Η ψηφιακή πλατφόρμα ΙοΤ , Ηράκλειο – έξυπνη πόλη

Εισαγωγή

Το έργο της ψηφιακής πλατφόρμας Heraklion Smart City υλοποιεί το όραμα του Δήμου Ηρακλείου για την διαχείριση των δεδομένων που γεννά το τοπικό αστικό περιβάλλον (συλλογή, αποθήκευση, οπτικοποίηση, διαμοιρασμός) .
Μέσω της υλοποίησή του, ο Δήμος αποκτά δική του κυρίαρχη τεχνολογική υποδομή βασισμένη σε ανοικτές τεχνολογικές λύσεις που φιλοξενούν, αναλύουν και διανέμουν τα δεδομένα της πόλης με βάση διεθνή πρότυπα και βέλτιστες πρακτικές περί ανοιχτών δεδομένων. Συγκεκριμένα, στo πλαίσιo του έργου, υλοποιείται μια ολοκληρωμένη διαδικτυακή πλατφόρμα, η οποία αποτελει ένα αποθετήριο μεγάλου όγκου αστικών δεδομένων και απευθύνεται στους δημόσιους οργανισμούς , στην τοπική επιχειρηματική και επιστημονική κοινότητα αλλά και στους πολίτες.

Έτσι, με επίκεντρο τα δεδομένα , δημιουργείται μια στατιστική πύλη της πόλης, υποβοηθείται η λήψη αποφάσεων και «εκδημοκρατίζεται» η τοπική διακυβέρνηση, αυξάνεται η συμμετοχικότητα των πολιτών και αναπτύσσεται περαιτέρω η επιχειρηματικότητα.
Ταυτόχρονα με τον συμμετοχικό τρόπο που δημιουργείται η πλατφόρμα δημιουργείται ένα αλληλοεπιδρόν Τοπικό οικοσύστημα από τους φορείς της Τοπικής διακυβέρνησης, τα ακαδημαϊκά ερευνητικά ινστιτούτα , τις επιχειρήσεις και τους πολίτες ).

Επί του παρόντος, η υποδομή IoT αποτελείται από τους ακόλουθους κόμβους αισθητήρων: (α) παρακολούθηση περιβάλλοντος και καιρού,
(β) παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα,
(γ) ποιότητα νερού και παρακολούθηση διαχείρισης,
(δ) έξυπνη στάθμευση,
(ε) μετρήσεις θορύβου,
(στ) εκτίμησης πληθυσμού και
(ζ) μετρήσεις φόρτου κίνησης σε δρόμους.

Επιπλέον,η πλατφόρμα έξυπνης πόλης παρέχει, μέσω ανοιχτού ενδιάμεσου λογισμικού και πύλης δεδομένων, το σύνολο των δεδομένων της υπο τη μορφή ανοικτών δεδομένων (Open data) και παρέχει ένα ανοιχτό API για μελλοντικές εφαρμογές που θα αξιοποιούν τα δεδομένα.

Η πλατφόρμα Heraklion Smart City χρησιμοποιεί και διαχειρίζεται IoT  «οντότητες» και πόρους (όπως αισθητήρες, ενεργοποιητές και έξυπνες συσκευές), προσφέροντας χρηστικές υπηρεσίες IoT με στόχο να επιτρέψει την έννοια της «Τηλεπισκόπησης ως υπηρεσία», μέσω ενός ευέλικτου πλαισίου middleware για την ανάπτυξη και την παροχή υπηρεσιών σε περιβάλλοντα cloud.

Πεδίο Εφαρμογής

Η υποδομή αναπτύσσεται στο πλαίσιο Προγραμματικών Σύμβασεων μεταξύ του Δήμου Ηρακλείου και του Ινστιτούτου Πληροφορικής του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΠ-ΙΤΕ), ένα από τα μεγαλύτερα ερευνητικά κέντρα στην Ελλάδα.

Πιο συγκεκριμένα, ο Δήμος Ηρακλείου θέτοντας τις αρχικές απαιτήσεις του έργου βάση του Στρατηγικού Σχεδίου «Ηράκλειο Έξυπνη Πόλη» και το ΙΠ-ΙΤΕ εφαρμόζοντας πρωτοποριακές τεχνολογίες ΤΠΕ, προχώρησαν στον σχεδιασμό και υλοποίηση καινοτόμων υποδομών δικτύου και υπηρεσιών.

Σε αυτή τη διαδικασία, αξιοποιήθηκαν τα αποτελέσματα τεσσάρων εργαστηρίων του ΙΠ-ΙΤΕ, συμπεριλαμβανομένων των ερευνητικών αποτελεσμάτων που επιτεύχθηκαν μέσω της συνεργασίας του ΙΠ-ΙΤΕ και του Δήμου Ηρακλείου στο πλαίσιο ευρωπαϊκών χρηματοδοτούμενων έργων [Έργο FP7 RERUM].

Επιπλέον ο Δήμος Ηρακλείου μέσω της συνεργασίας του με το τοπικό οικοσύστημα γνώσης (ΙΠ-ΙΤΕ) αποκτά πλήρη κυριαρχία επι των δεδομένων της πόλης, σχεδιάζοντας και υλοποιώντας καινοτόμα συστήματα συλλογής, αποθήκευσης, οπτικοποίησης και διαμοιρασμού αυτών.

Στην παρούσα φάση του έργου, το σύνολο της υποδομής λειτουργεί παραγωγικά με διαχείριση της υποδομής από το τμήμα πληροφορικής του Δήμου Ηρακλείου.

Αναλυτική παρουσίαση της πρότασης και των τεχνικών λεπτομερειών της

Το οικοσύστημα της Έξυπνης Πόλης Ηρακλείου αποτελείται από 3 διαλειτουργικά επίπεδα: το επίπεδο πηγών δεδομένων, το επίπεδο πλατφόρμας έξυπνης πόλης και το επίπεδο καταναλωτών δεδομένων:

• Το επίπεδο πηγών δεδομένων περιέχει το φυσικό επίπεδο της υποδομής IoT και τις εξωτερικές πηγές Ανοιχτών Δεδομένων, που και οι δύο λειτουργούν ως τροφοδότες δεδομένων του επιπέδου Smart City Platform.
• Το επίπεδο πλατφόρμας Smart City περιλαμβάνει:
o Το κεντρικό middleware της υποδομής, που συνδέει την παρακολούθηση του δικτύου αισθητήρων,
o την διαδικτυακή πύλη Smart City, που εξυπηρετεί τη δημόσια διάδοση της συσσωρευμένης γνώσης,
o τις υπηρεσίες παρακολούθησης και διαχείρισης, παρέχοντας εργαλεία έξυπνης διακυβέρνησης και διαχείρισης πόλης,
o το κεντρικό σημείο διασύνδεσης API, διαθέσιμο για αξιοποίηση των δεδομένων από εφαρμογές τρίτων
• Το επίπεδο καταναλωτών δεδομένων αντιπροσωπεύει τους τελικούς χρήστες της Έξυπνης Πόλης, και συγκεκριμένα:
o Δημόσια διοίκηση
o Πολίτες και επισκέπτες της πόλης
o Πάροχοι εμπορικών εφαρμογών

Σε ότι αφορά το επίπεδο πηγών δεδομένων, η υποδομή IoT αποτελείται από τους ακόλουθους κόμβους αισθητήρων: (α) παρακολούθηση περιβάλλοντος και καιρού, (β) παρακολούθηση της ποιότητας του αέρα, (γ) ποιότητα νερού και παρακολούθηση διαχείρισης, (δ) έξυπνη στάθμευση, (ε) μετρήσεις θορύβου, (στ) εκτίμησης πληθυσμού και (ζ) μετρήσεις φόρτου κίνησης σε δρόμους.

Σε ότι αφορά τις μετρήσεις που αφορούν ζητήματα Βιώσιμης Κινητικότητας η πλατφόρμα περιλαμβάνει:

• έξυπνο σύστημα μέτρησης κυκλοφοριακού φόρτου, για βέλτιστη χρήση των οδικών δικτύων και καλύτερη εξυπηρέτηση, ασφάλεια, βελτίωση της αποδοτικότητας τους.
• έξυπνο σύστημα εκτίμησης πυκνότητας πληθυσμού σε κεντρικές πλατείες
• ευφυής υποδομή για την εφαρμογή της «έξυπνης ελεγχόμενης στάθμευσης» με παράλληλη διασύνδεση της με ετερογενείς ροές δεδομένων.
• εγκατάσταση ειδικών αισθητήρων μέτρησης θορύβου, σε προκαθορισμένα σημεία της πόλης του Ηρακλείου

To κεντρικό middleware της υποδομής αποτελείται από ένα σύνολο λειτουργιών, με βάση τις αρχές του ανοικτού κώδικα (open source). Το σύνολο των λειτουργιών αυτών λειτουργούν ως ενδιάμεσο επίπεδο μεταξύ των ασθητήρων/ενεργοποιητών και των εφαρμογών. Επομένως, βασική λειτουργία του middleware είναι να πάρει πληροφορίες από τους αισθητήρες και να τις μεταφέρει με έξυπνο και αποδοτικό τρόπο στις εφαρμογές και στους χρήστες. Αυτό πραγματοποιείται αποκρύπτοντας τους ακριβείς τύπους των αισθητήρων που χρησιμοποιούνται για την αποστολή πληροφοριών προσφέροντας υψηλά επίπεδα ασφάλειας της υποδομής (By default and By design).

Η διαδικτυακή πύλη Smart City προσφέρει τις παρακάτω ενότητες πληροφοριών:
• Πύλη παρουσίασης/πληροφόρησης για τις δράσεις του Δήμου Ηρακλείου στο πλαίσιο της έξυπνης πόλης.
• Οπτικοποίηση, εξερεύνηση και μεταφόρτωση δεδομένων που λαμβάνονται από την εγκατεστημένη υποδομή του Διαδικτύου των Αντικειμένων
• Συλλογές Ανοικτών Δεδομένων σε σύνδεση με τις πηγές δεδομένων του Δήμου Ηρακλείου (Δημοτολόγιο, Οικονομική υπηρεσία κλπ)
• Εφαρμογές Διαχείρισης Περιεχομένου

Σε ότι αφορά το υποσύστημα ανοικτών δεδομένων, πέραν της διάθεσης τους μέσω κατάλληλων διεπαφών API, επιπλέον παρέχονται:

• ηλεκτρονική υπηρεσία για την παραγωγή εξατομικευμένων πινάκων ελέγχου πόλης (Customized Smart City Dashboards) με δυνατότητα εξατομικευμένων ειδοποιήσεων.
• διασύνδεση και διαλειτουργικότητα μεταξύ επιλεγμένων πηγών ανοικτών δεδομένων (από φορείς της πόλης του Ηρακλέιου), με σκοπό την πρόσβαση και χρησιμοποίηση σύνθετης πληροφορίας (ταυτόχρονη διασύνδεση δεδομένων πολλαπλών πηγών)

Kαινοτομία/ πρωτοπορία
Τεκμηρίωση της καινοτομίας/ πρωτοπορίας της πρότασης, καθώς επίσης και του προβλήματος ή της ανάγκης που καλείται να αντιμετωπίσει .

Όλες οι καινοτομίες που αφορούν την πλατφόρμα Heraklion Smart City μπορούν να ταξινομηθούν με βάση τους τέσσερεις βασικούς τύπους καινοτομίας: καινοτομία προϊόντος, καινοτομία διαδικασιών, οργανωσιακή καινοτομία και καινοτομία μάρκετινγκ. Η επίτευξη βιώσιμης ανάπτυξης σε επίπεδο τοπικής κοινωνίας είναι συνάρτηση πολλών συντελεστών και συνδυασμός παραγόντων και από τους τέσσερεις βασικούς τύπους καινοτομίας. Ενδεικτικά αναφέρονται οι ακόλουθοι παράγοντες για κάθε ένα από τα κύρια είδη καινοτομίας:

• Καινοτομία προϊόντος: Ανάπτυξη και εγκατάσταση των αναγκαίων υποδομών, εφαρμογών και υπηρεσιών ΤΠΕ για τη δημιουργία ενός έξυπνου οικοσυστήματος έξυπνης πόλης. Βελτίωση της πρόσβασης, χρήσης και ποιότητας των ΤΠΕ. Δημιουργία ενός καινοτομικού οικοσυστήματος επικοινωνιών μέσω τεχνολογίας LoraWan. Έξυπνες εφαρμογές βιώσιμης κινητικότητας.
• Καινοτομία διαδικασιών: Ολοκληρωμένη συμμετοχή πολιτών, επιχειρήσεων και φορέων της τοπικής οικονομίας στις τοπικές, κοινωνικές και άλλες δημοκρατικές διεργασίες στο πλαίσιο μίας σύγχρονης διακυβέρνησης. Αύξηση του ποσοστού χρήσης των υπηρεσιών που παρέχονται από το Δήμο.
• Οργανωσιακή καινοτομία: Δημιουργία περιβάλλοντος ευνοϊκής αποδοχής των ΤΠΕ για την απόκτηση νέων επαγγελματικών δεξιοτήτων και τη διεύρυνση του επαγγελματικού ορίζοντα των ανέργων. Καλλιέργεια μιας ανοιχτής, φιλικής προς την καινοτομία κουλτούρας. Διάχυση των καινοτομικών αποτελεσμάτων και μεταφορά και πολλαπλασιασμό της νέας αξίας με τρόπο που να επωφελούνται όλοι οι πολίτες. Συμμετοχή πολιτών στη λήψη αποφάσεων – συμμετοχικό μοντέλο τοπικής δημοκρατίας. Ποικιλομορφία «diversity».
• Καινοτομία μάρκετινγκ: Ενίσχυση του βαθμού ευαισθητοποίησης και ενημέρωσης της τοπικής κοινωνίας δίνοντας βάρος στους βαθμούς προσαρμογής στις νέες τεχνολογίες και ενημέρωσης των ωφελειών που προκύπτουν από την αξιοποίηση και χρήση των ΤΠΕ. Τα ευφυή περιβάλλοντα, μεταξύ άλλων δίνουν τη δυνατότητα δυναμικής επικοινωνίας και ανταλλαγής πληροφοριών. Ισχυρή πολιτιστική και τουριστική ταυτότητα: οι έξυπνες πόλεις κτίζουν τη μοναδική τους ταυτότητα και προβάλλουν τα συγκριτικά τους πλεονεκτήματα με στόχο την προσέλκυση ταλέντων και επενδύσεων.

SWOT
Παρουσίαση της πρότασης μέσω εργαλείου ανάλυσης τύπου SWOT (Strengths, Weaknesses, Opportunities, Threats).

Strengths
• Σημαντικές υποδομές στον τομέα της κοινωνίας της πληροφορίας/της γνώσης
• Ώριμο περιβάλλον για την αξιοποίηση καινοτόμων τεχνολογιών
• Υψηλού επιπέδου ακαδημαϊκές και ερευνητικές υποδομές με δυνατότητες ανάπτυξης και διάχυτη καινοτομία διεθνώς
• Ασφαλής και καθιερωμένος τουριστικός προορισμός
• Παρουσία μεγάλων τουριστικών και μεταφορικών επιχειρήσεων
• Αναδυόμενοι νέοι οικονομικοί τομείς (π.χ. Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας)
• Μακροχρόνιες και εδραιωμένες διαπεριφερειακές συνεργασίες
• Εξωστρεφείς επιχειρήσεις

Weaknesses
• Υψηλό κόστος συντήρησης αισθητήρων
• Θέματα χρηματοδότησης
• Χαμηλή ζήτηση σε καινοτόμες τεχνολογίες και ηλεκτρονικές υπηρεσίες που προσφέρονται

Opportunities
• Ανάπτυξη νέων υποδομών με περιφερειακή προστιθέμενη αξία (νέο αεροδρόμιο, εθνική οδός, υποδομές για την προστασία του περιβάλλοντος)
• Νέες επιχειρηματικές δραστηριότητες βασισμένες στο πλούσιο φυσικό περιβάλλον, στην βιώσιμη ανάπτυξη και υποστήριξη για την ανάδειξη και ανάδειξη της πολιτιστικής κληρονομιάς (παγκόσμιο κέντρο αναφοράς για τον μινωικό πολιτισμό)
• Ευκαιρίες για ανάπτυξη εναλλακτικού τουρισμού (ιατρικός, συνεδριακός κ.λπ.).
• Συνεργασία τοπικών επιχειρήσεων με ερευνητικά και ακαδημαϊκά ιδρύματα και εισαγωγή καινοτόμων τεχνολογιών ΤΠΕ
• Αξιοποίηση τεχνολογιών ΤΠΕ για αναβάθμιση τοπικών επιχειρήσεων
• Ανάπτυξη ισχυρότερων δεσμών μεταξύ του πρωτογενούς και του τριτογενούς τομέα μέσω της κοινωνίας της πληροφορίας

Threats
• Μακρά και συνεχιζόμενη οικονομική κρίση
• Καθυστερήσεις στη διοικητική και δημόσια διοίκηση
• Διασύνδεση και συνέχεια με έργα και προγράμματα Ε&ΤΑ

Τεκμηρίωση Οφέλους.

Βασικός στόχος του έργου είναι η δημιουργία ενός τοπικού οικοσυστημάτος καινοτομίας στην πόλη, το οποίο και με τη βοήθεια της τεχνολογίας συμβάλλουν στη βελτίωση της καθημερινότητας όσων ζουν, εργάζονται και επισκέπτονται την πόλη, της τοπικής επιχειρηματικότητας και οικονομίας, στη προστασία του φυσικού πλούτου και του περιβάλλοντος και στη δημιουργία προϋποθέσεων βιώσιμης και αειφόρου ανάπτυξης. Πιο συγκεκριμένα τα οφέλη που απορρέουν :

• Παρακολούθηση της υποδομής σε πραγματικό χρόνο
• Αποτελεσματική τη λήψη αποφάσεων
• Διαμόρφωση περιβαλλοντικής συνείδησης στους μετακινούμενους πολίτες
• βέλτιστη χρήση των οδικών δικτύων και καλύτερη εξυπηρέτηση, ασφάλεια, βελτίωση της αποδοτικότητας τους.
• αντιμετώπιση των συμβάντων θορύβου στον πολεοδομικό σχεδιασμό και τη διαχείριση του θορύβου στην πόλη.
• Διαφάνεια
• Διεύρυνση παρεχόμενων υπηρεσιών
• πρόσβαση σε πληροφορία και σε νέες καινοτόμες υπηρεσίες
• Δημιουργία υπηρεσιών προστιθέμενης αξίας από επιχειρήσεις τόσο για τους πολίτες όσο και για τους επισκέπτες.

H υλοποίηση του έργου συμβάλει στη βελτίωση των περιβαλλοντικών συνθηκών με ωφελούμενους τους πολίτες και τους επισκέπτες της πόλης του Ηρακλείου αλλά και τους φορείς αναφορικά με τη διαχείριση των δικτύων. Τα αποτελέσματα της πράξης χρησιμοποιούνται ως κατευθυντήριες οδηγίες γραμμές αξιολόγησης επιπτώσεων της κυκλοφορίας στη ρύπανση αστικών περιοχών κατά την μελλοντική εκπόνηση Σχεδίων Βιώσιμης Αστικής Κινητικότητας (ΣΒΑΚ)

Μέσω της πλατφόρμας Heraklion Smart City δίνεται η δυνατότητα στον Δήμο Ηρακλείου στη διαχείριση των υποδομών, των φυσικών πόρων, του περιβάλλοντος και της κλιματικής κρίσης οι οποίες υποστηρίζονται από τεχνολογίες πληροφορίας/επικοινωνίας και τέλος μέσω πρακτικών διακυβέρνησης που προάγουν την καινοτομία, τη διαφάνεια, τη συμμετοχικότητα και την κοινωνική συνοχή.