ערים ברחבי העולם עוברות שתי תמורות חשובות. ראשית, הן גדלות. בפעם הראשונה בהיסטוריה, רוב אוכלוסיית העולם מתגוררת באזורים עירוניים . שנית, הן מתחילות להתפתח ל"ערים חכמות "- ערים היכולות לאסוף ולנתח כמויות עצומות של נתונים כדי להפוך תהליכים למקוונים, לשפר את איכות השירות, לספק משוב למשתמשים, ולקבל החלטות טובות יותר. בעוד מנהלי העיר יכולים וצריכים לנהל את רוב השינוי הזה, לממשלה יש תפקיד חשוב בהאצת ותיאום הפיתוח של ערים חכמות. אכן, ההצלחה ארוכת הטווח של ערים חכמות בכל מדינה תסתמך, ככל הנראה, על השאלה אם הממשלה תומכת בפיתוחן.

ערים בכל הגדלים מתחילות להשתמש במגוון של טכנולוגיות, כולל חיישנים בעלות נמוכה, מערכות תקשורת אלחוטית, מכשירים מבוססי נתונים וניתוח נתונים מתקדם כדי לפעול בצורה מושכלת יותר. ערים יכולות להשתמש בטכנולוגיות אלה כדי להתמודד עם אתגרים מרכזיים רבים, כגון עומס תנועה, פשע וזיהום, וכן כדי לשפר את האיכות ולהפחית את העלויות של מגוון רחב של שירותים עירוניים. הופעתן של ערים חכמות היא התנתקות ניכרת מן העבר, כאשר רוב המערכות העירוניות – כבישים, מעברים, מערכות לאיסוף פסולת, רשת חשמל ומבנים – היו בעלי יכולות מעטות, אם בכלל, ליכולות מובנות הניתנות למדידה ופעולה על סמך ביצועיהן , במיוחד בזמן אמת. עם התפתחות טכנולוגיות חדשות לאיסוף, ניתוח, פעולה ושיתוף נתונים עירוניים, תשתיות ושירותים עירוניים כבר לא צריכים להיות סטטיים וחסרי יכולת תגובה, אלא להיות בעלי יכולת הסתגלות לצרכים המשתנים.

אולם, ערים אינן יכולות להשלים את האבולוציה לערים חכמות בכוחות עצמן. ישנם חמישה אתגרים מרכזיים אשר מגבילים את פיתוח העיר חכמה מאחר ואפילו הערים היכולות ביותר לא תהינה מסוגלות להתגבר בעצמן. אלו הם:

• סיכון גבוה מדי: לערים יש תמריץ מאד קטן להיות המאמצים הראשונים של טכנולוגיות עיר חכמה כאשר הכוונה שהן תישאנה בכל הסיכון לכישלון. לעומת זאת, יש להן תמריץ לחכות עד אשר אחרים יתגברו על האתגרים. כמו כן, בעוד מחקר ופיתוח ציבורי יהיה קריטי להצלחתן של ערים חכמות, שיפור כגון אבטחת סייבר והקמת פרויקטים ייצוגיים, לא ניתן לצפות מהעיר לספוג את עלויות ה D&R בתמורה רק לחלק קטן מסך התועלות שזה יצור.
• חוסר התמקדות בתשתיות חכמות: מרבית מימון התשתיות ע"י ממשלות מתמקד כמעט אך ורק בלאפשר לערים לבנות ולתחזק פרויקטים מסורתיים של "בטון ופלדה". זה משאיר מעט הזדמנויות עבור ערים יותר מסוגלות וחדשניות, אשר מסתמכות על מימון הממשלה, כדי לקדם תשתיות חכמות סביב  פרויקטי "בטון ושבבים".
• הצורך בערים חכמות מקושרות: אם ערים יכולות לשתף ולהשוות נתונים זו עם זו, ממשלות יכולות לצמצם עלויות, וכן לנתח מאגרי נתונים גדולים יותר, המאפשרים תובנות מדויקות ומעשיות יותר. עם זאת, ערים אינן יכולות לפתח מערכות תפעול משותפות ולשתף נתונים מעבר לגבולות השיפוט שלהם.
• חוסר בניסיון קהילתי: בנייה ותפעול של ערים חכמות ידרוש שינוי משמעותי מהדרך הרגילה של ניהול ערים, ומנהיגים מקומיים צריכים להיות מסוגלים לחלוק בקלות את ההצלחות והכישלונות שלהם וללמוד מעמיתיהם. אם כל עיר המתנסה בטכנולוגיות עיר חכמה תחלוק את מה שהיא למדה, ערים אחרות ייהנו מניסיון זה. אולם ללא מסה קריטית ראשונית של ערים המסוגלות לפתח ולשתף תובנות אלה, הלמידה הכוללת והפעולות יישארו מוגבלות.
• הצורך בהבטחת שוויון: לטכנולוגיות עיר חכמה יש פוטנציאל גדול לסייע בפתרון הצרכים של קהילות לא מטופלות, אולם טכנולוגיות אלה יכולות גם להחריף את אי-השוויון אם הן מיושמות או מאומצות באופן לא אחיד, אשר מגביל את יעילותן של טכנולוגיות אלו. הרשויות העירוניות יכולות לחוקק תקנות שיסייעו להבטיח חלוקה ויישום שווה של טכנולוגיות עיר חכמה, אך לפי ההיסטוריה, מאמצים לקידום שוויון חוזקו ע"י הוספת מאמצים ממשלתיים, דבר המצביע על כך שהפעולות המוניציפליות לבדן אינן מספקות.

למרבה המזל, ממשלות יכולות לתת מענה לכל האתגרים הללו. ערים תיקחנה על עצמן את מרבית ההשקעות וההחלטות בנושא מעבר לעיר חכמה. אולם לממשלה תפקיד מפתח בסיוע בבעיות אשר אין ביכולת הערים לפתור בעצמן, במיוחד בשלבים ראשונים. יתרה מזאת, חלק ניכר מתפקיד הממשלה  יהיה זמני. בעוד הממשלה צריכה להיות מעורבת בתמיכת חדשנות באופן תמידי, היעד העיקרי בנושא ערים חכמות הוא להפעיל מדיניות המייצרת שינוי משמעותי בדרך הפעולה של הערים אשר יאפשרו את המעבר לערים בנות קיימא. כך, חלק מהתפקיד של הממשלה בערים חכמות יהיה זמני, לדוגמה, עם צמיחת קהילות חזקות  בערים חכמות, הממשלה לא תצטרך לדחוף לפיתוחן, בעוד, קהילות אחרות, כגון אלו הנתמכות במאמץ לשוויון, ימשיכו להסתייע בממשלה. פתרונות הממשלה כוללות:

• תמיכה בפרויקטים משותפים בלפחות 4 תחומים: 1) D&R באתגרים מפתח טכנולוגיים, כגון אבטחת סייבר, 2) מחקר והדגמת פרויקטים המפתחים ובוחנים יישומי עיר חכמה חדשים, 3) יישומים וכלים משותפים אשר מסייעים לערים לעבוד ביעילות עם טכנולוגיות ונתונים, 4) הדגמת פרויקטים להקמת יישומים רוחביים ומורכבים לבחינה בערים חכמות.
• הקצאת נתח מהשקעות בתשתית, בהשקעות בתשתיות חכמות כגון מערכות תחבורה חכמות ורשת חשמל חכמה.
• פיתוח מדיניות וסטנדרטים לטכנולוגיות ערים חכמות המעודדות שיתוף פעולה ומידע להגברת היעילות והאפקטיביות של עיר חכמה והעלאת הערך לטכנולוגיות חכמות.
• טיפוח שיתוף ותיאום באקו-סיסטם של העיר החכמה כדי להקל על למידה בין-עירונית ולצמצם חסמי שיתוף ידע.
• וידוא כי המאמצים בתמיכת ערים חכמות, כגון תכניות פילוט, השקעות תשתיתיות, או תמיכה בשותפויות פרטיות-ציבוריות, יענו על הצרכים של קהילות מקופחות.

היתרונות של ערים חכמות

ערים חכמות הן אלו המשתמשות בחיישנים, נתונים וניתוחים לתקוף בעיות חשובות כגון איך לטפל במערכת התברואה, שיפור רשת התחבורה ונתינת שירותים עירוניים ביעילות רבה יותר. מרבית יישומי העיר החכמה נבנים סביב IOT’s עם חיישנים מובנים ותקשורת אלחוטית המאפשרים שליחת וקבלת נתונים וניתוחם בזמן אמיתי. טכנולוגיות עיר חכמה אחרות  כוללות רשתות תקשורת רחבות ואלחוטיות, כלי ניתוח לעיבוד נתונים המגיעים מרשתות חיישנים ומערכות אוטונומיות.

קיימים יישומים פוטנציאלים רבים לטכנולוגיות עיר חכמה, ורבים יתווספו ככל שהטכנולוגיות יבשילו ויאומצו בהרחבה. תחומי יישומים כוללים מערכות תחבורה, ניטור תשתיות, התראות מאסונות טבע, ניהול מערכות אנרגיה, ניטור סביבתי, תכנון אורבני, בטיחות הציבור, מתן שירות עירוני, תאורה ציבורית ורבים אחרים.

קשה להעריך את התועלת הכלכלית והחברתית הפוטנציאלית אשר ערים חכמות יכולות להשיג. אולם, סיפורי ההצלחה של יישומים קודמים, מבטיחים. לדוגמה, Santander, בספרד, הצליחה לקצץ בהוצאות האנרגיה ב 25% באמצעות התקנת תאורת רחוב חכמה אשר כבה כאשר אין איש בסביבה. בסיאול בדרום קוריאה, פחים חכמים מנוטרים ע"י עובדי העיריה בזמן אמיתי, הורידו את עלות איסוף האשפה ב 83%. ובישראל, בירושלים ובנתניה משתמשים בחיישנים ברשת המים לזיהוי נזילות בתשתיות המים ומשתמשים בנתוני המערכת לביצוע תחזוקה מונעת לחסכון וייעול בצנרת המים. דוגמאות ספורות אלה, רק מגרדות את פני השטח ביעילות של עיר חכמה, בהחלט ניתן להניח כי בעיר חכמה, רוב הפונקציות יוכלו להינות מנתונים שיסיעו בשיפור היעילות, מהירות התגובה והאפקטיביות.

פיתוח ערים חכמות ברחבי העולם

מדינות רבות הבינו את הערך הפוטנציאלי בערים חכמות ועשו מספר צעדים להאיץ את התפתחותן. למרות שמספר מדינות השיקו יוזמות עם פרופיל גבוה לפיתוח ערים חכמות, רק מעט מדינות השיגו התקדמות משמעותית. להלן רשימה חלקית של פיתוחים בעלי פרופיל גבוה:

הודו

הודו השיקה מיזם אורבני מודרני הנקרא "מבצע ערים חכמות" ביוני 2015, עם שאיפות גדולות ליצור 100 ערים חכמות במהלך 5 שנים. המימון שאפתני אף הוא, באמצעות הקצאת 7.5$ ביליון למיזם, עם השלמת סכום זהה ע"י הערים עצמן. בעוד חלק מהצעות הערים המשתתפות במיזם כללו דגש על השימוש בטכנולוגיות מידע, חלק ניכר מ"מבצע ערים חכמות" מתמקד במודרניזציה בסיסית ושיפור איכות החיים כגון הבטחת אספקת חשמל בערים, אספקת מים, ניהול אשפה וקידום הליכה בעיר. למעשה, משרד הבינוי ונושאים עירוניים, אשר אחראי על "מבצע ערים חכמות", אינו מדגיש מספיק את השימוש בנתונים ובטכנולוגיות חכמות בהגדרת עיר חכמה. לכן, מבצע ערים חכמות של הודו, אינו באמת מעבר לערים חכמות כפי שמובן בד"כ.

סינגפור

בעוד סינגפור היא מדינה, היא גם עיר-מדינה וככזו, יש לה יתרונות ביישום טכנולוגיות עיר חכמה. בנובמבר 2014, סינגפור השיקה את מיזם המדינה החכמה, בהשקעת $1.6 ביליון בפיתוח ויישום מערכת לאומית של רשת חיישנים התומכת בתשתיות תקשורת.  סינגפור השקיעה $2.8 ביליון נוספים במיזם עיר חכמה ב 2016, במטרה להרחיב את כיסוי תקשורת ה WIFI לכל בית ספר ציבורי, העלאת ואופטימיזצית יכולת אחסון הנתונים הממשלתית ואספקת מחשבים ניידים לכל נותני השירותים במהלך 3-5 שנים. השימוש בסינגפור בטכנולוגיות עיר חכמה מקיף ביותר, החל מניטור מיזמי אנרגיה ירוקה בפרויקטי דיור בר השגה וכלה בפיתוח מערכת עירונית רוחבית לאוטובוסים ללא נהג. מאז 2015, מערכת מעקב אחר אוכלוסייה מבוגרת בסינגפור, הותקנו חיישני תנועה בבתי המבוגרים לניטור תנועה, היכולים להתריע לבני משפחה ומטפלים באמצעות הודעת טקסט במקרים חריגים של אי פעילות מתמשכת. אחד מהמיזמים השאפתניים ביותר בסינגפור הוא סינגפור הוירטואלית, מודל תלת מימד של האי אשר יכול לשמש כלוח מכוונים למקורות מידע עירוניים הכולל רשתות חיישנים, מידע סביבתי ומערכות מידע גאוגרפי. סינגפור הוירטואלית תאפשר שימוש נרחב ביישומי תכנון וניהול אורבני  כגון הדמיות אינטראקטיביות המדגימות כיצד  בנינים חדשים ישפיעו על זרימת האויר בעיר או כיצד שינוי במסלול אוטובוסים יכול השפיע על זמני נסיעה ברחבי סינגפור.

דרום קוריאה

דרום קוריאה היא המקום בו נבנתה העיר החכמה הראשונה – העיר סונגדו, אשר הוקמה תודות למאמצי ממשלת קוריאה להתאים את האדמה לפיתוח ע"י מילוי קרקע ויצירת אזור כלכלי מיוחד, עם הקלות מס לעסקים ורגולציה מוגבלת, לתמרץ עסקים לעבור לאזור. הממשלה פיתחה תשתית ציבורית בעוד יזמים פרטיים מימנו את רוב הבניינים, בעיקר אזור העסקים הבינלאומי בסונגדו, אזור של 6 קמ"ר של פיתוח ציבורי-פרטי העושה שימוש נרחב  בטכנולוגיות מחוברות בבנייני מגורים ועסקים. ה- IOT מכסים את העיר, עם חיישנים מובנים בתוך הדרכים, הבניינים והתחבורה הציבורית. יזמי סונגדו חברו לסיסקו לפיתוח מערכת הקרויה U-Life המסייעת לתושבים ולעסקים להשתמש בשירותי עיר חכמה כגון ארנק חכם לתשלום עבור תחבורה ציבורית ושליטה מרחוק על בניינים.

בריטניה

ב 2012, Innovate UK, סוכנות היזמות בבריטניה, הקצתה $55.89 מיליון למימון המאפשר ל 30 ערים ברחבי בריטניה, כולל גלזגו, בריסטול ולונדון לחקור מדיניות של עיר חכמה ולפתח הצעות כיצד טכנולוגית עיר חכמה יכולה  לסייע להן. ב 2013, Innovate UK השיקה את "מיזם ערים עתידיות", מרכז חדשנות אורבני אשר עובד עם כלכלנים, מהנדסים, עסקים ונציגי עיריה לממן וליזום יישומי עיר חכמה. מיזם ערים עתידיות גם פיתח IoTUK, סדרה של יוזמות שנועדו להגדיל את השימוש ב IOT's, וב 2015, עם מימון של  $16.2 מיליון מ Innovate UK, סייעה לעיר מנצ'סטר לפתח פרויקט פילוט של עיר חכמה הנקרא CityVerve.

ארה"ב

ממשל אובמה השיק את מיזם ערים חכמות בספטמבר 2015, תוך התחיבות למימון בסך $160 מיליון עבור מגוון רחב של יישומי IOT’s, כולל עיר חכמה 2.0. היוזמה כללה תמיכה במגוון תכניות כולל מכון התקנים הלאומי ואתגר צוותי ערים גלובליות המעודד פיתוח יישומי עיר חכמה, פילוטים של רכבים מחוברי אינטרנט והקמת חממות מחקר ל IOT. תכנית מחקר התקשורת והמידע של הממשל הפדרלי הוציאה תכנית מסגרת לערים חכמות וקהילות מחוברות – מדריך לתאום השקעות פדרליות ושיתוף טכנולוגיות עיר חכמה. בדצמבר 2015 מחלקת התחבורה השיקה את אתגר העיר החכמה אשר נתן לקולומבוס אוהיו $40 מיליון ב 2016, עיר בינונית בגודלה, ליישם טכנולוגיות מחוברות להפחתת עומסי תנועה, שיפור בטיחות התחבורה, שימור הסביבה ותמיכה בגידול כלכלי. אולם, 15 הפרויקטים הממומנים ע"י "אתגר העיר החכמה" בקולומבוס, אינם מתמקדים בתחבורה והעיר צריכה עדיין לשלב מערכות נוספות רבות כדי ליצור עיר חכמה באמת.

בעיות המגבילות פיתוח ערים חכמות ותפקיד הממשלה

עיריות יבצעו את מרבית ההחלטות המיוחסות ליישום ערים חכמות, מאחר והן המבינות ביותר את האתגרים הצרכים וההזדמנויות המיוחדות להן. אולם, ערים מתמודדות עם מגוון רחב של אתגרים המגבילים אותן בפיתוח פרויקטים בערים חכמות אשר אינן כשירות לטפל בעצמן, בעוד ממשלות יכולות. אם ממשלה תיכשל בביצוע משימה זו, המעבר לערים חכמות במדינה יתעכב.

יותר מדי סיכון

הבעיה: מאחר והעובדה שערים חכמות הן חדשות, רשויות רבות יראו השקעות בעיר חכמה כסיכון, דבר אשר יקשה עליהם להצדיק השקעה על אף הפוטנציאל בהחזר ההשקעה אשר טכנולוגיות אלה מציעות. לדוגמה, ג'ף סנלסון, ראש מיזם העיר החכמה ב Milton Keynes בבריטניה, קורא לטכנולוגיות עיר חכמה "עמק המוות הקלאסי – יש רעיונות נהדרים, אבל עד שאתה מיישם אותם, אתה לא יודע מספיק עליהם. כל הספקים הגדולים מסתובבים ושואלים מדוע אנשים לא רוכשים את המוצרים שלהם ואנו אומרים: מתי נוכל לראות את זה מיושם בגדול?" לערים יש תמריץ מועט מאד להיות מיישמים מקדימים של טכנולוגיות עיר חכמה, במיוחד בהיקפים גדולים ולקחת את כל הסיעון כאשר הם יכולים במקום זאת, לחכות עד אשר אחרים התמודדו עם האתגרים בהן.

כמו כן, לערים תמריץ נמוך להשקיע ב D&R בטכנולוגיות מסוימות אשר תומכות בעיר חכמה ומאחר והן תישאנה בכל העלויות לעומת חלק קטן מהתועלות. למרות שכל האקוסיסטם של העיר החכמה ירוויח מ D&R ציבורי, זה לא הגיוני לצפות שעיר אחת תישא בעלויות כדי שערים אחרות יהנו מהתועלות.

הפתרון: ממשלות צריכות לתמוך בפרויקטים משותפים בלפחות 4 תחומים: 1) D&R של אתגרי מפתח טכנולוגיים כגון אבטחת סייבר, 2) מחקר והדגמת פרויקטים המפתחים ובוחנים יישומים חדשניים בעיר חכמה 3) יישומים משותפים וכלים אשר מאפשרים לעיר לעבוד עם טכנולוגיות ונתוני עיר חכמה בצורה טובה יותר. 4) הדגמת פרויקטים ליצירת יישומים רחבים לבחינה בערים חכמות .

ממשלות צריכות לתמוך ב D&R לטכנולוגיות עיר חכמה מאחר וערים לא ישיגו את התועלות המרביות אם ישקיעו בעצמן, דבר המוביל לחוסר השקעה. D&R ציבורי הינו חשוב מאחר ויכול ליצור יתרונות בטכנולוגיות המובילות ערים חכמות שכל בעלי העניין בעיר חכמה יוכלו להינות מהן, כולל תחומים כמו אבטחת סייבר לתשתיות העיר. לדוגמה, בפברואר 2017, תכנית ה D&R של התקשורת וטכנולוגית מידע של ממשלת ארה"ב (NITRD) פרסמה תכנית אסטרטגית לתמיכה בערים חכמות באמצעות האצת D&R בתחומים כמו תקשורת מונחית תוכנה, אוטומציה ואבטחת סייבר, תוך ציון כי בעצם קיום מחקר יסודי, הממשל הפדרלי יכול לפתח את הבסיס להמשך מחקר כמו גם פעילויות התומכות במעבר של מחקרים חדשניים לתוך העיר החכמה, כולל בדיקות מקיפות. השקעות ב D&R  בטכנולוגיות עיר חכמה יפיקו את התועלת בשיתוף הוצאות הסקטור פרטי-ציבורי בתחומים אלה.

השקעות ממשלתיות ב D&R צריכות לתמוך בשיתופי פעולה בין התעשייה, האקדמיה והממשלה. מודל אחד הוא תכנית של הרשת הלאומית לרכזות חדשנות של BIG DATA מבית הקרן הלאומית למדע ליצירת קונסורציום אזורי של תעשייה, אקדמיה, גופים ללא מטרות רווח ורשויות מקומיות לביצוע מחקרים הקשורים ביישומי BIG DATA. בדומה לכך, מיזם התעשיינים בארה"ב שהושק ב 2014, מארגן מימון פדרלי ותכניות לתמיכה בשיתופי פעולה פרטיים-ציבוריים החוקרים ומפתחים טכנולוגיות יצור מתקדמות להגדיל את השימוש בהן בקרב הסקטור הפרטי-ציבורי ולסייע לחברות לגדול.  מדינות צריכות ליצור תכניות דומות לפיתוח קשר חזק בין התעשייה, האקדמיה וחוקרים ממשלתיים וממשלות להאיץ את החדשנות בטכנולוגיות ערים חכמות.

ממשלות צריכות גם לפתח פרויקטי פילוט ולבחון תכניות המאפשרות למספר ערים להתחיל ראשונות וליצור הוכחת היתכנות עבור מגוון רחב של יישומי עיר חכמה, אשר בהנחה ויצליחו, יעודדו ערים אחרות לאמץ פרויקטים אלה. מימון במחקרים ופרויקטים והדגמות  כאלה, צריכים לבוא יחד עם התניות המבטיחות שערים שיקבלו מימונים אלה ייעשו שימוש בפרויקטים בעלי השפעה רחבה אשר ניתנים לשכפול במקומות אחרים. לדוגמה, אתגר העיר החכמה בארה"ב דרש כי ערים משתתפות יפתחו תכניות לשימוש בטכנולוגיות חכמות לטיפול באתגרי תחבורה עיקריים, כולל בטחון הציבור, יעילות אנרגיה וגישה לאפשרויות כלכליות. פרויקטי תכנית האיחוד האירופאי Horizon 2020 Lighthouse דורשים כי ערים משתתפות יתמודדו עם פרויקטים בעלי השפעה ניכרת באמצעות טכנולוגיות חכמות, אולם גם להתמקד בפיתוח יישומי עיר חכמה אשר ניתן יהיה לשכפלם בערים אחרות, כמו גם הדגשה על טכנולוגיות כמעט מוכנות להאצת הפיתוח שלהם. שכפול של פרויקטי עיר חכמה הינם חשובים במיוחד לערים קטנות וקהילות כפריות אשר אין להן המימון הנדרש, כוח האדם והתשתיות לקחת סיכונים ולהתנסות עם טכנולוגיות חכמות בעצמן. מדינות עם אוכלוסייה כפרית גדולה צריכות לשקול גם השקת תכניות מחקר והדגמה תפורות לצרכים של קהילות אלה. לדוגמה, קהילה כפרית תהנה הרבה יותר מכיסוי רחב של תקשורת מאשר תהנה ממערכת תחבורה ציבורית חכמה או ניהול אשפה חכם.

מימון ממשלתי אשר הולך לפיתוח כלי עיר חכמה פנים עירוני, מצריך שכלים אלו יהיו ממקורות פתוחים כך שהרבה ערים ייהנו מהשקעות אלה. בעוד הסקטור הפרטי יכול לפתח כלים רבים לערים חכמות, ממשלות צריכות לפתח כלים שיתופיים, חינמיים הזמינים בשוק כאשר השוק הפרטי לא מסוגל לספק אותם כגון עבור יישומים בעלי חשיבות ציבורית רבה אבל שהסקטור הפרטי לא מתעדף אותם. לדוגמה בארה"ב, הלשכה לסטטיסטיקה, משרד המסחר, מחלקת השיכון ופיתוח עירוני, וסוכנויות פדרליות אחרות חברו יחד לפתח CitySDK ארגז כלים דיגיטלי המיועד להקל על מפתחים בבניית יישומים אזרחיים עם נתונים פתוחים. בנוסף, האיחוד האירופאי ויפן חברו יחד במספר יוזמות לפיתוח כלים לערים חכמות המיועדים להאצת היישום טכנולוגיות חכמות  ולסייע לערים לנצל נתונים טוב יותר. פרויקט ה ClouT (“cloud of things”) לדוגמה, פיתח תשתית ענן, שירותים וכלים ליישומי עיר חכמה בשיתוף עם ערים וחברות יפניות ואירופאיות. האיחוד האירופאי ויפן גם השיקו את פרויקט ה FESTIVAL ב 2014 לפיתוח פלטפורמות לבדיקת טכנולוגיות לעיר חכמה, במיוחד כאלו המבוססות על IOT’s להקל על פיתוחם. בדומה, ממשלות יכולות גם לספק פלטפורמה להקל על ערים לשתף אחת עם השנייה. בהקשר לכך, מימון ממשלות ליוזמות עיר חכמה צריכות לדרוש שנתונים הנוצרים במערכות אלה יהיו זמינות לציבור כנתונים פתוחים. שיתוף נתונים כמו שיתוף כלי תוכנה, יכולים להעלות את ערך יישומי העיר החכמה משמעותית.

לסיכום, ממשלות צריכות לממן יוזמות עיר חכמה המתמקדות על פיתוח מספר ערים חכמות רחבות המשלבות טכנולוגיות חכמות ונתונים בתוך כל האספקטים של הקהילה כולל סוכנויות ושירותים מוניציפליים. עד היום, רוב תכניות הפילוט של עיר חכמה מימנו מספר פרויקטים בודדים במספר ערים. זה אכן שימושי, אולם ערים צריכות גם ללמוד איך ערים יכולות לשלב טכנולוגיות עיר חכמה בכל תחום. לשם כך, ממשלות צריכות לזהות מספר ערים בינוניות הרוצות לבצע יילוטים למספר רב של פרויקטים הפועלים במקביל. המטרה של מאמץ זה יהיה ללמוד איך לשלב מספר טכנולוגיות עיר חכמה מורכבות על מנת למקסם את התועלות והסינרגיה. כל עיר יכולה להשקיע בפרויקט חד פעמי חכם כגון תמרורי תנועה חכמים, אבל פיתוח עיר חכמה בקצב כזה, מסכן ערים בפיתוח בעל ערך נמוך, מערכות מקוטעות יישמו מערכות אשר עונות על צרכיהם ללא התחשבות איך טכנולוגיות ונתונים אלה יתממשקו עם מערכות עיר חכמה אחרות על מנת לספק תובנות מעשיות.

פילוטים של פרויקטים רחבים ייצרו תובנות אשר ממשלות יכולות להשתמש בהם ליצור מפת דרכים לפיתוח עיר חכמה במקומות אחרים. רוב הערים בד"כ יישמו פרויקט חכם אחד במקביל מאשר בניה מחדש של מערכות רחבות. מפת דרכים כזו יכולה לסייע להם לתכנן פרויקטים יחידים תוך התחשבות איך ישתלבו בתוך הפרויקטים העתידיים.

סינגפור יצרה את תכנית הפיתוח לעיר חכמה המצליחה ביותר, אולם כעיר-מדינה, היא מותאמת אליה ליישום לאומי, רוחבי ומקיף של יוזמות עיר חכמה. אבל גם תכנית זו רק נגעה מעל פני השטח של היישומים האפשריים. מדינות אחרות השקיעו רבות בפילוטים לעיר חכמה אולם לרבים יש חסרונות או מגבלות הטמונות בהורדת התשואה על ההשקעה. לדוגמה, למרות שמאפיינים רבים מסונגדו הם מרשימים ובנית עיר חכמה מכלום נותן יתרונות על התאמת עיר קיימת, ממשלת דרום קוריאה כשלה בהבטחתה שסונגדו תהיה עיר מוצלחת, במונחי עיר אשר רוצים לחיות בה ולעבוד זה, למרות כל הטכנולוגיות שמוטמעות. במקור, תוכננה להסתיים ב 2014, כעת מתוכנן סיום 2020 והצליחה למשוך רק 70,000 נוסעים יומיים לעומת 300,000 שצפו במקור.  כמו כן, סונגדו התקשתה למשוך עסקים מקומיים מאחר והתכנית לתמריצים של הממשלה לאזור כלכלי מועדף ניתנו רק לחברות בינלאומיות. אתגר הערים החכמות בארה"ב היה צעד נכון בכיוון, אשר נותר מאחור משמעותית לעומת שאר העולם בנושא השקעות בעיר חכמה, אולם התמקדות המוגבלת של פרויקטים לא תגרום לקולומבוס להיות עיר חכמה במלואה.

כל פרויקט D&R צריך להיות בעדיפות עליונה ולשפר את יעילות וחסכון בכסף, או לתושבים, לעסקים או לממשלה. ככל שתכניות כאלה תתפתחנה, הן יסייעו ביצירת נהלים וסדרי עבודה לפיתוח ערים חכמות ויפחיתו את גורמי הסיכון.

חוסר התמקדות בתשתיות חכמות

הבעיה: ערים רבות אטיות בבניית תשתיות דיגיטליות-פיזיות משולבות – מערכות אשר חברות משתמשות בהן לשינוע מוצרים, אנשים או מידע, בתוספת טכנולוגיות מיד, הידועים יותר כתשתיות חכמות, מאחר והן פשוט מנסות לעמוד בצרכים הדחופים ליישום פרויקטים פיזיים של תשתיות מסורתיות. בערים אלה, צבר פרויקטי הבניה והתחזוקה של תשתיות פיזיות משאיר מעט מדי זמן או משאבים להתמקד בתשתיות משולבות מתקדמות. בקצרה, לערים יכולת מועטה לקחת על עצמן פרויקטי "שבבים ובטון" כשהן עסוקות מדי בפרויקטי "בטון ופלדה".  מימון ממשלתי של תשתיות מחריף בד"כ את הבעיה ע"י התמקדות  מימון תשתיות פיזיות במקום תשתיות חכמות.

הפתרון: ממשלות רבות התחייבו להגדיל את המימון לתשתיות פיזיות. הן צריכות להבטיח כי חלק מהשקעות בתשתיות יוכוון לתשתיות חכמות, כגון מערכות תחבורה חכמות ורשת חשמל חכמה, וזאת כדי להאיץ משמעותית את יישום הטכנולוגיות החכמות. אמנם ממשלו משקיעות סכומים ניכרים בתשתיות, השקעות אלה מותאמות יותר לבניית תשתיות חכמות או התאמת תשתיות טיפשות עם טכנולוגיות חכמות. זה מאחר ורשת תחבורה, חשמל ומערכות תשתיתיות אחרות מתפרשות על מספר אזורים. כמו כן, ממשלות מסוגלות יותר לנהל פיתוח תשתיות, בעוד ערים ירוויחו יותר מתחזוקת תשתיות. לדוגמה, שני שליש מתוך ה 100$ ביליון שממשל ארה"ב הוציא על תשתיות ב 2014 הלכו לשיפוץ ציוד ומבנים או לבניה מחדש של תשתיות, בעוד שממשלים מקומיים של מדינות בארה"ב משקיעות את מירב ההשקעות שלהן בתפעול ותחזוקת תשתיות. ממשלות צריכות בתחילה להתמקד במימון תשתיות חכמות לערים שהוכיחו כי הן מסוגלות לקחת על עצמן פרויקטים שאפתניים יותר בתחום התשתיות, אשר יסייעו בפיתוח מודלים מוצלחים של יישום, אשר יקל על ערים שעדיין נאבקות בפרויקטים של בטון ופלדה לפרוס תשתית חכמה. יש גם טיעון מוצדק לעלות-תועלת בגישה זו, מאחר ומשלמי המסים מקבלים תשואה גבוהה יותר על מימון לאומי שהושקע על תשתית חכמה מועילה יותר, כגון מערכות תחבורה חכמות, מאשר על תשתיות שאינן מנצלות טכנולוגיות מונעות נתונים.

הצורך בערים חכמות מקושרות

הבעיה: עיר חכמה תרוויח מניתוח המידע שלה, אולם, ערים חכמות יפיקו ערך גבוה יותר מניתוח כמויות מידע גדולות יותר המיוצרות בכל המערכות בעיר החכמה. כמו שיתוף מידע על פציינט בין מוסדות רפואיים שונים אשר יכול להוביל לשיפור הטיפול הרפואי, אם ערים ישתפו מידע, ממשלות יוכלו לנתח כמויות גדולות יותר של נתונים, שיאפשרו תובנות מעשיות ומדויקות יותר. אולם, ערים אינן מסוגלות לפתח מערכות משותפות אשר יכולות להפרש על מספר מקומות ואולי אף גבולות במדינה. כמו כן, אמנם ערים יכולות להרוויח מניתוח מידע של עיר אחרת, לעיר עצמה יש תמריץ מועט מאד לשתף מידע שלה. יתרה מזאת, ערים יכולות להנהיג מדיניות אשר מגבילה את איסוף ושיתוף המידע, מתוך חשש בנושא פרטיות או סיכוני סייבר, ותיעדוף האינטרסים המיידים שלה ולא את הערך שיכול היווצר אם כל הערים היו משתפות מידע. זה מצער, מאחר ולשיתוף נתונים ברמה ארצית ובינלאומית יש יתרונות משמעותיים. עם כמותיות גדולות יותר של נתונים פרטניים, ממשלות יכולות לנתח בצורה יעילה יותר את ההשפעה של מדיניות שונה על הערים והקהילות שלהם. בנוסף, על ידי מתן אפשרות לערים חכמות לשתף נתונים ברחבי העולם, ערים עם אתגרים דומים יכולים ללמוד בצורה יעילה יותר זה מזה. לדוגמה, לניו יורק יש כנראה משותף עם לונדון וטוקיו וערים רבות אחרות בארה"ב. באמצעות ניתוח מידע של הערים האחרות, ערים גדולות כאלה יכולות ליצור תובנות שלא היו יכולים ליצור אחרת אם היו מוגבלים בניתוח נתונים רק מהתחום האזורי שלהן.

הפתרון: פיתוח מדיניות משותפת וסטנדרטים לטכנולוגיות עיר חכמה המעודדות יכולת פעולה הדדית ושיתוף נתונים כדי להגביר את האפקטיביות של יישומי ערים חכמות ובכך להגדיל את ערך הטכנולוגיות החכמות.

בעוד הסקטור הפרטי צריך להוביל את הפיתוח של סטנדרטים טכנולוגיים ברב המקרים, לממשלות תפקיד חשוב בתיאום סטנדרטים ליישומי עיר חכמה. לדוגמה, מועצת האסטרטגיה הטכנולוגית של ממשלת בריטניה, הנקראת כעת Innovate UK, נתנה חסות לקבוצת עבודה בתעשייה ב -2014 כדי לפתח תקן פתוח עבור Internet of Things כדי לאפשר שיתוף נתונים בין מכשירים חדשים. ואז ב 2015, הקבוצה השיקה מיזם הנקרא HyperCatCity לעודד חברות טכנולוגיות עיר חכמה העובדות עם הסקטור הציבורי לאמץ את הסטנדרט של HyperCat. ממשלות צריכות לקדם אימוץ סטנדרטים טכניים שיתופיים ושאינם משוכים לחברה זו או אחרת, בתחום טכנולוגיות עיר חכמה, ולעבוד בשיתוף פעולה עם הסקטור הפרטי לפיתוח סטנדרטים משותפים במקומות שאינם קיימים. אימוץ נרחב של סטנדרטים פתוחים משותפים יכול לאפשר לערים לאמץ גישה "Plug and Play" לפיתוח ערים חכמות – ערים יכולות לקנות את הטכנולוגיה המתאימה ביותר לצרכיהן, מבלי לדאוג כי הן לא תוכלנה להשתלב עם המערכות האחרות שלהן, וערים יכולות לאמץ טכנולוגיות חכמות בהדרגה ללא הסיכון שהטכנולוגיה שיש להן כיום לא תפעל באופן הדדי עם מערכות שברצונן להשתמש בהן במשך עשר שנים הבאות. ללא הצעדים הללו, ערים יתקשו לפתח רשתות הדדיות של טכנולוגיות עיר חכמה ולא יוכלו לנצל את מלוא היתרונות של הנתונים שהם מייצרים.

הכללים המסדירים איסוף נתונים ושיתוף יכולים להשפיע באופן משמעותי על יעילותה של העיר למנף טכנולוגיה חכמה בעיר. ואפילו ללא הגבלות מפורשות על איסוף הנתונים והשימוש בהם, חששות לפרטיות וחוסר הבנה לגבי הטכנולוגיה יכולים להאט את פיתוח העיר החכמה. לדוגמה, פרויקט מאגר הIOT’s  של שיקגו לפריסת רכזות חיישנים ברחבי העיר כדי לעקוב אחר דברים כמו איכות האוויר ותנועת הולכי רגל, נפגע מפחדים מוטעים שאוסף נתונים שפיר זה יפלוש לפרטיות של אנשים. הפרויקט פיגר במידה ניכרת בין השאר בשל מאמצים מנוגדים, כגון של "קרן ההתייחסות האלקטרונית", שתייגו את הפרויקט כ "המחקר המחקרי", על אף העובדה שאף מידע אישי לא היה בכלל בסכנה. מספר ערים יחששו לגבי איסוף ושיתוף מידע, לא משנה כמה משני יהיה המידע. אם קובעי המדיניות יגבילו באמצעות מגבלות מנוגדות לעיר חכמה, הדבר יפחית את הערך שטכנולוגיות כאלה יכולות לתת לערים ולהאט את פיתוח העיר החכמה. יתרה מזאת, זה יפגע באקוסיסטם השלם של העיר החכמה. חלק נכבד של טכנולוגיות עיר חכמה יבנה מסביב ל IOT’s וניתוח נתונים וכך יהיה בעל ערך גבוה יותר לאור גידול בהשפעות הרשת. אם ממשלות ייצרו מגבלות רגולטוריות ליישומים רחבים אלה, היישומים והשירותים שיבנו מסביב לנתונים יהיו פחות אפקטיביים- מערכות חכמות שהמשטרה תוכל להשתמש בנתונים להפחתת הפשע, כגון רשתות חיישנים לזיהוי יריות וחיזוי ניתוחי, יהיו פחות אפקטיביות משמעותית אם יוכלו רק לשתף נתונים עם ערים מסוימות, ויגבילו את יכולת המשטרה ללמוד. במקרים כאלה, ממשלות צריכות להשתמש המינוף שלהן לדרוש מערכת רחבה לשיתוף נתונים מובנית לניתוח היכן שצריך, אם יכולת זיהוי נתונים אישים. חשוב מכך, ממשלות צריכות גם להדגיש כי רק חלק קטן של נתונים מהעיר יהיו ניתנים לזיהוי אישי מלכתחילה ותגרום להדוף פחדים על פרטיות כשהם מועלים.

ממשלות צריכות לגבש מודל מדיניות אשר ממקסם את השימוש בנתוני עיר חכמה. במקום לפתח מדיניות לשימוש בנתונים שלהן, ערים צריכות לאמץ את מודל המדיניות הלאומי. הדבר יסיר חסמים ליישום טכנולוגיות עיר חכמה ברמה המקומית, כמו גם יגן על פיתוח של רשתות מסובכות של מסגרות משפטיות שונות מעיר לעיר אשר יכולות להעלות את ההוצאות הרגולטוריות ולהאט את גידול הטכנולוגיה.

חוסר בקהילות מיישמות

הבעיה: הצמיחה של טכנולוגיות חדשות יכול לשנות ערים. ערים התמודדו עם אתגר השילוב של טכנולוגיות חדשות רבות, כמו חשמל, צנרת פנימית, מערכות ביוב ומכוניות. בעוד ערים נהנו בסופו של דבר משילוב של טכנולוגיות אלה, אי הרצון של ערים רבות לאמץ אותן, ולהתאים את התפעול שלהן לשינוי ולחדשנות, עיכב את ההתקדמות.

כיום, צמיחת טכנולוגיות חדשות מאתגר בצורה דומה ומציג הזדמנויות דומות לערים. כמו שפיתוח טכנולוגיות קודמות דרש שינויים משמעותיים באיך שהעיר מנוהלת, טכנולוגיות עיר חכמה ידרשו ממנהיגי העיר להתאים וללמוד איך להשתמש בכלים החדשים העומדים לרשותם. וכך, מנהלי ערים חכמות וממשלים מונחי-נתונים מיצגים יכולת יציאה משמעותית מהדרך הרגילה בה הדברים נעשו. ובאמת, ניהול פיתוח ערים חכמות ידרוש כישורים חדשים. יחד עם זאת, ברב המדינות, קיימים מספר קטן של מנגנונים למנהלי העיר להתחבר וללמוד האחד מהשני כאשר מדובר במעבר לערים חכמות.

התקדמות העיר החכמה תואץ אם ערים יחלקו הצלחות וכישלונות בקלות וילמדו מעמיתיהם. אם כל עיר אשר מתנסה בטכנולוגיות חכמות וממשל מונחה-נתונים תשתף מה למדה, ערים אחרות ירוויחו. אולם, ללא מערכת אשר ערים יכולות לפתח ולשתף את התובנות, התקדמות תיעצר ככל שערים ינסו להתקדם בשיטות ניסיון והטעיה  איטיים וחזרה על אותן טעויות כמו שעמיתיהם עשו.

הפתרון: ממשלות צריכות לעודד שיתוף ותיאום באקוסיסטם של העיר החכמה כדי ליצור לימוד בין עירוני ולהפחית את חסמי שיתוף הידע. מאחר וערים חכמות עדיין צומחות, אין עדיין מספיק נהלים רחבים מובנים איך להטמיע טכנולוגיות חכמות ולנהל שרותי עיר חכמה. כל עוד הסקטור הפרטי והציבורי מתנסה בטכנולוגיות עיר חכמה ומפתח את הנהלים לכך, פערי ידע הקיימים בין הערים השונות, רק יאטו את הטמעת העיר החכמה. לכן, ממשלות הן אשר יכולות לעודד שיתוף פעולה כנ"ל. כך שיתוף באקוסיסטם של עיר חכמה יהיה חיוני להצלחת פיתוחן בזמן. בעוד לערים יש יכולת לעבוד האחת עם השנייה בעצמן, הן אינן מתאמצות לפתור באופן קולקטיבי את נושא יצירת קהילות לומדות. לכן, ממשלות הן אלו היכולות לטפח ולעודד לימוד משותף כזה.

כדי לפתח קהילות מתפעלות ובכך לאפשר לערים ללמוד אחת מהשניה, ממשלות צריכות לעזור לפתח שיטות משותפות להבנה והשוואת ביצועי עיר חכמה. בעיר חכמה אידאלית, מערכת המנתחת נתוני חיישנים של העיר, נתונים מנהליים ונתונים ממקורות אחרים תספק למשתמשים את הנתונים עם מדדים קלים להבנה המשקפים את הביצועים של מדיניות מסוימת, פרויקט תשתית או תכנית עיר. לדוגמה, עם טכנולוגיות עיר חכמה, קובעי המדיניות יוכלו להעריך בקלות את ההשפעה של מסלול אוטובוס חדש על התנועה להולכי רגל, תעסוקה באזורים הסמוכים, ואת איכות האוויר של שכונה מסוימת. מדדי ביצועי עיר חכמה יאפשרו לערים לזהות את הפתרונות הטובים ביותר לערים חכמות, כמו גם לסייע לקובעי המדיניות להעריך את היעילות של שיטות עבודה שונות.

מספר גופי תקינה פיתחו מגוון תקני ביצוע למטרה זו . בעיקר, הארגון הבינלאומי לתקינה (ISO) פיתח תקןISO) (37120: 2014  שנועד למדוד עד כמה העיר מתפקדת ב -100 מחוונים על פני 17 תחומי מפתח, כולל חינוך, טיפול באש ואנרגיה, תחבורה, מים ותברואה. ככל שיותר ערים יפרסו רשתות חיישנים ויתחילו לאסוף נתונים נוספים על פעולותיהן, אימוץ נרחב של תקני ביצועים משותפים יהפוך להיות חשוב יותר כדי להבטיח שמנהלי העיר ינצלו את טכנולוגיות העיר החכמה במלואן. גישה זו מונעת-נתונים של ממשל העיר עשויה להיות קשה עבור ערים רבות לאימוץ בשל חוסר ניסיון בקבלת החלטות מונחית נתונים. יתרה על כן, חלק גדול מתקני ביצועים אלה נובע מיכולתם לאפשר השוואות בין ערים, ולממשלות יש תמריץ לעודד את האימוץ הנרחב שלהן. לכן, ממשלות צריכות ליישם תכניות תמריצים לתגמול ערים הן לאימוץ סטנדרטים משותפים אלה והן לאופן שבו הם משתמשים בטכנולוגיות עיר חכמה כדי לשפר את הביצועים שלהם, וכיצד הם חולקים נתונים וכלי תוכנה כלליים, אחת עם השניה.

חשוב לא פחות מפיתוח מערכות לשיתוף ידע אפקטיבי, ממשלות צריכות להשתמש בשיטות מגוונות לבניית קהילות מתפעלות לערים חכמות המשתפות תעשייה, ממשלה ואקדמיה. מספר ממשלות כבר זיהוי את היתרונות בגישה זו. בארה"ב, מכון התקנים והטכנולוגיה האחראי על צוותי "אתגר ערים גלובליות", יוזמה המעודדת שיתוף בין ממשלות, אוניברסיטאות, ארגונים ללא מטרות רווח, וחברות בתחום פרויקטי עיר חכמה "להקמת מודלים לשכפול, צמיחה וקיימות להטמעת פתרונות מבוססי תקנים משותפים תוך שימוש בטכנולוגיות מתקדמות כגון IOT’s  מערכות סייבר והראות את היתרונות המדידיים שלהם בקהילות ובערים." בבריטניה ארגון ערים עתידיות היה במשימה דומה, התמקד בהבאת מובילי עיר, עסקים ואוניברסיטאות לקדם פתרונות חדשניים לאתגרים אורבניים.

ממשלות יכולות לארגן באופן שגרתי שולחנות-עגולים למנהיגי ערים, נציגי התעשייה וחוקרים לסייע בפיתוח וקביעת מדיניות היחסים. כחלק מתוכנית ערים חכמות 2016 באוסטרליה, אשר מטרתו למקסם את פוטנציאל היתרונות מערים חכמות, הממשלה יצרה קבוצת התייחסות המורכבת ממובילים בסקטור הציבורי והפרטי לייעץ על מדיניות סיוע לערים חכמות. במקרים מסוימים, ממשלות יכולות למנף שיתוף תעשיות קימות ואקדמיה לבניית קהילות מתפעלות באמצעות מימון או מתן פלטפורמות להגעת לקהלים רחבים יותר. לדוגמה, מעבדות UI משיקגו, שיתוף פעולה מחקרי ומסחרי בין תשעיה מקומית ואוניברסיטאות, מריצים פרויקט הנקרא עיר דיגיטלית לשמש כמקום לבחינת טכנולוגיות עיר חכמה לפני יישום בשיקגו, תוך התמקדות בתשתיות פיזיות, מים ותברואה, אנרגיה וניידות.

הצורך בהבטחת שוויון

הבעיה: יש סכנה שערים חכמות לא יטמיעו טכנולוגיות עיר חכמה בדרך אשר תשרת את כל הקהילות בצורה אפקטיבית. אם רק אוכלוסייה מסוימת יכולה לגשת וליהנות מטכנולוגיות עיר חכמה והנתונים שהן מייצרות, אוכלוסיות אחרות נותרות מקופחות. תפיסה זו ידועה כ "פילוג נתונים" או "דלות נתונים" במקומות בהם איסוף הנתונים או שימוש בנתונים המיוצרים ע"י יחידים או הקהילה חסום, מה שמגביר את אי השיוויון הכלכלי והחברתי. הבעיה היא ביעילות כמו באי שיוויון, מאחר וטכנולוגיות עיר חכמה ויישומים מונחי נתונים פחות יעילים אם הם נסמכים על חלקי נתונים או נתונים לא מיצגים. לדוגמה, מערכת עיר חכמה שהמשטרה משתמשת בה, שנועדה להפחית את רמת הפשע המקומי, תהיה הרבה פחות יעילה אם המשטרה תוכל לנתח נתונים רק משכונות מסוימות. בעוד שממשלות יכולות להפעיל מדיניות אשר תבטיח את החלוקה השיוויונית ויישום של טכנולוגיות עיר חכמה, הגנה על קהילות מקופחות היה היסטורית תפקיד הממשלה, והיא יכולה להמשיך לממש את זה בפיתוח עיר חכמה.

הפתרון: ממשלות צריכות להבטיח כי מאמציהם לתמוך בערים חכמות, כגון באמצעות תכניות פילוט, השקעות בתשתיות או תמיכה בשותפויות פרטיות-ציבוריות, יענו על צרכי קהילות מקופחות.

במקרים רבים, המשמעות תהיה חינוך ערים איך להבטיח חלוקה שווה של טכנולוגיות חכמות בכל רחבי העיר או הכוונת פריסת טכנולוגיות אלה באזורים בהם הצורך גבוה יותר. לדוגמה, סוכנויות לדיור ציבורי כמו המחלקה לדיור עירוני ציבורי בבריטניה, צריכה להבטיח כי תכניות פיתוח דיור ישלבו טכנולוגיות חכמות. כמו כן, מימון ממשלתי לתכניות נגישות צריכות להדגיש את השימוש בטכנולוגיות חכמות כדי להעלות את רמת הנגישות לבעלי מוגבלויות. לדוגמה ע"י התקנת חיישנים במקומות חניה נגישים  לצורך זיהוי קל של מקומות חניה ציבוריים פנויים, ערים צריכות לאפשר לתושביהן עם מוגבלויות לזהות את מקום החניה הנגיש הפנוי הקרוב דרך הטלפון הנייד שלהם. עם נתונים אלה, ערים יוכלו גם לנטר טוב יותר את הצורך במקומות חניה מונגשים וליצור מקומות חניה נוספים. ממשלות יכולות לערב מנהלי ערים בקהילות מקופחות ולסייע להם להכשרתם שמשתמשים בטכנולוגיות עיר חכמה. בנוסף, ממשלות צריכות לאסוף מידע סטטיסטי על הטמעה בערים חכמות כדי להעריך איך ערים מתעדפות את פריסת הטכנולוגיות החכמות השונות, מה שיכול לגלות על חששות מחוסר שוויון פוטנציאלי.

אולם, ערים הן מערכות מורכבות ובמקרים מסוימים רק להבטיח כי הטמעה שוויונית של טכנולוגיות לא תספיק כדי להתמודד עם אי-שוויון. לדוגמה, שדרוג תשתיות התחבורה והתחבורה הציבורית עם מערכות תחבורה חכמות יכול להעלות את הנגישות לעבודות, חינוך ושירותי בריאות לתושבים. אולם, אם תשתיות תחבורה קיימות אינן משרתות את כל הקהילות בעיר באופן שווה, רק ע"י שדרוג של תשתיות אלה, יסייע אך במעט לקהילות אלה אשר מקופחות מלכתחילה. יתרה מזאת, מערכות תחבורה חכמות יכולות בפוטנציאל לשנות את דפוסי התנועה בתוך ומסביב לעיר, לשפר אזורים מסוימים ולהרע לאזורים אחרים. מנהלי העיר יצטרכו להטמיע נוהלי ניהול חדשים כדי למנף בצורה מטיבה את טכנולוגיות העיר החכמה, אך יתכן ולרבים לא יהיו את הכישורים לכך. כדי לטפל בזה, ממשלות יכולות ליצור חומרי הדרכה מקוונים כדי לתת למנהלים מקומיים את הכישורים שהם צריכים על מנת להפיק את מירב השוויון מטכנולוגיות עיר חכמה.

למרבה המזל, ככל שיותר קהילות יאמצו טכנולוגיות עיר חכמה, לממשלות תהיה יותר גישה לנתונים מאשר בעבר על איך ערים פועלות ונותנות שירותים עירוניים, יוצרות הזדמנויות חשובות להערכת השוויון והשירותים הללו בפרוט רב. כמו יישום כגון סינגפור הווירטואלית אשר משתמש במודל דיגיטלי של כל האי כלוח מכוונים לשירותים עירוניים, ממשלות יכולות לעודד ערים לנתח באופן שוטף את עושר הנתונים שהן מייצרות כדי לחזות את השפעת הטכנולוגיות החדשות או השירותים שתהיה על התושבים ולנקוט בצעדים כדי להבטיח שפיתוחים אלה יתפרסו באופן שווה.

מסקנות

ממשלות צריכות לזהות שערים הפעולות לבד לא יכולות לעבור לערים חכמות במהירות וביעילות כפי שירצו. להאיץ את פיתוח ערים החכמות, ממשלות כנראה לא יפעלו בעצמן. מדינות שמשלימות יוזמות עירוניות בתמיכה ממשלתית, כנראה יובילו פיתוח ערים חכמות ויבטיחו מהר יותר את היתרונות הכלכליים לערים חכמות.

 

datainnovation.org באתר  פורסם במקור בתאריך אוקטובר 30, 2017

 How National Governments Can Help Smart Cities Succeed

ABOUT THE AUTHORS

Daniel Castro is the director of the Center for Data Innovation and vice president of the

Information Technology and Innovation Foundation. He has a B.S. in foreign service from Georgetown

University and an M.S. in information security technology and management from Carnegie Mellon

University.

Joshua New is a policy analyst at the Center for Data Innovation. He has a background in government

affairs, policy, and communication. New graduated from American University with degrees in C.L.E.G.

(communication, legal institutions, economics, and government) and public communication.

Matt Beckwith was a policy fellow at the Center for Data Innovation. He has a B.A. in political

science from Boston College.

 

ABOUT THE CENTER FOR DATA INNOVATION

The Center for Data Innovation is the leading global think tank studying the intersection of data,

technology, and public policy. With staff in Washington, D.C. and Brussels, the center formulates

and promotes pragmatic public policies designed to maximize the benefits of data- driven innovation

in the public and private sectors. It educates policymakers and the public about the opportunities

and challenges associated with data, as well as technology trends such as predictive analytics,

open data, cloud computing, and the Internet of Things. The center is a nonprofit, nonpartisan

research institute proudly affiliated with the Information Technology and Innovation Foundation.

contact: info@datainnovation.org

המשך…

קשר בין כלכלה לבין עיר חכמה

העולם עובר בשנים אחרונות תהליך של עיור מבלי שתכננו את הערים להכיל את כמות האוכלוסין שתתגורר בהן בעתיד הקרוב. בשנת 2030 שישה מתוך עשרה תושבים יתגוררו באזורים עירוניים, לקראת שנת 2050 היחס יעלה ל שבעה מתוך עשרה ⁽¹⁾

על פי מחקר של חברת מקינזי העוסק במיפוי העוצמה הכלכלית של ערים שונות בעולם, חצי מהאוכלוסייה העולמית מתגוררת בערים האחראיות על ייצור יותר מ 80% מהתמ"ג העולמי. חמישית מאוכלוסיית העולם מתגוררת ב 600 ערים בלבד, חלק זה של האוכלוסייה מייצר 60% מהתמ"ג העולמי. בשנת 2025 כ 70% מ -600 הערים תייצרנה יותר מ 45% מהתמ"ג העולמי. עד שנת 2025 , מבין משקי הבית המרוויחים למעלה מ 20,000 דולר בשנה, 235 מיליון יתגוררו בערים המתפתחות (מתוך -600) בהשוואה ל- 210 מיליון בערים המפותחות.
התפתחות מעמד הביניים העירוני (בעל הציפיות הגבוהות מרמת השירותים הציבוריים והתשתיות) תשפיע על שוק שירותים חכמים בערים ⁽²⁾.

אורבניזציה מצריכה מציאת דרכים חדשות להבטחת פעילות תקינה של המרחב האורבני בתחום של צריכת אנרגיה, ניהול משאבים ואיכות הסביבה. כבר היום, בישראל חיים כ 75% מהתושבים בישובים עירוניים ⁽³⁾ . המגמה זו מהווה תמריץ לקידום נושא ערים חכמות בעולם ובישראל בפרט.

לנוכח התקציבים המועטים והמשאבים המוגבלים, בלתי אפשרי פשוט להמשיך לבנות כבישים חדשים, מבנים ותשתיות. עיר חכמה יודעת למנף את המידע הקיים בעיר ולנצל את המשאבים בצורה אופטימאלית על ידי קבלת החלטות מושכלות ⁽⁴⁾. טכנולוגיה חכמה בעלת יכולת לחזות ולפתור בעיות באופן יזום, בעלת יכולת גבוהה להתמודד עם מצבי חירום, הודות לכך תצמצם הוצ' מיותרות, תעלה את רמת החיסכון ותגדיל את התועלת הכלכלית למשק.

המסמך יציג היבטים כלכליים של קיימות במרחב האורבני בהסתמך על ניסיון הנובע מיישום פרויקטים של העיר החכמה באיחוד האירופאי.
הממד הכלכלי של העיר החכמה מעיד על כך שהמודל הינו אמצעי להשגת צמיחה כלכלית עירונית⁽⁵⁾. העיר החכמה צפויה לקיים את כלכלת החדשנות והרווחה של המשק, לשמור על תעסוקה ולהילחם בעוני ⁽⁶⁾ . אנשי אקדמיה רבים משווים טכנולוגיית הערים החכמות לכלכלה מתאוששת ונוכחות "המעמד היצירתי" ⁽⁷⁾ באזור.
קיימת ספרות נרחבת בנושא הגדלת יתרון אזורי של ערים חכמות באמצעות שדרוגם והפיכתם לעמידות יותר לכשלים הצפויים על ידי חדשנות והגברת פתיחות בין חברות פרטיות למוסדות הממשלה⁽⁸⁾.
האתגר הפיננסי וההזדמנות השקעה בעיר חכמה ^(9,10)
ההשקעה בערים חכמות מצריכה פתרונות משולבים כדי להבטיח חיסכון אנרגטי של הפיתוח העירוני. בעיר החכמה מרכיבים כגון רשתות, בנייה משמרת אנרגיה, מערכות אספקת חשמל, תחבורה והתנהגות הצרכנים יובילו לחיסכון רב באנרגיה ולצמצום פליטות כמטרת הסופית. ערים שואפות להגדיל את הצמיחה הכלכלית תוך כדי השגת יעדי הקטנת הצריכה אנרגטית והפחתת פליטות. בעשור הקרוב עלויות אנרגיה תמשכנה להשתנות בשל כך תיווצר הזדמנות למגזר הציבורי להשקיע בטכנולוגיות חכמות, יעילות אנרגטית ופחות
מזהמות. בהנחה שמגמה זו תמשך לטווח הארוך, התמריץ להשקיע בפרויקטים מסוג זה יהפוך לעוד יותר אטרקטיבי. נציג חלק מהתחומים לדוגמא:

• שדרוג מבנים ציבוריים.
• רשתות חשמל חכמות.
• ניהול תחבורה.
• תשתיות טעינה לרכב חשמלי.

בטווח הארוך יתרונות סוציו אקונומיים של עיר חכמה הקשורים לשימוש באנרגיה ,למיטב ידיעתנו, ידועים וניתנים לתרגום למונחים של תשואות כלכליות. מחד גיסא קריטריון כגון שיעור התשואה הכלכלי ^{(IRR 11)}, יכול להיות פחות אטרקטיבי למגזר העסקי. מאידך גיסא שיעור תשואה פנימי^{(IRR 12)} של מרכיבים מסוימים, אי ודאי ובמקרים מסוימים אף נתפס כמסוכן. פרויקט חדשני יותר יקשה על גיוס המימון. קבלת החלטות בתנאי אי ודאות של מדיניות הממשל מהווה פקטור נוסף שנכלל בשיקולי ההחלטה של המשקיע. עלויות דלק ואנרגיה תלויות במדיניות פנים וחוץ. היעדר תמחור מעמיק של עלויות הדלק, השינויים הצפויים במדיניות של
התעריפים וסובסידיות יפגעו במהימנות אומדני החזר השקעה.

האתגרים הפיננסיים העומדים בפני מקבלי ההחלטות והמשקיעים הם כדלהלן:

1. השקעה בפרויקטים חדשניים ובביצוע צעדי התייעלות אנרגטיים חשופה לסיכון.
2. חוסר ודאות לגבי עלות הדלק ולגבי מדיניות תמחור תעריפי האנרגיה.
3. צורך בהשקעה בהיקף גדול יחסית.
4. בטווח הארוך צפויים עיכובים עד להגעה לשלב שבו הפרויקט הופך להיות כדאי
5. יכולת מוגבלת למימון ציבורי.

על מנת למשוך הון משקיעים על מתכנני הערים החכמות לבצע את הפעולות הבאות:

1. לצמצם את הסיכונים של ההשקעה.
2. לגייס מימון לטווח ארוך ממוסדות המימון )קרנות ייעודיות).
3. לפתח מנגנון שיאפשר לקבל מימון מהמוסדות הפיננסים בתנאים מועדפים.
4. לפתח מנגנון השקעה המתאים למגזר הפרטי ^{(PPP 13)}

בחינת כדאיות כלכלית של פרויקטים חכמים

הסבת ערים לחכמות מתבצעת על ידי יישום סדרת פעולות שמטרתן, בין היתר, הוספת ערך מוסף לאזור ויצירת תשואה הולמת על ההשקעה בפרויקט כלשהו. ניתן להבחין בין סוגים שונים של תועלות שתתקבלנה בעקבות הפרויקט של עיר חכמה ⁽¹⁴⁾:

• תשואה כלכלית שנובעת ממנגנונים לאומיים או בינלאומיים המעודדים שימוש במקורות אנרגיה מתחדשים והפחתה של פליטות גזי החממה באמצעות
  ⁽¹⁵⁾ White Certificate או ⁽¹⁶⁾Green Certificate או⁽¹⁷⁾Emission Trading.
• תשואה כלכלית הנובעת מחיסכון או ממכירה של אנרגיה.
• תשואה כלכלית בעקבות צמצום עלויות תפעול של שירותים עירוניים הניתנים לתושבים ולעסקים.
• תשואה כתוצאה משיפור תשתיות עירוניות.
• תשואה משולבת מפרויקט בעל השלכות על האופי החברתי יכולה למשוך משקיעים על ידי יצירת תשואה המשלבת היבט כלכלי וחברתי.
• תשואה כלכלית הנובעת ממכירות שירותים חדשים שניתנים לשימוש באמצעות טכנולוגיות חכמות כגון ניהול אנרגיה מבוזרת, רפואה מרחוק ועוד.

בחלק מן המקרים, ההשקעה הנדרשת לקידום יזמות "חכמה" מצריכה משאבים משמעותיים שלעתים שונים מהמסורתיים. עקב כך קיים צורך לבצע בדיקת היתכנות כלכלית מעמיקה טרם יישום הפרויקט.

צרכי מימון של ערים חכמות⁽¹⁸⁾
קיימות שתי קטגוריות של משקיעים פרטיים:

1. משקיעים גדולים המסוגלים לקחת התחייבויות גדולות אך לעתים בעלי יכולת פחות טובה להתאים את עצמם לשינויים המתרחשים במשק.
2. משקיעים בינוניים המסוגלים להתאים את מדיניות החברה לשינויים הטמונים בתכנון יזמות "חכמה".

מודל ערים חכמות משלב בתוכו שלוש דרישות שתתרומנה רבות להצלחת הפרויקט:

1. יצור מנגנון תמריצי להשקעה פרטית.
2. זיהוי קריטריונים שנועדו לקבוע את רמת העדיפות וההיתכנות של יזמות "חכמה", בחינת יחס עלות-התועלת.
3. יישום מנגנוני אבטחה ואישור איכות הנתונים על מנת להגן על השקעה.

איור מס' 2 מציג מודל דינאמי שכולל חמישה בעלי עניין חיוניים לקידום פרויקטים של עיר חכמה:

1. Promoter Bodies – גופים הפועלים לקידום יישום היוזמה החכמה (תשתיות, שירותים חדשים). גופים אלה יכולים להיות רשויות מקומיות, משרדי ממשלה או משקיעים פרטיים.
2. Achieving Bodies – גופים האחראים לבניית תשתיות ושירותים חכמים הפועלים להבטחת יעילותם לאורך הזמן. גופים אלה יכולים להיות חברות בנייה או חברות הנדסה.
3. Financial Institutions – מוסדות פיננסים שתפקידם לרכז תזרימי השקעה של ההון הפרטי לדוגמא דרך מנגנון PPP. גופים אלה יכולים להיות בנקים, קרנות הון או משקיעים פרטיים גדולים.
4. Certification Authorities – רשויות שמורשות להעריך יעילות של פרויקטים חכמים ולהגן על מידע רגיש של המשקיע. גופים אלה יכולים להיות אוניברסיטאות, מכוני מחקר או חברות פיננסיות.
5. Guarantor Bodies – גופים המספקים ערבויות להשקעה הפרטית שתעשה באמצעות מנגנון PPP. גופים אלה יכולים להיות סוכנויות ביטוח, בנקים, משרדי ממשלה.

איור מס' 2 תרחיש מנגנון מימון לפרויקטים של עיר חכמה

חלופות למנגנוני מימון של פרויקטים חכמים ⁽¹⁹⁾
להלן נציג מספר מנגנונים פיננסים שיכולים לענות על צרכים מיוחדים של הפרויקטים החכמים ולקחת בחשבון את מאפייני השקעה השונים:

1. Energy Performance Contracting for energy efficiency – חוזה אנרגיה מבוסס ביצועים הינו הסדר חוזי בין לקוח וספק אמצעי או שירותי התייעלות אנרגטית אשר במסגרתו מוסכם בין הצדדים, כי בגין התקנת אמצעי החיסכון האנרגטי הספק יהיה זכאי לתשלום עתידי התלוי במידת החיסכון האנרגטי המושגת מהתקנת האמצעי, וזאת ביחס לאמת מידה מוסכמת.
2. Smart Bonds- התשואה על האג"ח מובטחת על ידי תועלת כלכלית הנגזרת מיזמות "חכמה" בתחום כלשהו. באמצעות שיטה זו משקיעים פרטיים מעורבים בהקמת תשתיות המהוות תרומה כלכלית לציבור ולמשקיע⁽²⁰⁾
3. Crowdfinance⁽²¹⁾ – מימון פרויקטים באמצעות האינטרנט המהווה ערוץ עיקרי לגיוס הון. איסוף הכספים מתבצע על ידי משתמשי הרשת במקרה שבו הם מחליטים להשתתף במימון של יוזמה כלשהי. לעתים קרובות הפרט יחליט להשקיע בשל העדפות אישיות, רגשיות או המיקום הגיאוגרפי של הפרויקט. המנגנון התפתח רק לאחרונה אך צובר תאוצה בקצב מהיר ⁽²²⁾ . בסוג מימון זה כל משקיע מקבל תמורה עתידית כלשהי לפי סקלה קבועה מראש ומותאמת להיקף השקעת
4. Spread shareholding – מנגנון דומה למנגנון של אג"ח "חכמות" עם הבדל אחד: המשקיע לא רוכש את האג"ח אלא חולק בעלות על התשתיות במקרה שהן מומנו מהשקעתו. שיטה זו בעלת סיכון גבוה למשקיעים, מנגד ישנה הזדמנות של קבלת רווחים גדולים. המשקיעים הופכים לבעלים של התשתית "החכמה" וחולקים רווחים ביניהם.
5. Project Financing – המנגנון מבוסס על הצעה פיננסית באמצעותה קרנות ניהול ציבוריות המפרסמות פרויקטים שמימונם תלוי בהון פרטי באופן חלקי או מלא המבוססים על תכנית פיננסית שמבטיחה החזר הון עצמי שינוצל לתפעול היוזמה. הערבות העיקרית של פירעון ההשקעה מיוצגת על ידי תזרים מזומנים.
6. Models for demonstration and deployment of innovative solutions using a grant, guarantee and loan blending mechanism – הטמעה של יזמות טכנולוגית בעלת רמת זיהום נמוכה, עוברת מסלול זהה לטכנולוגיות שונות. חלק מהטכנולוגיות מצריכות זמן עד שהן מגיעות לבשלות של שלב המסחור. לעתים, זה נכון לטכנולוגיות מורכבות בתחום האנרגיה. איור מס' 3 מציג מכשירים פיננסים כגון מענקים, ערבויות או הלוואות לטיפול בסיכונים בשלבים מסוימים של התהליך (באמצעות תמיכות ממשלה, חברות פרטיות שמוכנות לקחת סיכונים שמאפיינים פרויקטים "חכמים").

איור מס' 3 מנגנון מימון של טכנולוגיה בעלת פליטות נמוכות

איור מס' 4 מציג את הקשר בין "עמק המוות" (Valley of death) לבין עלות ורווחיות הפרויקטים. לאחר שלב הבדיקות הבסיסיות יש צורך לבצע בדיקות בקנה מידה גדול יותר. בשלב זה קיים קושי רב בגיוס כספים להמשך פיתוח הפרויקט.

 

איור 4 מסלול טכנולוגי וצרכי המימון

ערוצים לקידום פרויקטים חכמים הקמת קרנות⁽²³⁾
בפולין הוקמה קרן ג'סיקה ⁽²⁴⁾(JESSICA) המיועדת לעודד התחדשות אורבנית. המדינה מעודדת פיתוח אורבני ותעשייתי של מספר אזורים בעלי ערך היסטורי. בשל מגבלות המימון הקיימות במדינה הוחלט על הקמת הקרן המאפשרת לקבל הלוואות או ערבויות. התנאים הנוחים אפשרים תקופת גרייס של 4 שנים, פטור מעמלות והטבות נוספות.

כמו כן, בלונדון הוקמה קרן ירוקה (London Green Fund), השייכת לקרן ג'סיקה(25) , במטרה לאפשר למדינות חברות להקצות חלק מהקרנות של האיחוד האירופי לפיתוח עירוני באמצעות שלושה כלים פיננסים: השקעות הון, הלוואות וערבויות. החידוש של המודל הינו השקעה חוזרת של התשואות שהתקבלו בעקבות יישום מוצלח של הפרויקטים בקרן. הקרן עוסקת בשני תחומים: חיסכון באנרגיה ופסולת. בתחום הראשון הקרן שואפת לבנות תשתיות מתקדמות של אנרגיה מבוזרת ולשפר קיימות של מבנים ציבוריים ופרטיים. בתחום השני פועלת קרן לקידום נושא הפקת אנרגיה מפסולת עירונית והקמת מתקני מחזור.

 

 

עורכת המסמך: יאנינה פליישון, מרכזת בכירה פרויקטים.
בודק ומאשר: אדי בית הזבדי, מנהל אגף שימור אנרגיה.
מקור: היבטים כלכלים של עיר חכמה- סקירה – משרד התשתיות הלאומיות, האנרגיה והמים

 

 

1. אתר האינטרנט של ארגון הבריאות העולמי, תאריך כניסה: 9 בפברואר 2014
2. McKinsey Global Institute, "Urban world: Mapping the economic power of cities", March 2011.
3. סיכום והמלצות דיון פורם האנרגיה מס' 09 , מוסד שמואל נאמן, נובמבר 2013
4. לדברי פרופ' מיכאל דיקסון, מנהל פרויקטים בחברת IBM
5. Ponting A., " The Political and Economic Implications of the Smart City" , Honor Thesis, Stanford University, May 2013.
6. Schaffers, H., Komninos, N., Pallot, M., Trousse, B., Nilsson, M. & Oliveiras, A.." Smart Cities and the Future Internet " , 2011.
7. Florida R., " The Rise of the Creative Class: And How It’s Transforming Work, Leisure, Community and Everyday Life". 2002.
8. Saxenian, A., Lessons from Silicon Valley. Technology Review, 97(5), pp. 42-51, 1994.
9. מבוסס על דוגמא בתחום אנרגיה.
10. Financing models for smart cities, European Commission, November 2013.
11. ERR estimates the total value of an investment including externalities (positive or negative).
12. IRR represent the financial rate of return on investment for the investor.
13. אחת השיטות המרכזיות לשיתוף המגזר הפרטי (Private Public Partnership) מתן שירותים ציבוריים. השיטה מעבירה את הנטל התקציבי לידי המלווה הפרטי.
14. Financing models for smart cities, European Commission, November 2013.
15. White Certificates, or more properly Energy Efficiency Certificates (EEC), are titles that certify the energy savings achieved by various parties through the implementation of specific interventions (e.g. energy efficiency improvements) and that are worth the recognition of a financial contribution, thus representing an incentive designed to reduce energy consumption in relation to a distributed asset.
16. Green Certificates are a form of incentive through the issuance of bank bonds towards the production of electricity from renewable sources.
17. Emissions Trading is an administrative tool used to control emissions of pollutants and greenhouse gases at EU and international level through the monetary evaluation of these emissions and the trade of emission allowances.
18. Financing models for smart cities, European Commission, November 2013.
19. Financing models for smart cities, European Commission, November 2013.
20. The return to investors is represented by a fixed interest rate, high enough to ensure the competitiveness of the smart bond mechanism in the bond market. This system has similarities with the Social Impact Bond system: bonds with social impact, that promise gains to investors only if certain performance targets are achieved. This type of bond is much used in the UK, which in 2010 developed the first Social Impact Bond through the launch of a pilot project dedicated to the care of detainees and thanks to the collaboration between different organizations that operate both inside and outside prison.
21. מימון המונים.
22. היקפי המימון בשיטה זו עולים משנה לשנה, בשנת 2012 כספים שגויסו באמצעות השיטה הסתכמו ב- 2.2 מיליארד יורו. בשיקגו הוקם פרויקט בתחום אנרגיה מתחדשת מכספים שגויסו בשיטת מימון המונים. חברה מוזאיק (Mosaic) בארה"ב הצליחה לגייס בשיטה זהה כ-1 מיליון דולר לפרויקט בתחום אנרגיה סולרית.
23. Financing models for smart cities, European Commission, November 2013.
24. Joint European Support for Sustainable Investment in City.
25. קרן הוקמה על ידי יוזמה משותפת של הנציבות האירופית, בנק של האיחוד האירופי להשקעות והמועצה של בנק לפיתוח אירופה.

משבר הקורונה יצר אתגרים משמעותיים הן למשרדי הממשלה השונים והן לרשויות המקומיות, תוך שינוי הרגלי החיים של הציבור, ויחד עם זאת רצון לשמירת השגרה ככל האפשר, מתן שירותים לאזרחים על פי הצרכים המשתנים ושמירה על ההנחיות הקפדניות והמשתנות לבקרים של משרד הבריאות.

השלטון המקומי מיהר לקחת את המושכות לידיים, כאשר ניתן היה לראות כיצד עיריות ומועצות אזוריות ומקומיות יוצרות יש מאין- ובתוך ימים אחדים מקימות מערכי תמיכה בתושבים בתחומים שונים.

אזרחים וותיקים

מאחר והאזרחים הוותיקים עמדו בראש קבוצות הסיכון בהתמודדות עם וירוס הקורונה, והראשונים להסתגר בביתם, נדרשו פתרונות מותאמים אישית לאוכלוסייה המבוגרת, החל מרכישת מזון ותרופות וכלה במתן סיוע ושירותים רפואיים. רשויות רבות הפעילו מוקדים טלפונים ומערכי מתנדבים אשר יצרו קשר טלפוני עם כלל האזרחים הוותיקים בעיר, על פי חתך הגילאים המצוי במאגרי המידע, ובצעו מיפוי ורישום של הנתונים: קשישים החיים בגפם, בעלי מוגבלות, קשישים המתקשים לבשל ולטפל בעצמם, בעלי קושי כלכלי ועוד. לאלה ניתן המענה הן באמצעות רכישת מזון ותרופות עבורם, הבאת ארוחות חמות ושיחות טלפון באופן שוטף להפגת הבדידות.

חינוך

ההחלטה על ההשבתה הפיזית מערכת החינוך והמעבר ללמידה מרחוק היה בין הנושאים המאתגרים שהביאה תקופת הקורונה. משרד החינוך  תמך בלמידה מרחוק, אולם הקשיים במרחב הביתי והמשפחתי לא תמיד אפשרו את יצירת החיבור והלמידה האפקטיבית. אחד מן הקשיים בלט במשפחות בהן מספר ילדים הלומדים בבתי הספר- כאשר כמות המחשבים בבית קטנה ממספר הילדים. הסיוע העירוני בא לידי ביטוי באמצעות חלוקה והשאלה של מחשבים ניידים וטאבלטים, ותיווך בין גופים אשר מוכנים לתרום מחשבים, לתלמידים הזקוקים לכך.

הקלות לעסקים

משבר הקורונה פגע במיוחד בעסקים המקומיים והעסקים הקטנים, כאשר הן רשויות המדינה והן הרשויות המקומיות ניסו לתת מענה ולו חלקי, לשבר הגדול. החלטת הממשלה להעניק פטור מארנונה לשלושה חודשים עברה ליישום הרשויות המקומיות, תוך בחירה באופן יישום ההטבה: שלושה חודשי פטור מוחלט או הנחה שנתית בגובה 25%, ולאלה נוספו הטבות אחרות שבחרו רשויות מקומיות להעניק בניהן: פטורים והנחות ממיסים עירוניים דוגמת מיסי שילוט, פרסום וחיזוק עסקים מקומיים בכלים השייכים לרשות ללא עלות, עידוד ההזמנות מספקים מקומיים בלבד.

העברת מידע

חלק בלתי נפרד מן המשבר הייתה הצפה של מידע על האזרחים, אשר שילב מידע רשמי, פרשנויות ודעות ופייק ניוז אשר רץ ברשתות החברתיות ובתוכנות המסרים. האזרחים מצאו עצמם שטופים באינפורמציה שחלקה מטעה ומבלבלת, אשר גרמה בין היתר לאי עמידה בהנחיות. חלק ניכר מן הרשויות המקומיות בחרו לקחת אחריות ולרכז לתושבים מידע אמין ומהימן בלבד, באמצעות יצירת עמוד רלוונטי לנושא הקורונה באתר העירייה, באמצעות מסרים ישירים מדובר העירייה במסרונים לניידים של התושבים, ובערוצים נוספים.

מרבית הרשויות המקומיות זכו לציונים גבוהים בשביעות רצון התושבים על תפקודם- אולם תפקוד זה התקיים ביחס ישיר לכלים המוגבלים אשר ברשותם. כחלק מן הלקחים והסקת המסקנות שהביאה ההתמודדות העירונית עם COVID-19, נמצא נושא הטמעת הטכנולוגיות  אשר יאפשרו שדרוג משמעותי של השירותים העירוניים, הן בימי משבר והן בימי שגרה.

המרכז לחדשנות מוניציפלית  (MIC) של החברה למשק וכלכלה, מציג את הדור הבא של השירותים העירוניים, אשר בחלקו כבר נתן דריסת רגל בחלק מן הרשויות.

המרכז עומד לרשות הרשויות המקומיות בישראל, בסיורים ווירטואליים, מאגרי מידע חדשניים ומרכז מבקרים וחשיפה לפלאי הטכנולוגיה, ולניהול העירוני  החכם העומד לפתחנו.

 

מדריך מוכנות זה הוכן ע"י יועצים וחברי מועצת ערים חכמות , לסייע  ביצירת חזון עתידי לעירך.

המטרה הראשונה של מדריך המוכנות היא לתת לך את חזון העיר החכמה, לסייע לך להבין כיצד טכנולוגיה תשנה את ערי המחר.

המטרה השנייה היא ליצור את מפת הדרכים לעתיד זה. המדריך מציע מטרות ויעדים להם צריך לשאוף, המאפיינים והפונקציות אליהם צריך להתייחס, את השיטות הטובות ביותר שיתנו לכם את התועלת המרבית בעלות המינימלית, בסיכון מופחת.

מדריך המוכנות מיועד לראשי ערים, מנהלי ערים, מתכנני ערים וצוותים שלהם, מיועד לסייע על ידי מתן מידע אובייקטיבי, ניטרלי, כדי לקבל החלטות בטוחות ומשכילות לגבי הטכנולוגיות שיכולות לשנות עיר.

מבוא לערים חכמות

 

ערים רבות ברחבי העולם כבר פועלות להשגת קיימות כלכלית, חברתית וסביבתית. שיטות חדשות וטכנולוגיות יכולים להשתלב במאמצים קיימים אלה על מנת לשפר מאותם ולסייע.

אימוץ ראיה כוללנית על ערי חכמה

 

ראיה כוללנית זו כוללת גם דיונים על איך מכלולי העיר – השירותים הנחוצים והתפעול הינם מקושרים ותלויים זה בזה. במדריך, נתייחס לכל היחסים בין שירותים אלה והתפעול כתלויים הדדית. לדוגמא רשת הזרמת המים תלויה בתפקוד האנרגיה, כמו גם רשתות תקשורת ותחבורה.

עיר חכמה משתמשת במערכות מידע ותקשורת לשיפור החיים בה, התעסוקה והקיימות. תחילה, עיר חכמה אוספת מידע על עצמה באמצעות חיישנים, מכשירים אחרים ומערכות קיימות. שנית, היא מתקשרת את הנתונים תוך שימוש ברשתות אלחוטיות. שלישית, היא מנתחת את הנתונים כדי להבין מה קורה כעת ומה עשוי לקרות בהמשך.

 

איסוף נתונים. מכשירים חכמים ממוקמים לוגית בכל רחבי העיר למדידת וניטור תנאים. לדוגמא, מונים חכמים יכולים למדוד צריכת חשמל, גז ומים בדיוק מרבי. חיישני תנועה חכמים יכולים לדווח על מפגעי תנועה ועומסי תחבורה. מערכות GPS חכמות יכולים להצביע על מיקום מדויק של אוטובוסים בעיר או מיקומם של ציוותי חירום. תחנות מזג אויר אוטומטיות יכולות לדווח על תנאי מזג האויר. ומכשירים ניידים אשר בשימוש תושבי העיר הרבים יכולים לשמש כחיישנים גם כן אם יהיו מורשים עי בעליהם – איסוף נתוני מהיקום שלהם, מהירותם, תנאי הסביבה לידם ועוד.
עיר חכמה היא עיר המקשרת עם תושביה. אין צורך לתהות יותר אם יש פקק באזור מסוים או לתהות אם יש נזילת מים – מערכת ניהול רשת המים החכמה מזהה ומדווחת על נזילות מיד כשהן קורות. אין צורך יותר בניחוש קצב התקדמות משאיות איסוף האשפה ברחבי העיר- המשאית מדווחת היכן היתה כבר ולאן היא ממשיכה.

תיקשור הנתונים. לאחר איסוף הנתונים, הם נשלחים הלאה. ערים חכמות משתמשות ברשתות תקשורת אלחוטיות ומחווטות החל מסיבים אופטיים וכלה ברשתות סלולריות וכבלים. המטרה האולטימטיבית היא שתהיה תקשורת בכל מקום, לכל אדם וכל מכשיר. יכולת פעולה הדדית – היכולת שכל המכשירים יתקשרו ויעבדו יחד היא צורך מפתח.
לאחר איסוף הנתונים ותקשורם, הם מנותחים לצורך 3 המטרות: 1. הצגתם. 2. השלמתם או 3. יכולת חיזוי. ניתוח נתונים מרובים הופך מידע למודיעין אשר מסייע לאנשים ומאפשר למכונות לפעול ולקבל החלטות טובות יותר.

מה מניע ערים חכמות

 

כפי שכבר ידוע, ישנם גורמים חיוביים ושליליים אשר ראשי ערים צריכים להיות מודעים להם בעת עריכת התוכנית האסטרטגית לישום ושיפור העיר החכמה.
גידול אורבני. ערים נותנות יתרונות רבים – יותר אמצעי תעסוקה, יותר נגישות לבריאות וחינוך, יותר אפשרויות בידור, תרבות ואמנות. כתוצאה מכך, אנשים עוברים לחיות בערים בקצב מתגבר. האום צופה כי אוכלוסית הערים הגלובלית תגדל ב 60% עד ל 2050. במילים אחרות, שני שליש מאוכלוסית העולם יחיו באזורים אורבניים במחצית המאה. דוח שפורסם לאחרונה באו"ם מציע כי 40,000 ערים חדשות ידרשו בכל העולם עד לשנה זו.
גידול בלחץ. הערים כיום מתמודדות עם אתגרים משמעותיים – גידול האוכלוסייה, דרישות רגולטוריות וסביבתיות, ירידה במיסים ותקציבים לעומת עליה בהוצאות – באותה עת רבים מתמודדים עם כאבים הנובעים מזיהום, צפיפות ואי התאמת תנאי המגורים, אבטלה גדלה ועליה בשיעורי הפשע.
תשתיות לא מתאימות. אורבניזציה מעמידה לחצים משמעותיים על תשתיות העיר שהיו ברב המקרים, בנויות רק לחלק מהאוכלוסייה כיום. ברב העולם המפותח יש תשתיות אשר תוכננו מזמן וצריכות שדרוגים מסיביים.
גידול בתחרות הכלכלית. העולם ראה גידול בתחרות בין ערים כדי להבטיח השקעות, מקומות עבודה, עסקים ובעלי כישורים להצלחה כלכלית. יתרה מכך, גם עסקים וגם יחידים מעריכים את כמות הטכנולוגיה בעיר כגורם בהחלטה לאן לעבור. אתגר אמיתי לערים המבוססות כלכלית על תעשיה כבדה הוא יצירת מקומות עבודה אשר ימשכו בוגרי אוניברסיטאות על מנת שיישארו ויסייעו בבניית כח עבודה איכותי שתעשיות חדשות כגון אלה הדרושים בטכנולוגיה.
גידול אתגרים סביבתיים. ערים מאכלסות כמצחית מאוכלוסיית העולם, אולם צורכים שני שליש מצריכת האנרגיה ומייצרים שלושת רבעי מכמות דו פחמן חמצני. אם אנו רוצים לעדן את תופעות שינויי מזג האוויר, הדבר יקרה בערים. לאזורים וערים רבות יש יעדי אקלים וסביבה אגרסיביים – יעדים אשר לא ניתן להשיגם ללא עזרת טכנולוגיות חכמות. ערים חכמות יכולות להתמודד בחוסן ולהתאים לשינויים אקלימיים.
שיפור מתמיד ביכולות טכנולוגיות. חלק מהמניעים בעיר חכמה שצוינו למעלה הינם שליליים – בעיות הדורשות פתרונות. ישנם מניעים חיוביים גם כן, כגון גידול מהיר ביכולות טכנולוגיות. עלות איסוף, תקשורת ודחיסת נתונים ירדה משמעותית. יתרה מכך, מרבית הטכנולוגיה הדרושה כבר קיימת. לדוגמא, אזורים רבים שידרגו את רשת החשמל שלהם לניטור עצמאי, לטיפול עצמאי של רשתות ובמידה פחותה יותר רשת המים והגז שלהם. התקדמות במבנים חכמים, בריאות מקוונת, IOT’s הן טכנולוגיות קשורות במניעים החיוביים לעיר חכמה.

החסמים לערים חכמות

 

 

למרות המניעים החיוביים, הדרך לעיר חכמה מציבה מכשולים לכל אורכה. חברים במועצת ערים חכמות, עבדו על אלפי פרויקטי עיר חכמה בכל רחבי העולם. תוך שיתוף פעולה עם ממשלות מקומיות שהצמיח חסמים חדשים.
יישומים חלקיים ומופרדים. ערים נתקלות לעיתים באופן פעולה חלקי, בשל אילוצים פיננסים קצרי טווח ומסורות ארוכות טווח אשר מחלקות את תפעול העיר לחלקים נפרדים, מחלקות מופרדות עם מעט מאד אינטראקציה ביניהן. כתוצאה מכך, פרויקטים רבים נבנים כדי לפתור בעיות בודדות במחלקה בודדת, ויוצרים "איים של אוטומציה" אשר מכפילים את ההוצאות תוך העמדת קשיים בשיתוף נתונים ומערכות. בנית עיר חכמה דורש ראיה מערכתית רחבה ואינטגרטיבית, עם גישה בין מחלקתית. החדשות הרעות: חשיבה הוליסטית ושיתוף פעולה הן קשות להשגה. החדשות הטובות: כעת, הן יכולות לחסוך זמן ומאפשרות שירותים חדשים שלא התאפשרו בעבר במודל מבודד ומפוצל. לדוגמה: מחלקה בעיר יכולה לחתוך בזמני פיתוח ליישום חדש דרמטית ע"י שימוש בנתונים ומערכות תוכנה שקיימות כבר במחלקות אחרות בעיר.
גידול בציפיות. תושבים מקבלים יותר ויותר גישה מהירה וישירה, בכל מקום ובכל עת, באופן אישי למידע ושירותים באמצעות הטלפון הנייד ומחשבים ניידים. הם מצפים כי אותה גישה לשירותים עירוניים ובמספר מקרים יהיו מוכנים אף לשלם יותר מיסים כדי לקבל זאת, על פי מחקרים אחרונים בנושא.
תושבים לא מיודעים. תנועת ערים חכמות מתעכבת לעיתים בשל חוסר בהירות לגבי מהי עיר חכמה ומה היא יכולה לעשות למען תושביה. כתוצאה מכך, בעלי ענין רבים לא מיודעים לאפשרויות העיר החכמה אשר הצליחו כבר. לעיתים קרובות, הבעיה היא תקשורת – כלומר כשל בתקשור העיר לתושבים.
תיקון האתגר של מעורבות התושב מחייב מנהיגות בעלת חזון המסוגלת לתקשר בהצלחה את היתרונות שהטכנולוגיה החכמה יכולה להביא. לפני כ 8 שנים בארה"ב, מספר חברות חשמל למדו את הלקח בדרך הקשה. חברות אלה התקינו מונים חכמים מבלי להסביר ללקוחותיהם איך המונים עובדים ומדוע הם ירוויחו מטכנולוגיה כזו. מספר שירותים סבלו מהתנגדות לקוחות למונים החכמים כתוצאה מחוסר ידע.
תקציבים מקוצצים והשקעות מעטות אם בכלל. הכנסות ממיסים מתכווצות בערים רבות, ומקשות על מימון פרויקטי תשתית. למעשה, מספר ערים הוכרחו ליישם צעדי צנע – כגון הורדת יום עבודה בחודש לעובדים או קיצוץ בהוצאות נסיעות וכו. יחד עם זאת, אם כל הערים האלה יכשלו במציאת פתרונות פיננסים בעוד אחרים מצליחים בכך, הן יסבלו אף יותר. למזלנו, מודלים חדשים למימון צצים וחלק אף לא דורשים הון ריווחי מהעיר.

מקור: Smart City Council – Smart Cities Readiness Guide