المدن الذكية السعودية: نيوم وبرنامج الرياض للمدن الذكية والتحول الحضري المدفوع بإنترنت الأشياء

تسير أجندة المدن الذكية في السعودية على مسارين: بناء مدن جديدة قائمة على التقنية مثل نيوم وتحديث الرياض عبر التنقل الذكي وحساسات إنترنت الأشياء والتوائم الرقمية والخدمات العامة المتصلة. لذلك تمنح نيوم صورة الطموح منذ مرحلة التأسيس، بينما تكشف الرياض كيف تدخل بنية رؤية 2030 الرقمية إلى مدينة قائمة واسعة النطاق.

نيوم: التصميم الحضري أولاً بالتقنية

يُمثّل NEOM أكثر مشاريع المدن الذكية تكثيفاً رأسمالياً في التاريخ العالمي، بإجمالي استثمار مخطط يتجاوز 500 مليار دولار أمريكي. يمتد المشروع على نحو 26,500 كيلومتر مربع في منطقة تبوك، ويضم THE LINE (تطوير حضري خطي)، وتروجينا (منتجع جبلي ومضيف مستقبلي لدورة الألعاب الشتوية الآسيوية)، وسندالة (وجهة جزيرية فاخرة)، وأكساجون (مجمع صناعي عائم).

تتمحور رؤية THE LINE التقنية حول تصميم حضري خالٍ من السيارات مع توفير جميع وسائل التنقل عبر أنظمة ذاتية تعمل تحت سطح المدينة. يجمع عمود فقري رقمي متكامل البياناتِ من ملايين الحساسات المدمجة في المباني والبنية التحتية والفضاءات العامة ويعالجها، مُتيحاً الصيانة التنبؤية وإدارة الموارد الآلية والخدمات الحضرية المستجيبة.

يُوصَف نظام تشغيل تقنية NEOM بأنه توأم رقمي إدراكي للتطوير بأكمله، يدمج الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء وتحليلات البيانات لإدارة عمليات المدينة. تُصمَّم أنظمة المباني وتوزيع الطاقة وإدارة المياه ومعالجة النفايات والأمن للتحسين الذاتي مع انصباب الإشراف البشري على إدارة الاستثناءات وصنع القرار الاستراتيجي.

يتصوّر برنامج الروبوتات أنظمةً ذاتية لتنفيذ مهام البناء والصيانة والخدمات اللوجستية وتقديم الخدمات. أبرم NEOM شراكات مع شركات الروبوتات وأجرى استثمارات في شركات التقنية الذاتية الناشئة لبناء القدرات اللازمة لهذه الرؤية.

تُصمَّم منظومات الطاقة حول توليد طاقة متجددة بنسبة 100 بالمئة، مع تأمين الطاقة الكهربائية من الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والتخزين بالبطاريات. يمتد برنامج الهيدروجين الأخضر الذي يستهدف أكبر منشأة عالمية لإنتاج الهيدروجين الأخضر الرؤيةَ الاستدامية لتشمل إنتاج وقود نظيف للتصدير والاستخدام الصناعي المحلي.

برنامج الرياض للمدن الذكية

يعمل تحول الرياض إلى مدينة ذكية على نطاق ومستوى تعقيد مختلفَين بالكامل، يستلزمان دمج الأنظمة الرقمية في مدينة حضرية قائمة يسكنها أكثر من ثمانية ملايين نسمة. تُشرف الهيئة الملكية لمدينة الرياض على برنامج المدينة الذكية منسِّقةً نشر التقنية عبر قطاعات النقل والمرافق والأمن العام والخدمات المدنية.

تشمل مبادرات التنقل الذكي أنظمة إدارة الحركة المرورية الذكية التي تُحسّن توقيت الإشارات استناداً إلى بيانات تدفق المرور الفوري، والتوجيه الديناميكي للسائقين، وأنظمة معلومات النقل العام المتكاملة. يضم مترو الرياض ذو الستة خطوط الآلي ذو 85 محطة إدارةً ذكية للمحطات وصيانةً تنبؤية وأنظمة دفع متكاملة.

تنشر شبكات الرصد البيئي آلاف الحساسات عبر المدينة لقياس جودة الهواء ومستويات الضوضاء ودرجات الحرارة وغيرها من المعاملات البيئية. تدعم هذه البيانات رصد الصحة العامة وقرارات التخطيط الحضري وتقييم الامتثال التنظيمي.

تجمع أنظمة الإضاءة الذكية للشوارع كفاءة LEDs مع الاتصالية عبر إنترنت الأشياء، مُتيحةً الإدارة عن بُعد والسطوع التكيّفي استناداً إلى نشاط المشاة والمرور، ودمج حساسات بيئية وكاميرات أمن ومعدات اتصالات داخل البنية التحتية للإضاءة.

تُنشر تقنية التوأم الرقمي لإنشاء نموذج افتراضي شامل للبيئة الحضرية في الرياض. يدمج هذا التوأم الرقمي المعلوماتِ الجغرافية وبيانات المباني وشبكات المرافق وتغذيات الحساسات الفورية لدعم التخطيط الحضري وإدارة البنية التحتية وتنسيق الاستجابة الطارئة.

البنية التحتية لإنترنت الأشياء والاتصالية

يستلزم نشر بنية تحتية لإنترنت الأشياء عبر المدن السعودية شبكات اتصالية مُحسَّنة للخصائص المميزة لتطبيقات إنترنت الأشياء: انخفاض استهلاك الطاقة وتغطية واسعة النطاق ودعم أعداد ضخمة من الأجهزة المتصلة.

تُوفّر تقنيات الشبكات الواسعة منخفضة الطاقة (LPWAN) بما فيها LoRaWAN وNB-IoT طبقة الاتصالية لتطبيقات إنترنت الأشياء في المدن الذكية. نشر stc وMobily وZain شبكات NB-IoT مستعملين البنية التحتية الخلوية القائمة، فيما تخدم شبكات LoRaWAN المخصصة عمليات نشر محددة في المدن الذكية.

يوفر توسع شبكات الجيل الخامس اتصاليةً عالية النطاق الترددي ومنخفضة الكمون للتطبيقات المتطلبة بما فيها مراقبة الفيديو بدقة عالية واتصالات المركبات ذاتية القيادة وخدمات الواقع المعزّز. ويُتيح الجمع بين الجيل الخامس وقدرات الحوسبة الطرفية معالجةً فورية لبيانات الحساسات على حافة الشبكة لتقليص الكمون في التطبيقات الحرجة زمنياً.

تُمثّل أنظمة المباني الذكية فئةً محورية لنشر إنترنت الأشياء. أنظمة إدارة المباني التي تدمج التحكم في التكييف وإدارة الإضاءة والتحكم في الدخول ورصد الطاقة معيارية متصاعدة في المشاريع التجارية والسكنية الجديدة. وتمتد برامج إعادة التجهيز قدراتِ المباني الذكية إلى الرصيد القائم من المباني.

تنشر إدارة المياه الذكية حساساتٍ عبر شبكات التوزيع للكشف عن التسرب ورصد الضغط وقياس الاستهلاك وتحسين عمليات المعالجة. نظراً لشح المياه في المملكة واعتمادها على التحلية، تُحقق مكاسب الكفاءة التي تُتيحها إدارة المياه الذكية عبر تقنية إنترنت الأشياء فوائد اقتصادية وبيئية جوهرية.

منصات البيانات والذكاء الحضري

تجمع منصات بيانات المدن الذكية البياناتِ من شبكات حساسات حضرية متنوعة وتعالجها وتحللها مُنشِئةً رؤى تشغيلية موحّدة لمديري المدينة. تضم هذه المنصات عادةً طبقات استيعاب البيانات التي تتعامل مع بروتوكولات وصيغ متعددة ومحركات معالجة التدفق الفوري وحلول تخزين البيانات التي تمتد من قواعد بيانات السلاسل الزمنية إلى بحيرات البيانات ولوحات التحليلات وأدوات إعداد التقارير.

تشمل تطبيقات الذكاء الاصطناعي المبنية على منصات بيانات المدن الذكية الصيانةَ التنبؤية للبنية التحتية الحضرية والتنبؤ بتدفق الحركة المرورية وتحسينه والتنبؤ بالطلب على الطاقة والكشف عن تهديدات الأمن العام. تتحسّن نماذج التعلم الآلي المدرَّبة على البيانات الحضرية التاريخية بمرور الوقت مُتيحةً تنبؤات أكثر دقة وتدخلات أكثر فعالية.

توفر منصات المشاركة المدنية للسكان قنواتٍ رقمية للإبلاغ عن المشكلات والوصول إلى الخدمات وتقديم الملاحظات حول إدارة المدينة. تدمج التطبيقات المحمولة بيانات المدن الذكية لتزويد المواطنين بمعلومات فورية عن جداول العبور وجودة الهواء وتوافر الخدمات وفعاليات المجتمع.

اعتبارات الخصوصية جزء لا يتجزأ من إدارة البيانات في المدن الذكية. يُثير نشر شبكات حساسات شاملة في الفضاءات العامة تساؤلات حول المراقبة ونطاق جمع البيانات والتوازن بين الكفاءة التشغيلية وخصوصية الفرد. تعمل برامج المدن الذكية في المملكة في إطار نظام حماية البيانات الشخصية، مع تطبيق مبادئ تقليص البيانات وتحديد الغرض على جمع البيانات الحضرية.

البنية التحتية الذكية للمشاريع العملاقة

تضم مشاريع عملاقة أخرى بعيداً من NEOM عناصر المدن الذكية. تنشر وجهة البحر الأحمر شبكات طاقة مصغّرة متجددة وأنظمة تحلية ومحاليل تنقل ذاتي عبر تطويرات منتجعات الجزر. يحمي الرصد البيئي الذكي النظامَ البيئي للشعاب المرجانية مع إدارة أثر النشاط السياحي.

تدمج Qiddiya وجهةَ الترفيه العملاقة جنوب الرياض إدارةً ذكية للمنشآت وتحسيناً لتدفق الجموع وأنظمة تسعير ديناميكية عبر مدن الملاهي والمرافق الرياضية وأماكن الترفيه. يستخدم تخصيص تجربة الزوار عبر إنترنت الأشياء التطبيقاتِ المحمولة والأجهزة القابلة للارتداء لتعزيز مستوى التفاعل.

تجمع Diriyah وجهةَ التطوير الثقافي والتراثي الحفظَ التاريخي ببنية تحتية ذكية بما فيها إضاءة ذكية وأنظمة تحكم بيئية وأنظمة إدارة الزوار مُصمَّمة لتعزيز التجربة الثقافية مع حماية الموروث الحضاري.

تضمّ مجتمعات ROSHN السكنية تقنياتِ المنازل الذكية ومنصات إدارة المجتمع وعدادات المرافق المتكاملة مزايا معيارية، مُوفِّرةً للسكان أدوات رقمية لإدارة المنزل والمشاركة المجتمعية.

المنظومة البيئية للصناعة

تضم المنظومة البيئية للمدن الذكية مزوّدي التقنية ومتكاملي الأنظمة ومشغّلي الاتصالات وشركات الاستشارات المتخصصة في المدن الذكية. تُحافظ شركات التقنية الدولية بما فيها Siemens وSchneider Electric وHoneywell وCisco على ممارسات مهمة في مجال المدن الذكية السعودية.

تطوّر شركات التقنية السعودية قدرات في مجالات المدن الذكية. تُرسي شركات متخصصة في تطوير منصات إنترنت الأشياء والتحليلات الحضرية وحلول المباني الذكية وتقنيات المشاركة المدنية مكانةً تنافسية في السوق المحلية.

تُسهم المؤسسات الأكاديمية عبر برامج أبحاث المدن الذكية. تُجري جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية (KAUST) وجامعة الملك سعود وغيرهما من المؤسسات أبحاثاً في الحوسبة الحضرية وشبكات إنترنت الأشياء وتطبيقات المدن الذكية مُعززةً قاعدة المعرفة التي تدعم طموحات المملكة في المدن الذكية.

التحديات

تظل قابلية التشغيل البيني بين أنظمة المدن الذكية المتنوعة تحدياً متواصلاً. يستلزم دمج الأنظمة من موردين متعددين تعمل بروتوكولات وصيغ بيانات مختلفة حلول برمجيات وسيطة وجهوداً لتوحيد المعايير تُضيف تعقيداً وتكاليف.

تتصاعد مخاطر الأمن السيبراني مع عمليات نشر المدن الذكية. تكاثر الأجهزة المتصلة، وكثير منها محدود القدرات الأمنية، يُفرز نواقل هجوم محتملة قد تُعرّض الأنظمة الحضرية للخطر. يستلزم الأمن السيبراني للمدن الذكية مناهج متخصصة تعالج الخصائص الفريدة لبيئات إنترنت الأشياء الحضرية.

يستلزم الاستدامة الاقتصادية لاستثمارات المدن الذكية إثبات عوائد ملموسة. على الرغم من جاذبية الرؤية التقنية، فإن التكاليف الرأسمالية والتشغيلية للبنية التحتية الشاملة للمدن الذكية جسيمة. قياس المنافع من حيث توفير الطاقة والكفاءة التشغيلية وتحسين جودة الحياة والتنمية الاقتصادية ضروري للحفاظ على الالتزام الاستثماري.

التوقعات

سيواصل برنامج المدن الذكية في المملكة العربية السعودية التوسع حتى 2030، مع تقدم نيوم وغيره من المشاريع العملاقة في مراحل الإنشاء والعمليات الأولية، وتوسع عمليات نشر البنية التحتية الذكية في المدن القائمة عبر مناطق حضرية إضافية. يُهيئ استعداد المملكة للاستثمار على نطاق واسع إلى جانب فرص التطوير الجديد (Greenfield) المتاحة مختبراً حياً لتقنية المدن الذكية يُولّد دروساً وابتكارات قابلة للتطبيق في بيئات حضرية عالمياً.

سيُتيح نضج تقنيات الذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء والاتصالية قدرات إدارة حضرية أكثر تطوراً بصورة متزايدة. يُؤهّل الاستثمار السعودي المبكر والمتسارع في البنية التحتية للمدن الذكية المملكةَ للاستفادة من مسارات هذه التقنيات مع نضجها، مُرسِّخاً معايير جديدة لكيفية تصميم المدن وبنائها وتشغيلها.