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２０１８年７月１９日

IoTを活用してクリーンな都市を作るための5つのステップガイド

By テクテリックLast Updated: March 6, 2024

製品概要

都市部の人口密度が高まるにつれ、地方自治体は経済成長の実現に全力を注ぐことから、気候変動対策へと重点を移し始めています。気候変動と既存インフラの急速な発展に伴い、温室効果ガス排出、交通管理、廃棄物管理といった問題は日々深刻化しています。そのため、交通渋滞、大気汚染、天然資源の枯渇、劣悪な衛生環境に起因する疾病といった問題の解決を目指すスマートシティプロジェクトの導入が不可欠となっています。情報通信技術は、スマート信号機、スマート駐車場、スマートビル、自動廃棄物管理といったスマートシティインフラの構築を支援し、大気汚染の低減と公共の安全性の向上に貢献します。

1. 大気汚染の削減

現在、スマートシティの大気汚染レベルは極めて高く、建物内部は外部の5倍にも達する。モノのインターネット大気質の監視と予測のための（IoT）技術は、これらのレベルを大幅に低減する可能性を秘めています。スマートシティ環境モニタリングとエッジコンピューティングを備えたアーキテクチャにより、この技術は低コストで正確なレポートおよび予測システムを提供できます。さらに、IoTベースのスマートシティソリューション設置や展開が容易で、市内全域に設置可能です。

スマートメーターの使用

IoT計測センサーを用いて大気質を監視することで、自治体は周辺の大気をリアルタイムでモニタリングできるようになる。スマートメーターセンサーガス漏れなどの汚染源を検知できるため、スマートシティサービスを活用して予防策を迅速に策定できます。スマートメーターを使用すれば、スマートシティのあらゆるデータを一元的に収集し、予測分析や都市における有害物質排出量の削減に貢献できます。

空気質センサーの使用

自律的AI IoTセンサー都市は、大気汚染を監視し、削減することで、スモッグやその他の汚染物質によって引き起こされる健康被害を軽減できます。IoTプラットフォームに接続されたセンサーネットワークは、大気質を監視し、危険な状況を当局に警告することができます。例えば、スマート大気監視システムは、大気汚染の原因となるガスを検出できます。これらのセンサーは、すべての機密データをクラウドコンピューティングベースのWebサーバーに送信し、大気質の傾向を把握し、環境問題の解決策を見つけ出します。これらの結果に基づいて、業界管理者は公共の安全性を高めるための適切な措置を講じることができます。その結果、大気質センサーによる大気汚染の削減が現実のものとなるでしょう。

電気自動車の利用促進

都市部の空気質を改善するために、市内での電気自動車の利用を促進することも有効かもしれません。電気自動車は排出ガスを削減し、燃費を向上させ、温室効果ガスの排出量を削減します。大気汚染の削減に加えて、車両の電動化は温室効果ガスと窒素酸化物の量も削減できます。これらの排出物の大部分は道路以外の機器から発生するため、車両の電動化はこれらの排出量を大幅に削減する可能性を秘めています。温室効果ガスの排出量を削減することに加えて、電気自動車の導入は市民の生活の質、健康、経済を向上させることができます。さらに、2019年には電気自動車のコストが約85%低下し、平均航続距離が劇的に増加しました（Shahan、2019）。さらに、電気自動車の充電時間が短縮されたため、消費者が電気自動車を購入することが現実的になりました。

2. エネルギー効率の向上

当初、エネルギー効率の向上は単にコスト削減につながり、IoTアプリケーション、スマートシティシステム、およびテクノロジーの経済的なメリットを高めるだけだと考えるかもしれません。しかし、多くの工場は一般的な電線から発生するエネルギーで稼働しており、大気中に過剰な熱を発生させ、結果として大気質を低下させています。同様に、化石燃料で動く自動車は温室効果ガスを排出し、私たちが呼吸する空気を汚染しています。同時に、グリーンエネルギーへの転換は、生態系の状況を大幅に改善し、スマートシティの効率性と環境への配慮を両立させることができます。スマートシティ向けのIoTは、低消費電力で動作するため、電力使用量を大幅に削減できることから、グリーンエネルギーとみなすことができます。

建物内にスマートモバイルデバイスを導入する

建物はモノのインターネット（IoT）技術を活用してエネルギー効率を向上させましょう。スマートテクノロジーはデータを収集し、照明、家電製品、その他の電気関連機器のエネルギー使用量を簡単に監視・制御できます。コネクテッドデバイスを使用する建物は、エネルギー料金を削減できるだけでなく、入居者の満足度も向上させることができます。エネルギー効率の向上は、持続可能な未来を築くための重要な第一歩です。

IoTは、建物の所有者がエネルギー需要を削減するのに役立ちます。建物は、総コストと環境負荷の両面で、エネルギーの大きな消費源です。平均的な大型建物は、年間約23万kWhの電力を消費します（米国エネルギー情報局、2016年）。1キロワット時あたり約11セントのコストを考えると、この量はかなりの金額になります。

新しいIoT技術は、最大230億立方メートルの節水に貢献し、そのうち35%はスマートな水道網運用によるものとなる（InterDigital, Inc、2021年）。世界資源研究所（2022年）によると、その他のIoTおよびスマートシティソリューションは、アジアにおける燃料節約の35%に貢献する。持続可能なエネルギー供給のある地域では、IoT技術の影響はそれほど劇的ではないものの、スマートシティの運用を大幅に改善することができる。

スマート照明の設定

IoTセンサーは、室内温度、光熱費、快適性パラメータをリアルタイムで監視できます。ビル制御エンジニアやエネルギー管理者は、スマートデバイス上でこのデータを視覚化し、予防措置や是正措置を実施できます。例えば、スマート照明はオフピーク時のみ点灯するようにプログラムでき、煙感知器のセンサーを温度コントローラーや湿度システムと統合することで、エネルギー消費を最適化できます。IoTデバイスによって収集されたリアルタイムデータは、スマートフォンやタブレットに送信され、施設管理者に通知が送信されます。

スマートテクノロジーに基づいた新しいタイプのスマート信号機は、二酸化炭素排出量を最大25%削減できる可能性があります。この信号機は、車のダッシュボードに取り付けられたデバイスに情報を送信し、赤信号を通過する最適なタイミングを判断することで機能します。エネルギーを節約するだけでなく、交通の流れを最適化し、交通渋滞の密度を減らし、駐車スペースを見つけるのにも役立ちます。スマート街路灯は、汚染と交通渋滞の削減に実際に役立つため、センサーデータをWebサービスに送信して照明を調整するのに非常に優れた選択肢となります。ドライバーは信号に近づくときにどれくらいの速度で運転すればよいかを正確に把握でき、道路交通はそれに応じて進むため、公共交通機関や交通の流れに影響を与えることはありません。

この技術は非常に高度で、消費電力をわずか1～2ワットにまで削減できます。革新的な1ワット技術で市場に革命を起こしました。標準的な230V LEDライトと比較して、スマート信号機はエネルギー消費を最大85%削減できます。スマート信号機は、緊急対応車両が現場に迅速に到着するのにも役立ちます。緊急対応車両が通過する前に特定の交差点に車両が進入しないように、信号機のタイミングを自動的に調整できます。同じオープンデータプラットフォームを使用して、駐車スペースの空き状況を追跡することも可能です。さらに、スマート信号機は、温室効果ガスの大きな発生源である赤信号での停車時間を削減するのに役立ちます。停車中の車からは、年間約3,000万トンの二酸化炭素が排出されています（米国エネルギー省、2015年）。したがって、スマート技術の利用が交通管理と地球環境の改善につながるのであれば、導入を遅らせる理由はありません。

3. 駐車場の最適化

IoTの応用スマートシティにおける駐車システムは、公共部門と民間部門の両方で駐車体験を向上させることができます。ユビキタスな接続性とリアルタイム追跡により、このデータは駐車スペースの所有者とドライバーの両方に提供されます。構造化データ分析を利用すれば、駐車場管理者はCCTVカメラやスマートシティアプリケーションからのラッシュアワーの履歴データを活用して、顧客体験を向上させることができます。リアルタイム追跡に加え、エンドツーエンドの可視性も実現できるため、プロセスがより迅速かつ容易になります。

IoTベースの駐車場システムは、無線技術を使用して他の接続されたデバイスと通信し、利用可能な駐車スペースに関する情報を提供します。クラウドベースのサーバーを利用することで、駐車場運営者はオンラインで駐車に関する苦情を監視し、解決することができます。さらに、IoT対応の駐車場システムでは、駐車場運営者は駐車スペースを変更して、より速い交通の流れに対応できます。このようにして、交通の流れが改善されるだけでなく、駐車スペースの効率も向上します。ここで、これが都市をより清潔で環境に優しいものにすることとどのように関係するのか疑問に思うかもしれませんが、答えは、多くの点で関係しているということです。

スマートパーキングシステムは、IoTを活用してリアルタイムでデータを収集し、ベンチマークデータセットと比較することで、実用的な洞察を提供します。また、スマートパーキングシステムは、地方自治体が駐車ニーズを評価し、大規模イベントに備えて交通渋滞を回避し、結果として二酸化炭素排出量を削減するのにも役立ちます。スマートパーキングシステムによって生成されるデータは、公共部門と民間部門の他の業界にとっても価値があります。なぜなら、これらの業界は、IoT技術を応用して、廃棄物管理、配送ルートなどに関する効果的な意思決定を行うことができるからです。

4. 自然災害を防止する

この点は少し自信過剰に聞こえるかもしれませんが、モノのインターネットは確かにこの点で役立ちます。このプロジェクトの主要な目標の1つは、スマートシティを取り囲む小さな町で災害に対処するためのメカニズムを確立することです。これには、リアルタイムのセンシング、コンピューティング、および処理が含まれます。リアルタイムセンシングは、屋内または屋外での火災が発生した場合に早期警報とアラーム通知を提供するのに使用され、火災の正確な位置を含みます。これは、迅速な対応と延焼防止に不可欠です。

スマート予測システムの活用

高度な予測システムは、政府や市民が被害を最小限に抑えるために適切な対応ができるよう、さまざまな種類の災害を予測することができます。これらのシステムは災害を検知・評価し、災害管理者にとって貴重な知見を提供します。さらに、これらのシステムによって収集されたデータは、社会経済情報や人口統計情報、重要インフラなどの他の情報と統合することも可能であり、スマートシティが最も脆弱な人々を特定し、支援するのに役立ちます。

このような予測は、短期的な予測だけでなく、長期的な予測にも有効です。機械学習技術とウェブ開発のおかげで、スマートテクノロジーは幅広い情報源からデータを収集し、特定の活動が環境に悪影響を与える場合、数年先の起こりうる結果を予測することができます。これにより、人々はそれらの活動を中止する時間を確保できます。これらのシステムが導入されれば、都市は自然災害を未然に防ぎ、クリーンで安全な方法で復興を進めることができるでしょう。

即時アラートの使用

スマートシティテクノロジー災害管理に大きく貢献できる。海岸線を監視し、沿岸地域に差し迫った災害を警告するための高度な技術が利用可能だ。IoTシステムに接続されたドローンは、被災者の特定と避難にも役立つ。緊急時に使用される自律走行車の操縦も可能だ。ここで良い点は、スマートセンサーが緊急事態発生時に担当者に即座に警告を送信することだ。都市は、災害が発生する前に管理するための高度な分析と技術を備えなければならない。データ分析は、洪水、地震、火災による被害を軽減するのに役立つ。スマートテクノロジーは、市民やコミュニティの健康に関する情報も迅速に提供する。

5. 最新技術を常に把握する

このガイドの最後のステップは、とても簡単です。IoTを使用してよりクリーンなスマートシティを作るには、最新のテクノロジーに追いつく必要があるというのは本当です。クリーンなシティを作るために最新のテクノロジーに追いつくことは、大気質の改善、エネルギー消費の削減、自然災害の防止に役立ちます。データは、多くの都市が生活の質を向上させるための取り組みの基盤となっています。たとえば、シカゴは、リアルタイムでデータに基づいて意思決定を行うために、都市全体にセンサーネットワークを設置しました。ピッツバーグは、ハイテクカメラを使用して大気汚染を監視しています。また、ルイビルは、住民にデータ収集ツールを提供しています。住民は吸入器を使用して、空気の質に関する情報を収集し、それを市に送信します。これらの都市は、スマートでクリーンな方法の例なので、これらの経験を考慮し、スマートテクノロジーをあなたの都市にも適用する価値があります。

スマートシティガイドに従うことで得られるその他の成果は何ですか？

スマートシティは、世界を根本から変える可能性を秘めた概念です。スマートシティにおけるIoTのメリットは、環境保護や生活の利便性向上にとどまりません。スマートシティでの生活は、より安全で、より平等で、経済的に安定した生活を送ることを意味します。そこで、都市をスマート化する必要がある理由をいくつかご紹介します。

より安全なコミュニティ

スマートシティはより安全です。犯罪を減らすために技術革新を活用することで、都市部における様々な犯罪や危険を最小限に抑えることができます。必要に応じて、犯罪者のナンバープレートの検出や顔認識システムなど、様々な技術ツールが当局の業務を支援します。現在、都市はより安全なコミュニティと若い世代のより良い生活を促進するスマートテクノロジーに投資しています。様々なスマートシティがこの流れに貢献しようと努力しています。例えば、デトロイト市長は最近、警察が企業の監視映像をリアルタイムで閲覧できるオンラインビデオプラットフォームで地元企業と協力しました。現在、スマートシティは市民の安全性の向上と快適性の向上という点で、目覚ましい成果を上げています。

市民と政府の関与の強化

市民は、都市の効率性を高めるために、市当局にデジタルソリューションの導入を求めている。コラボレーションツールやオンラインサービスは、今や私たちの生活のあらゆる場面で当たり前のものとなっており、市民は地域社会におけるデジタル化のさらなる進展を期待している。スマートシティ技術の利用拡大は、より先進的な生活様式への道を切り開いてきた。地域社会へのデジタルサービスの普及は、住民の生活の質を向上させ、つながりのある市民生活を促進するだろう。

効率的な公共事業

都市が利用するスマートエネルギーシステムは、水とエネルギーの使用管理に役立ちます。センサーによって配管内の水漏れを検知・修復できるようになったことで、都市職員は限られたエリアでの水の損失を削減できるようになりました。また、スマートグリッド技術は電力供給者と消費者間の双方向通信を促進し、ピーク時間帯の特定にも役立ちます。テクテリックすでにそのようなプロジェクトヴァラジュディンでは、 KONAマクロIoTゲートウェイ市は、水道システムと配水路全体における水の流れを常時監視し、漏水を検知してエネルギーを節約するアプリケーションの開発に成功した。

KONA Macro IoTゲートウェイは、屋外設置向けに設計され、高選択性バンドパスフィルタを搭載しているため、スマートシティに最適な選択肢です。このゲートウェイは様々な設置オプションを備えているため、電柱、街灯柱、タワー、屋上、壁面など、様々な場所に設置できます。さらに、プラグアンドプレイ方式で簡単に設置できるため、セットアップコストを大幅に削減でき、ゲートウェイの利用開始に時間も費用もほとんどかかりません。

KONAマクロIoTゲートウェイ

環境負荷の削減

一般的に、環境負荷の低減は、都市におけるIoT活用の最も優れた成果の一つと言えるでしょう。二酸化炭素排出量の増加は、世界中のスマートシティにその影響を軽減するための行動を迫っています。環境負荷を低減することで汚染物質の排出量を削減し、より持続可能な建物は、世界経済における新たなツールとなっています。大気質モニタリングセンサーは、大気質の悪化ピーク時の監視、汚染された空気の特定、そして行動計画に活用できる情報の提供にも役立ちます。

より効果的なデータ駆動型意思決定

ビッグデータの台頭により、都市はこれまでアクセスできなかったデータにアクセスできるようになった。統合的なデータ分析戦略によって、都市当局は大量のデータを容易に分析できる。都市がオンラインで指標を追跡できるようになれば、サービスの質を即座に向上させることが可能になる。そして、効果的なビッグデータアプリケーションは、都市がIoT技術やスマートデバイスでネットワーク化されている場合に、適切に機能する。

新たな経済発展の機会

革新的な技術は常に経済成長に貢献します。スマートシティの導入は新たな投資家や資金流入を呼び込むからです。スマートシティ技術への投資は、GDPの増加分を5%増加させる可能性があります（Hegde、2018）。一部の民間企業も政府に加わり、スマートシティ構想に数百万ドルを投資し、経済発展の加速に貢献しています。スマートシティへの投資は、新たな住民や企業を誘致することで、地域および世界の都市の競争力向上に重要な役割を果たします。また、企業や一般市民に新たな機会を創出するため、先進国と発展途上国の両方にとって魅力的な選択肢となります。

TEKTELICのどのデバイスがスマートシティに役立つのか？

TEKTELICはキャリアグレードのリーダーです LoRaWAN IoTゲートウェイおよびデバイスは幅広い製品ラインを有しています IoT製品これにより、スマートシティはインフラ、環境、市民の幸福度を監視できるようになります。すでに述べたとおりです。 KONAマクロIoTゲートウェイしかし、私たちはあなたの街をより清潔に、よりスマートに、より快適にするためのアイデアをまだまだたくさん持っています。

まず、都市における最大の懸念事項は空気の質であり、二酸化炭素濃度、湿度、温度を監視する必要性は明らかです。室内の二酸化炭素濃度は屋外よりもはるかに高いことを考慮すると、室内空気の清浄度に重点を置くべきです。適切な換気が行われていない場合、オフィスビル内の二酸化炭素濃度は安全基準値の8倍にも達する可能性があります。そのため、スマート二酸化炭素モニターは、健康を守り、換気不良による呼吸器疾患のリスクを軽減するための優れたツールとなり得ます。都市環境において需要制御型換気システムが非常に重要なのは、建物内の二酸化炭素濃度を低く抑え、人命とコストの節約に役立つからです。

TEKTELIC BREEZE-D この用途に最適な選択肢となるでしょう。CO2濃度、湿度、温度、照度、気圧をモニタリングします。BREEZEは小型で、壁や天井に簡単に設置できます。また、Eインクディスプレイと組み合わせることも可能で、テーブルの上に置いてCO2濃度や空気の清浄度を確認できます。洗練されたデザインは、建物のあらゆるインテリアやスタイルに調和します。

ブリーズD

都市やその中の建物のエネルギー効率を高めるのに役立つかもしれないもう1つのセンサーはテクテリック・ビビッドVIVIDは、動き、温度、光、湿度を監視します。照明と動きの情報に基づいて、人が部屋に入ったときだけ照明が点灯するように照明システムを調整できます。これにより、光熱費を削減できるだけでなく、地球環境にも貢献できます。また、VIVIDは漏水検知機能も備えており、水管理にも役立ちます。

VIVID

要約

スマートシティは、環境状況を監視し、汚染を防止するための対策を講じる必要があります。大気汚染やその他の消費関連パラメータを監視することで、スマートシティは汚染を軽減し、住民にとって健康的な環境を確保できます。センサーネットワークは、汚染源を検知し、災害発生前に住民に警告を発することも可能です。これらのセンサーの活用は、都市をスマート化する上で不可欠です。このような技術は、都市をより持続可能な居住地へと変え、環境保護に貢献するでしょう。テクテリックこの場合、都市に信頼性の高いIoT製品を提供することで、「スマートシティ化」のプロセスをより簡単かつ効率的にすることができる。

TEKTELICがスマートシティ向けに提供する製品に関する詳細情報については、弊社の営業チームまでメールでお問い合わせください。 info@tektelic.com.