دور جمعية المهندسين في تعزيز مبادرات المدن الذكية

الهندسة في المستقبل الحضري: دور جمعية المهندسين في تنمية المدن الذكية

إن تحول المراكز الحضرية إلى نظم إيكولوجية ذكية ومرتبطة هو أحد التحديات والفرص المحددة في القرن الحادي والعشرين، وفي قلب هذا التحول يكمن في مهنة الهندسة، وعلى وجه التحديد التأثير الجماعي للهيئات المهنية مثل جمعية المهندسين، التي كانت أداة فعالة في تشكيل السياسات والمعايير والتكنولوجيات التي تجعل المدن الذكية حقيقة واقعة، ومن خلال سد الفجوة بين الابتكار النظري والتنفيذ العملي، فإن جمعية المهندسين لا تكفل التنمية الحضرية المنصفة.

وتستكشف هذه المادة المساهمات المتعددة الجوانب التي تقدمها جمعية المهندسين في مبادرات المدن الذكية، وتدرس الأبعاد التقنية والاجتماعية والاقتصادية لعملها، ومن وضع معايير عالمية إلى تدريب الجيل القادم من المهنيين في مجال الهياكل الأساسية الحضرية، فإن أثر المجتمع واسع وعميق، وسننظر أيضا في دراسات الحالة في العالم الحقيقي، والتكنولوجيات الناشئة، ومسار الحضر في المستقبل للحضرية الذكية.

تحديد المدن الذكية: ما بعد التكنولوجيا

وعلى الرغم من أن مصطلح " المدينة الذكية " أصبح متقلباً، فإن تعريفه لا يزال يتطور، وفي جوهره، تستخدم المدينة الذكية التكنولوجيات الرقمية - مثل شبكة الإنترنت للأشياء، والاستخبارات الاصطناعية، والمحللين الكبار للبيانات، والحساب السحابي - لتحقيق أقصى قدر من عمليات المدن، وتحسين كفاءة الموارد، وتحسين نوعية الحياة للمواطنين، غير أن جمعية المهندسين تؤكد أن التكنولوجيا تتسم بالشفافية البيئية.

ويضم الإطار الرسمي للمجتمع للمدن الذكية ستة دعائم رئيسية هي: الحكم الذكي، والتنقل الذكي، والبيئة الذكية، والذكاء، والعيش الذكي، والاقتصاد الذكي، وكل ركيزة تتطلب خبرة منسقة للمهندسين عبر تخصصات متعددة، من الهندسة المدنية والكهربائية إلى البرامجيات والهندسة البيئية، وبالدعوة إلى هذا النموذج الكلي، تساعد جمعية المهندسين في تجنب مصيدة التكنولوجيا من أجلها دون تلبية الاحتياجات الاجتماعية أو الأساسية.

مؤشرات الأداء الرئيسية للمدن الذكية

ولتقدير التقدم المحرز، وضعت جمعية المهندسين مجموعة من مؤشرات الأداء الرئيسية (KPIs]) التي يمكن أن تستخدمها المدن لوضع معايير لمبادراتها الذكية، وتشمل هذه المؤشرات قياسات مثل خفض اكتظاظ حركة المرور، وتحسين نوعية الهواء، واستهلاك الطاقة للفرد، وسجلات رضا المواطنين، ومعدلات اعتماد الخدمات الرقمية.

The Historical Role of Professional Engineering Societies

وقد ظلت جمعيات الهندسة المهنية منذ وقت طويل حفازة على الابتكار الحضري، ففي أواخر القرنين التاسع عشر والأوائل العشرين، وضعت مجتمعات مثل الجمعية الأمريكية للمهندسين المدنيين ومؤسسة المهندسين المدنيين معايير لتوريد المياه والمرافق الصحية والنقل التي وضعت الأساس للمدن الحديثة، وتواصل جمعية المهندسين (التي كثيرا ما تُشار إليها بشكل عام ولكنها تمثل الهيئات الوطنية أو الدولية) هذا التقليد في العصر الرقمي.

إن التحديات الذكية التي تواجه المدينة اليوم - الأمن السيبراني، والقابلية للتشغيل المتبادل، وخصوصية البيانات، والقدرة على التكيف مع المناخ - تتطلب نفس النهج المنهجي الذي اتبعته المجتمعات الهندسية السابقة على نحو منهجي وواضع للمعايير، وقد استجابت جمعية المهندسين من خلال تشكيل لجان مدينة ذكية مكرسة، ونشر أوراق بيضاء، وممارسة الضغط على السياسات العامة التي تدعم الابتكار، مع حماية مصالح المواطنين.

جمعية المشتغلين بالمهندسين الأساسيين

وتقوم جمعية المهندسين بتقدم مبادرات المدن الذكية من خلال مجموعة من الأنشطة التي تشمل التعليم والدعوة والتوحيد والتعاون، وهي المجالات الرئيسية التي يكون فيها تأثيرها أكثر وضوحا.

1 - وضع معايير ومبادئ توجيهية عالمية

ومن أهم الأدوار التي تضطلع بها جمعية المهندسين وضع معايير تقنية تكفل التشغيل المتبادل بين مختلف نظم المدن الذكية، وبدون معايير مشتركة، لا يمكن للأجهزة والبرامج من مختلف البائعين الاتصال، مما يؤدي إلى عدم الكفاءة وقفل البائعين، وتعمل الجمعية بشكل وثيق مع هيئات المعايير الدولية مثل المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس واللجنة الدولية لمنع التبادل الإلكتروني من أجل وضع بنية قوية في المستقبل.

فعلى سبيل المثال، ساهمت الجمعية في سلسلة المنظمة الدولية لتوحيد المقاييس 37120 بشأن المدن والمجتمعات المحلية المستدامة، التي تحدد مؤشرات خدمات المدن ونوعية الحياة، وتعطي هذه المعايير البلديات لغة مشتركة لتخطيط وتنفيذ وتقييم مشاريع المدن الذكية.

٢ - التدريب المهني والتصديق

وتتطور تكنولوجيات المدن الذكية بسرعة، ويجب على المهندسين أن يستكملوا مهاراتهم باستمرار، وتقدم جمعية المهندسين برامج تدريبية متخصصة ومنح شهادات في مجالات مثل تصميم الشبكات الذكية، ونظم النقل الذكية، ووضع نماذج للمعلومات، وأمن الفضاء الإلكتروني في الهياكل الأساسية الحيوية، وتعترف هذه الوثائق على الصعيد العالمي وتساعد أرباب العمل على تحديد المهنيين المؤهلين.

كما تشارك الجمعية مع الجامعات في إدماج مواضيع المدن الذكية في المناهج الهندسية، ومن خلال التأثير على ما يُدرس في برامج الدراسات العليا والجامعات، تكفل الجمعية استعداد الجيل القادم من المهندسين لتصميم المدن المرتبطة غدا.

3- التعاون وتبادل المعارف

ولا يمكن لأي منظمة أن تبني مدينة ذكية بمفردها، وتعمل جمعية المهندسين كجهة اجتماع تجمع بين الوكالات الحكومية والشركات الخاصة والباحثين الأكاديميين والجماعات المجتمعية، ومن خلال المؤتمرات السنوية والندوات والأفرقة العاملة، تيسر الجمعية الحوار بين القطاعات الذي يؤدي إلى حلول مبتكرة.

فعلى سبيل المثال، استضافت فرقة العمل المعنية بالمدن الذكية التابعة للجمعية العامة مهارات الاختراق حيث يتعاون المهندسون مع المخططين الحضريين لوضع حلول أولية لمشاكل العالم الحقيقي، مثل تحسين طرق جمع النفايات أو التنبؤ بالطلب على الطاقة في المباني العامة، وتسريع هذه الأحداث نقل الأفكار من المختبر إلى شارع المدينة.

4 - الدعوة إلى الهياكل الأساسية المستدامة

إن الاستدامة مبدأ أساسي من مبادئ مجتمع المهندسين ومبادرات المدن الذكية، وتتمسك الجمعية بهمة بالسياسات التي تعطي الأولوية للطاقة المتجددة، والمباني الفعالة من حيث الطاقة، والنقل الأخضر، ومبادئ الاقتصاد الدائري، وتنشر ورقات موقف بشأن مواضيع مثل التنمية الحضرية الصافية الصفرية وكهربة المرور العام، وتقدم توصيات قائمة على الأدلة إلى صانعي القرار.

ومن المهم أن الجمعية تدعو إلى استثمارات في الهياكل الأساسية تكون مرنة لتغير المناخ، ويشمل ذلك تشجيع استخدام التصميم التكييفي في المناطق المعرضة للفيضانات، وإدماج الأسطح الخضراء والمصفوفات القابلة للتلف، ونشر أجهزة المياه الذكية لكشف التسربات في وقت مبكر.

التكنولوجيات الرئيسية التي يمكن أن تُتاح من جمعية المهندسين

ولا تستحدث جمعية المهندسين منتجات تجارية، ولكن معاييرها وتدريبها تتيح اعتماد العديد من التكنولوجيات الرئيسية التي تُحفِّز المدن الذكية على نطاق واسع.

شبكة الإنترنت للأشياء وشبكة الاستشعار

كما أن أجهزة الاستشعار بالأشعة هي أعين وأذن مدينة ذكية، وهي ترصد نوعية الهواء، ومستويات الضوضاء، وتدفق المرور، وشغل السيارات، واستخدام الطاقة، وحتى الصحة الهيكلية للجسور، وقد نشرت جمعية المهندسين أفضل الممارسات لتصميم شبكة إيوت، وسلامة البيانات، والمعايرة المستشعرة، كما أنها تعالج تحديات مثل إدارة الطاقة لأجهزة الاستشعار التي تعمل بالبطارية، وتأمين نقل البيانات.

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

وتقوم خامات المقاييس بتحليل الجرافات الواسعة من البيانات التي تنتجها أجهزة الاستشعار التابعة لأجهزة الاستشعار عن طريق اليوت للتنبؤ باحتياجات الصيانة، وتعظيم إشارات المرور، وكشف أوجه الشذوذ التي قد تدل على حدوث إخفاقات في البنية التحتية، وتقدم جمعية المهندسين مبادئ توجيهية بشأن استخدام الأجهزة الآيرلندية الأخلاقية في الخدمات العامة، وضمان أن تكون الخوارزميات شفافة وخاضعة للمساءلة وخالية من التحيز، وهذا أمر مهم بصفة خاصة عندما تستخدم منظمة آي في التخطيط الحضري لأغراض الضبط.

Smart Grids and Energy Management

الطاقة هي نضوب الحياة في المدن، وتستخدم شبكات الذكاء الاتصالات الرقمية لرصد وإدارة توزيع الكهرباء، وتكامل المصادر المتجددة، وتمكين برامج الاستجابة للطلبات، وقد وضعت جمعية المهندسين برامج لإصدار شهادات لمهندسي الشبكات الذكية، وساهمت في المعايير التي تسمح للمركبات الكهربائية بإعادة الشحنات وإرسال الطاقة إلى الشبكة (المركبات إلى الشبكة، V2G).

نظم النقل الذكية

ومن أضواء المرور التكييفية إلى تتبع مرور الجمهور في الوقت الحقيقي، فإن النظام المتكامل للنقل العابر هو أحد أكثر التطبيقات الذكية في المدن، وقد نشرت جمعية المهندسين مبادئ توجيهية لهيكل النظام المتكامل، بما في ذلك إدماج المركبات ذات الصلة والمستقلة، كما أنه يشجع على استخدام منابر التنقل في الخدمة تجمع بين وسائل النقل المتعددة في واجهة رقمية واحدة، مما يجعل من السهل على المواطنين اختيار خيارات السفر المستدامة.

دراسات الحالة: جمعية المهندسين في العمل

وقد طبقت مبادئ الجمعية في مدن حول العالم، مما أدى إلى تحسينات قابلة للقياس في الكفاءة والاستدامة والقابلية للاستدامة.

سنغافورة: بناء أمة ذكية على المعايير

إن مبادرة الأمة الذكية في سنغافورة هي من أكثر المبادرات طموحا في العالم، وعملت جمعية المهندسين في سنغافورة مع الحكومة على وضع معايير وطنية لنظم البناء الذكية والهوية الرقمية وتبادل البيانات، مما مكّن من بدء شبكة استشعار على الصعيد الوطني ترصد كل شيء من كثافة الحشود إلى خطر الحمى الكثيفة، ونتيجة لذلك، حققت المدينة - الولايات انخفاضا بنسبة 30 في المائة في استهلاك الطاقة في ذروة ساعات العمل و 15 في المائة.

ولمزيد من التفاصيل، انظر Smart Nation Singapore] بوابة رسمية، تبرز دور الهيئات الهندسية المهنية في التحول الرقمي للبلد.

Barcelona: Participatory Smart City

وتركز استراتيجية مدينة برشلونة الذكية، المعروفة باسم " مدينة برشلونة الرقمية " على مشاركة المواطنين، وتعاونت جمعية المهندسين في إسبانيا مع مجلس المدينة لتنفيذ برامج البيانات المفتوحة والرصد البيئي القائم على أساس اللغة الإيوائية، وكانت النتيجة الهامة هي نموذج " الحواجز " الذي يسترد الشوارع من السيارات لاستخدامها في صناعة الشعاب والفضاء الأخضر، بدعم من إدارة حركة المرور في مجال نماذج الحركة.

هلسنكي: البيانات المفتوحة والكفاءة الحضرية

وقد استحدثت هلسنكي بيانات مفتوحة لخلق مدينة ذكية تتسم بالشفافية والكفاءة، وساعدت جمعية المهندسين في فنلندا على تطوير منصة " إنفوشاير " في منطقة هلسنكي، التي تنشر مجموعات بيانات عن النقل والطاقة والديمغرافيا، كما استخدمت المهندسين هذه البيانات لتعظيم طرق حافلات المدارس، وخفض تكاليف التدفئة في المباني العامة، والتنبؤ باحتياجات الصيانة لشبكة المياه في المدينة.

التصدي للتحديات: خصوصية البيانات، والإنصاف، والقدرة على التكيف

وتعترف جمعية المهندسين بأن المدن الذكية تواجه عقبات كبيرة تتجاوز الحدود التقنية، وأن خصوصية البيانات هي مصدر قلق رئيسي - من المواطنين بشأن مراقبة المعلومات الشخصية وإساءة استخدامها، وقد نشرت الجمعية مدونة قواعد سلوك لجمع بيانات المدن الذكية، ودعت إلى ] تحديد الأولويات ، حيث يتم الكشف عن البيانات في المصدر، ويحتفظ المواطنون بضوابط على معلوماتهم.

إن الإنصاف مسألة حاسمة أخرى، فبدون التخطيط المتعمد، يمكن لتكنولوجيات المدن الذكية أن تفيد الأحياء الغنية بينما تتجاهل المجتمعات المحلية التي لا تحظى بخدمات كافية، وتشجع جمعية المهندسين على عمليات تصميم شاملة تشارك فيها جميع الجهات المعنية، بما في ذلك السكان ذوي الدخل المنخفض، والسكان المسنين، والأشخاص ذوي الإعاقة، وتشجع أيضا على نشر برامج عامة للوقود، وبرامج محو الأمية الرقمية، والأجهزة المعقولة التكلفة لضمان مشاركة الجميع في المدينة الرقمية.

أمن الفضاء الإلكتروني في البنية التحتية الحرجة

ومع زيادة الربط بين نظم المدن، أصبحت أيضا أكثر عرضة للهجمات الإلكترونية، وقد وضعت جمعية المهندسين إطارا لأمن الفضاء الإلكتروني، خصيصا للهياكل الأساسية للمدينة الذكية، وتغطي خطط الاستجابة للحوادث، وتقسيم الشبكات، وعمليات المراجعة الأمنية المنتظمة، وتستخدم هذه الأطر من جانب البلديات في جميع أنحاء العالم لحماية محطات معالجة المياه، ومراكز مراقبة الحركة، ونظم الاتصالات الطارئة.

التمويل ودعم السياسات

وتقوم جمعية المهندسين بدور أيضا في مساعدة المدن على تأمين التمويل لمشاريع المدن الذكية، وتقوم الجمعية، من خلال شبكة شركائها في الصناعة والاتصال الحكومي، بتقديم المشورة للمدن بشأن كيفية تنظيم الشراكات بين القطاعين العام والخاص، وتقديم طلبات للحصول على المنح الاتحادية، ووضع لوائح ملائمة للاستثمار، ويمكن أن تزيد ختم الجمعية للموافقة على خطة المدن الذكية من مصداقيتها مع المقرضين والمانحين.

فعلى سبيل المثال، عملت جمعية المهندسين في الولايات المتحدة مع إدارة النقل من أجل تطوير تحدي مدينة سمارت، وهو مسابقة منح منحت 50 مليون دولار لكولومبوس، أوهايو، من أجل نظام شامل للنقل الذكي، وقدمت الجمعية التوجيه التقني لجميع المدن المشاركة، لمساعدتها على تصميم مقترحات مبتكرة وممكنة.

التوقعات المستقبلية: مدن المستقبل

وفي المستقبل، تستعد جمعية المهندسين للموجة القادمة من الابتكار الحضري، وتشمل مجالات التركيز الرئيسية ما يلي:

• Digital Twins:] Virtual replicas of physical cities that allow engineers to simulate the impact of new policies, such as addcycle lanes or retrofitting buildings, before implementing them in the real world.
• Edge Computing:] Processing data locally rather than in the cloud to reduce latency and improve reliable, which is critical for applications like autonomous vehicles and real-time emergency response.
• Circular Economy Integration:] Designing cities where waste from one system becomes input for another-for instance, using recycled water from buildings to irrigate public parks, monitored and managed by intelligence sensors.
• Climate Adaptation:] Engineering cities that can withstand extreme weather events, sea-level rise, and heatwaves throughelli infrastructure that automatically adjusts to changing conditions.

وتقوم جمعية المهندسين بتحديث معاييرها وموادها التدريبية بصورة نشطة لتغطية هذه التكنولوجيات الناشئة، كما تدعو إلى اتباع نهج " مفتوح " في البيانات المتعلقة بالمدينة الذكية، مما يشجع الابتكار مع حماية الخصوصية.

دور المهندسين الشباب

إن جذب المواهب الشابة واستبقاؤها أمر أساسي لمستقبل المدن الذكية، إذ تدير جمعية المهندسين برامج توجيهية ومنح دراسية ومسابقات خاصة للطلاب والمهنيين العاملين في مجال الرعاية المبكرة، فعلى سبيل المثال، تدعو " تحدي تصميم المدن الذكية " السنوي الذي تنظمه الجمعية إلى أفرقة جامعية لاقتراح حلول لمشكلة ملحة للغاية في المدينة، ويتلقى الفائزون التمويل والتوجيه لتنفيذ أفكارهم.

الاستنتاج: مخطط للارتقاء الحضري

وقد أثبتت جمعية المهندسين أن الهيئات الهندسية المهنية ليست مجرد مراقبين وإنما مهندسين نشطين في حركة المدن الذكية، ومن خلال المعايير والتعليم والدعوة والتعاون، توفر الجمعية الاختلاط الذي تبنى عليه المدن المستدامة والمرنة والمنصفة، ويضمن نهجها الكلي أن تقدم التكنولوجيا للناس الذين يرتدون أولاً التنقل، وكفاءة الطاقة، والسلامة العامة، ونوعية الحياة.

ومع استمرار تلف سكان الحضر، لم تكن الحاجة إلى حلول ذكية ومتكاملة أكبر من أي وقت مضى، ولا تزال جمعية المهندسين شريكا ثابتا، حيث تزود المهندسين بالأدوات والأخلاق اللازمة لتطهير تعقيدات التنمية الحضرية الحديثة، ومن شوارع سنغافورة التي تستخدم أجهزة الاستشعار إلى منابر البيانات المفتوحة في هلسنكي، فإن بصمات الجمعية على أكثر مشاريع المدن ذكاء في العالم.

وبالنسبة لمن يتطلعون إلى تعميق فهمهم لمعايير المدن الذكية، فإن معيار ISO 37120] للمدن المستدامة مورد قيّم، وبالإضافة إلى ذلك، فإن منصة ] مدن سمارت العالمية ]] تقدم أخبارا ودراسات حالة عن المبادرات العالمية، ومن خلال متابعة قيادة جمعية المهندسين، يمكن للمدن في كل مكان اتخاذ خطوات أكثر جدوى نحو المستقبل.