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MAGGIO 2021 AUTOMAZIONE OGGI 430 45 La ‘Smart Cities Spending Guide’ di IDC afferma che l’esborso fi- nanziario annuale per le iniziative legate alle smart city, pari a 95 miliardi nel 2019, raggiungerà quota 158 miliardi di dollari entro il 2022. Illuminazione esterna smart, sorveglianza visiva, migliora- mento del trasporto pubblico e gestione intelligente del traffico sono le quattro principali applicazioni indicate nello stesso report. In tutto il mondo, ricercatori e sviluppatori di tecnologie sono im- pegnati nella ricerca delle migliori strategie finalizzate a ottimiz- zare l’impatto delle iniziative smart minimizzando nel contempo i costi di deployment (installazione e messa in esercizio). Il miglior modo per raggiungere tale traguardo è utilizzare le infrastrutture già esistenti, laddove possibile. Soluzioni smart per affrontare i problemi della vita metropolitana La rapida urbanizzazione che ha caratterizzato gli ultimi due de- cenni ha portato alla proliferazione delle megalopoli (ovvero città con oltre dieci milioni di abitanti, come Mumbai, Giacarta, Bogota, Shangai e Lagos solo per citarne qualcuna). L’erogazione dei servizi pubblici essenziali come l’acqua e l’elettricità in contesti di questo tipo è un compito sempre più impegnativo, a causa dell’aumento vertiginoso della domanda. La tecnologia può rivestire un ruolo importante, proponendo soluzioni intelligenti per la gestione delle risorse. Un esempio sono le infrastrutture AMI (Automated Meter Infrastructure) le quali, grazie alla combinazione tra contatori intelligenti, sensori, software per l’analisi dei dati, reti dati e mec- canismi per la gestione dei dati, consentono una comunicazione bidirezionale tra la società che eroga il servizio (utility) e gli utenti. Sensori remoti possono fornire agli utenti un costante accesso ai dati relativi ai loro consumi di risorse, come a esempio l’acqua, oltre a semplificare il rilevamento di eventuali perdite, permettendo alle società erogatrici dei servizi di ridurre gli sprechi. Nelle città densamente popolate la congestione del traffico è un altro problema particolarmente sentito. Per affrontarlo, le varie amministrazioni hanno predisposto piattaforme collaborative per diffondere la consapevolezza dei vantaggi della mobilità elettrica e del trasporto collettivo, oltre a incoraggiare l’utilizzo dei tra- sporti pubblici. La crescente diffusione di semafori intelligenti e della segnaletica smart sulle strade può senza dubbio contribuire a migliorare la gestione dei flussi di traffico. Questi dispositivi si basano su sensori in grado di reagire al variare delle condizioni del traffico e non sono dunque semplici timer ‘stupidi’ che non si rendono conto dell’effettiva situazione del traffico in un determi- nato momento. Oltre a generare aggiornamenti in tempo reale per i pendolari, i dati acquisiti possono, in un orizzonte temporale più lungo, essere utilizzati in una piattaforma di intelligenza arti- ficiale (AI) per prevedere modelli di traffico utili per ottimizzare il flusso dello stesso. Un’illuminazione stradale intelligente sarà in grado di adattarsi ai movimenti di pedoni, ciclisti e veicoli. Per questo motivo potrà essere oscurata quando non viene rilevato alcun movimento e attivata nel momento in cui le circostanze lo richiedono, in modo da risparmiare energia, ridurre i costi di esercizio e aumentare la durata degli apparecchi di illuminazione. La sorveglianza delle città riveste un ruolo cruciale per rilevare atti criminosi e quindi cercare di attenuarne gli effetti. Avanzati sistemi di imaging (riproduzione delle immagini) digitali aiutano le autorità municipali e le forze di polizia a osservare, all’interno di sale controllo centralizzate, ciò che sta accadendo sull’intero territorio urbano. La sostituzione delle telecamere analogiche con telecamere IP ha determinato un’importante evoluzione a livello tecnologico nell’ambito della sorveglianza grazie alla semplicità di connessione con l’infrastruttura di rete. Oltre a ciò, i progressi fatti registrare nel settore dell’analisi video e dei rela- tivi algoritmi (come a esempio rilevamento del vagabondaggio, rilevamento del suono e controllo della folla) hanno creato un notevole valore aggiunto. A questo punto val la pena sottolineare che, nonostante gli indubbi vantaggi in termini di sicurezza, una sorveglianza così diffusa e capillare solleva non pochi problemi per quel che riguarda la privacy delle singole persone. Ciò rappre- senterà anche in futuro un problema ricorrente per altri aspetti del funzionamento di una smart city, in quanto tutti i tipi di set di dati diversi vengono compilati e potenzialmente condivisi tra i differenti soggetti interessati. Tecnologie per le smart city Sensori, connettività e analisi dei dati sono i tre elementi che conferiscono doti di intelligenza alle smart city. Il compito di IoT (Internet of Things) e dell’intelligenza artificiale è riunificare tutto ciò. L’infrastruttura IoT sarà il sistema nervoso di una città intelligente, che funge da meccanismo attraverso il quale i dati possono essere acquisiti e trasportati, oltre a costituire una piat- taforma a partire dalla quale offrire una pluralità di servizi. Un tipico sistema smart è progettato utilizzando più di un sensore per semplificare il monitoraggio simultaneo di diversi parametri. I lampioni, ad esempio, non sono più destinati esclusivamente all’illuminazione delle aree pubbliche ma, in un prossimo futuro, potrebbero rendere disponibile un’infrastruttura IoT necessaria per le smart city, sfruttando (laddove possibile) gli apparecchi già installati. Oggi è già possibile osservare che i tradizionali lampioni stanno evolvendo verso il concetto di smart pole (pali intelligenti) equipaggiati con vari dispositivi di rilevamento (movimento, tem- peratura, qualità dell’aria), nonché di telecamere (configurate in gruppi di quattro o sei elementi) per fornire una visione in più direzioni. Per alimentare questi pali è possibile ricorrere a celle fo- tovoltaiche o turbine eoliche di piccole dimensioni che sfruttano meccanismi di energy harvesting (accumulo e riutilizzo dell’ener- gia), rendendoli in tal modo autosufficienti. I protocolli di comunicazione utilizzati dalle infrastrutture delle smart city dipenderanno dalla natura dei compiti che sono chia- mati ad assolvere e dai vincoli e dalle condizioni alle quali devono sottostare. Un classico dispositivo IoT è collegato a una rete locale, che potrebbe essere un gateway o un’unità DCU (Data Concen- trator Unit), attraverso una connessione cablata (come Ethernet) oppure wireless (come Bluetooth o LoRA). I dati convogliati da questi protocolli di comunicazioni locali vengono convertiti in IP e trasferiti attraverso la rete backhaul (di trasporto) di supporto. Vista la molteplicità di protocolli disponibili, con le relative impli- cazioni a livello di requisiti hardware e quindi di costi, la decisione circa il miglior protocollo da utilizzare deve essere ben ponderata. I progettisti possono scegliere tra tecnologie wireless su corta di- stanza con ampiezza di banda limitata (come BLE e ZigBee) op- pure tecnologie Lpwan (Low Power Wide Area Network) come a esempio LoRa, Wi-SUN, Sigfox e NB-IoT). Molto spesso la prima scelta (è anche quella più diretta) è rap- presentata dalla tecnologia wi-fi, grazie alla sua ubiquità. A causa dei consumi energetici può dar adito a problemi e quindi non è utilizzabile in numerose applicazioni relative alle città intelligenti