم به معرفی مفاهیم شهر هوشمند، کلان دادهها و کاربرد کلان دادههادر شهر هوشمند پرداخته ایم. همچنین به بررسی تعاریف فعلی از این مفاهیم پرداخته و آنها را با هم مقایسه کرده است.
-2 پیشینه شهر هوشمند
یک تعریف مشترک از یک شهر هوشمند هنوز ارائه نشده است و مشخص کردن یک معنای سراسری استاندارد برای آن، امری مشکل است. از جملهی این مثالها میتوان به بهبود کیفیت زندگی برای یک بخش- شهر خاص و آنهم با بکار گیری سختافزار، نرمافزار، شبکه و دادهها بر روی نواحی شهری مختلف اشاره کرد. در این بهبودی، مؤلفههای مختلف شهری نظیر منابع طبیعی، زیر ساختارها، انرژی، حملونقل، آموزش، بهداشت و درمان، دولت و ایمنی عمومی سر و کار دارد. تعاریف مختلفی از شهر هوشمند ارائه شده که بر روی حوزههای مختلفی متمرکز میباشند.
با توجه به این تعاریف میتوان شهر هوشمند را به عنوان یک راهکار جدایی ناپذیر در زندگی در نظر گرفت که جنبههای بسیاری از زندگی نظیر انرژی، حملونقل و ساخت و ساز را به شکلی هوشمند و کارآمد به هم مرتبط ساخته تا بتوان کیفیت زندگی را برای شهروندان چنین شهری بهبود داد. به طور کلی، دولتهای حول دنیا اغلب بر روی هزینهی ایجاد یک شهر هوشمند و آنهم با توجه به تغییرات تواناییهای مالی و کمیاب بودن منابع طبیعی یا انسانی متمرکز بودهاند.
دادهها به وسیلهی چندین منبع ایجاد شده و منجر به ایجاد چیزی میشود که آن را کلان دادهها گوییم.
چندین تعریف برای کلان دادهها وجود دارد که در جدول 1 به آنها اشاره شده است. کلان دادهها را میتوان در محلهای مختلفی که تحت مالکیت موجودیتهای مختلف قرار دارند ذخیره نموده والبته بسیاری از این سایتها بلااستفاده میمانند. به منظور تسهیل درپشتیبانی از این حجم زیادی از منابع و پشتیبانی از تحلیل کلان دادهها، بستر ابری به عنوان یک راهکار کارآمد پدید آمد.
در شکل 2، کاربرد کلان دادهها در شهرهای هوشمند نمایش داده شده است. سیستم کلان دادهها اقدام به ذخیرهسازی، پردازش و کاوش در اطلاعات کاربردهای شهر هوشمند به شکلی کارآمد نموده تا اطلاعاتی را برای بهبود سرویسهای مختلف شهر هوشمند فراهم سازد. علاوه بر این، کلان دادهها میتوانند به تصمیم گیران در برنامهریزی برای توسعهی سرویسها، منابع و نواحی شهر هوشمند کمک نماید.
تعریف کلان داده ها:
:SAS کلان دادهها یک اصطلاح رایج بوده که برای تشریح رشد نمایی، موجودیت و استفاده از اطلاعات ساخت یافته و غیر ساخت یافته کاربرد دارد
:IBM دادههایی که ریشه در هر جایی دارند؛ حسگرهایی که برای جمعآوری اطلاعات آب و هوایی بکار گرفته میشوند، پستهایی برای سایتهای رسانهی اجتماعی، تصاویر و ویدئوهای دیجیتال، رکورد تراکنش خرید و سیگنال جی پی اس تلفن هوشمند کلان دادهها به عنوان یک مجموعهی بزرگ از دادهها تعریف شده که غیر ساخت یافته و غیر سازمان یافته میباشند
کلان دادهها شکلی از دادهها بوده که از قابلیتهای پردازشی زیر ساختار پایگاه دادهای معمول و یا موتورهای پایگاه دادهای فراتر میباشد.
جدول :1 چهار تعریف از کلان دادهها
مشخصهها و ویژگیهایی در کلان دادهها وجود داشته که آنها را "V" های مدیریت کلان دادهها گویند.
حجم - : - Volume اندازهی دادههایی که از طریق همهی منابع ایجاد شده است.
شتاب: سرعت ایجاد، ذخیرهسازی، تحلیل و پردازش دادهها. تأکید بر روی پشتیبانی از تحلیل کلان دادهها به شکلی بلادرنگ میباشد.
تنوع: بیانگر انواع مختلفی از دادههایی که ایجاد شدهاند میباشد. بسیاری از دادهها غیر ساخت یافته بوده و نمیتوان آنها را به آسانی دسته بندی و یا جدول بندی کرد.
تغییرپذیری: به معنای چگونگی تغییر ساختار و معنای دادهها، مخصوصاً زمانی که با دادههای ایجاد شده توسط تحلیل زبان طبیعی سر و کار داریم.
ارزش: به معنای مزیت احتمال کلان دادهها برای یک کسب و کار مبتنی بر کلکسیون کلان دادهای، مدیریت و تحلیل.
همچنین "اعتبار" یا "validity" وجود داشته که به معنای صحت و اعتبار دادهها میباشد. علاوه بر این، مشخصهی صحت یا "veracity" وجود دارد که به معنای میزان صحت دادههای به دست آمده و معنادار بودن نتایجی که از دادهها برای مسائلی خاص ایجاد شده است میباشد.
برای اینکه کلان دادهها بتواند به اهداف خود دست پیدا کرده و سرویسهای پیشرفتهای را برای شهرهای هوشمند ارائه دهد، نیاز به ابزارها و روشهای صحیحی برای تحلیل و دسته بندی کارآمد آنها میباشد.
-3 مزایا و فرصتهای به کارگیری کلان داده ها
در حال حاضر شهرهای زیادی برای مبدل شدن به شهرهای هوشمند تلاش میکنند، با این امید که از مزایای اقتصادی، محیطی و اجتماعی آن بهره ببرند. با یک چنین تصمیمی، میتوان به سطوح بهبود یافتهای از پایداری، جهندگی و حاکمیت دست پیدا کرد. بکارگیری منابع به شکلی کارآمد: بکار گیری سیستمهای فناورانه ای مانند برنامهریزی منابع سازمانی - - ERP و سیستمهای اطلاعات جغرافیایی - GIS - میتواند مفید واقع شود
بابکار گیری سیستمهای نظارتی، به آسانی میتوان نقاط زاید را تشخیص داده و منابع را به شکلی بهتر توزیع کرده و در عین حال هزینهها راکنترل نموده و هزینه و مصرف منابع طبیعی را کاهش داد. کیفیت بهتر زندگی: با سرویسهای بهتر، مدلهای زندگی و کاری کارآمدتر و اتلاف کمتر - زمان و منابع - ، شهروندان شهر هوشمند از کیفیت زندگی بهتری برخوردار خواهند بود.
سطوح بالایی از شفایت و باز بودن: اشتراکگذاری منابع و دادهها یک قاعده میباشد. علاوه بر این، با این کار شفافیت اطلاعات برای هر شخصی افزایش پیدا کرده و منجر به مشارکت و ارتباط بین نهادها و موجودیتها و ایجاد سرویسها و کاربردهای بیشتری برای بهبود شهر هوشمند میشود. علاوه بر این، فناوری میتواند در زمان در نظر گرفتن مدیریت و حفاظت از منابع و زیر ساختارهای محیطی بسیار مفید باشد
