ارائۀ مدل عوامل موثر بر توسعۀ آیندۀ شهرهای هوشمند پایدار با تاکید بر مدیریت بهینۀ انرژی

مقدمه بهینه‌سازی مصرف انرژی با توجه به نیاز پیچیده و فراوان شهرها به انرژی از یک طرف و بحران ناشی از مصرف سوخت‌های فسیلی در شهرها و پدیدۀ گرمایش زمین از طرف دیگر، امری ضروری است. در این راستا توسعۀ شهرهای هوشمند و پایدار که عوامل مختلف پایداری را در شهرهای هوشمند در نظر می‌گیرند، نشان‌دهندۀ رویکردی مهمی برای صرفه‌جویی در مصرف انرژی و ترویج گذار به سمت انرژی پاک از طریق دیجیتالی شدن است. شهر هوشمند به معنای شهری است که ساخت آن بر اساس فناوری اطلاعات و ارتباطات (ict) توسعه داده شود؛ و توسعۀ پایدار شهری به عنوان «فرایند تغییر در محیطی است که توسعۀ اقتصادی را در عین حفظ منابع و ارتقای سلامت فرد، جامعه و اکوسیستم تقویت می‌کند». حجم زیادی از ادبیات بیان می‌کند که حوزۀ فناوری و چگونگی تاثیر ویژگی‌ها و قابلیت‌های سازمانی بر اجرای آن از جنبۀ اصلی شهرهای هوشمند است و جنبه‌های طراحی در این زمینه نادیده گرفته شده است. در حالی ‌که شهرهای پایدار مفاهیم و اصول طراحی را در نظر گرفته و جنبه‌های هوشمند را نادیده می‌گیرند. از این‌رو، با ادغام این دو مفهوم می‌توان از شهرهای هوشمند پایدار صحبت کرد. شهر هوشمند پایدار، به‌کارگیری فناوری اطلاعات و ارتباطات برای برآوردن نیازهای ساکنان فعلی خود بدون به خطر انداختن افراد دیگر یا نسل‌های آینده است که دستیابی به توسعۀ پایدار شهری و بهبود کیفیت زندگی را تسهیل می‌کند. با این‌حال، سیاست‌گذاران و ذی‌نفعان مرتبط با شهر هوشمند فاقد توصیه‌های کاربردی بر مبنای پژوهش برای حمایت از توسعۀ شهر‌‌های هوشمند پایدار هستند. زمانی که دولت‌ها عوامل مختلفی را در سیاست‌های مرتبط با توسعۀ شهر‌‌های هوشمند پایدار در نظر نگیرند، ممکن است نتوانند خدمات باکیفیتی را به شهروندان ارائه کنند. در نتیجه هدف اصلی پژوهش، شناسایی و رتبه‌بندی عوامل موثر بر توسعۀ شهر هوشمند پایدار است و سوال‌های پژوهشی در‌نظر‌گرفته‌شده در مقالۀ حاضر این است: عوامل موثر بر توسعۀ شهر هوشمند پایدار با تمرکز بر مدیریت بهینۀ انرژی کدام است؟ عوامل تاثیرگذار و تاثیرپذیر در توسعۀ شهر هوشمند پایدار کدام است؟ برای پاسخ به سوال‌های مطرح‌شده، این مقاله نوعی مدل برای چگونگی راه‌حل‌های مرتبط با آن‌ها در دستور کار شهر هوشمند پایدار پیشنهاد می‌کند. نتایج این پژوهش کمک می‌کند تا مدیران، سیاست‌گذاران و برنامه‌ریزان شهری تصویری واضح از بخش توسعۀ شهر هوشمند پایدار داشته باشند. مواد و روش‌هاهدف تحقیق حاضر، ارائۀ مدل عوامل موثر بر توسعۀ شهر هوشمند پایدار است. به همین دلیل از آزمون آماری دوجمله‌ای و روش دیمتل فازی استفاده شده است. هر دو جزء فنون کمی هستند و از داده‌های کمی برای تحلیل استفاده می‌کنند. آزمون دوجمله‌ای یک آزمون ناپارامتریک برای غربال عوامل است. با استفاده از نرم‌افزار spss و آزمون دوجمله‌ای اقدام به محاسبۀ سطح معناداری برای عوامل صورت می‌گیرد و عواملی که ضریب معناداری آن‌ها بیشتر از 0.05 باشد، حذف می‌شوند. دیمتل روشی است که جهت و شدت روابط مستقیم و غیرمستقیم میان عوامل موجود در یک سیستم پیچیده را از طریق محاسبات ماتریسی و نظریات مرتبط ریاضی شناسایی می‌کند. پژوهش حاضر از حیث هدف، اکتشافی (به دلیل شناسایی عوامل موثر پژوهش)؛ از منظر جهت‌گیری، کاربردی (کاربرد نتایج در تحلیل عوامل مهم توسعۀ شهر هوشمند پایدار) و از نظر روش‌شناسی آمیخته است. جامعۀ نظری پژوهش شامل اساتید، خبرگان و مدیران و کارشناسان است. همچنین روش نمونه‌گیری به صورت قضاوتی و بر اساس دانش و قضاوت تخصصی خبرگان است. درخور یادآوری است که حجم نمونه در این پژوهش 15 نفر است. مراحل پژوهش حاضر عبارت‌اند از:1) مرور پیشینه برای شناسایی عوامل اثرگذار بر توسعۀ شهر هوشمند پایدار2) غربال اولیه عوامل پژوهش با استفاده از آزمون بینم (binominal test)3) تعیین اثرگذارترین عوامل از طریق روش دیمتل فازی یافته‌هایافته‌های پژوهش نشان می‌دهد ابتدا 20 عامل اثرگذار توسعۀ شهر هوشمند پایدار با تمرکز بر مدیریت بهینۀ انرژی با مرور تحلیلی پیشینه استخراج شدند. سپس با تحلیل آزمون دوجمله‌ای، 10 عامل آموزش و توانمندسازی شهروندان، کنترل سطح آلودگی، توسعۀ مشارکت‌های دولتی و خصوصی، سیستم‌های مدیریت ترافیک، توسعۀ نوآوری و کارآفرینی، جذابیت و رقابت شهری، مدیریت مصرف منابع، برنامه‌ریزی و سیاست‌های عمومی شهری، امنیت سایبری و مشارکت شهروندان دارای ضریب معناداری بالای 5 درصد بودند و از محاسبات حذف شدند. همچنین 10 عامل باقی‌مانده با استفاده از تکنیک دیمتل فازی مورد بررسی قرار گرفتند. تکنیک دیمتل، عوامل را از منظر اثرگذاری و اثرپذیری مورد ارزیابی قرار می‌دهد. با توجه به یافته‌های دیمتل فازی و شاخص خالص اثر، عوامل اینترنت پرسرعت (فناوری 5g)، تحقیق و توسعه، کلان‌داده‌ها، هوش مصنوعی و اینترنت اشیای سبز دارای اثرگذاری بیشتری در مقایسه با اثرپذیری بودند. عوامل اقتصاد دورانی، منابع انرژی تجدیدپذیر، سیستم‌های حمل‌و‌نقل هوشمند و ساختمان‌های سبز هوشمند و سیستم‌های مدیریت هوشمند انرژی، عوامل تاثیرپذیر هستند. نتیجه‌گیری نتایج این پژوهش نشان می‌دهد اینترنت پرسرعت (فناوری 5g) تاثیرگذارترین عامل بر آیندۀ شهرهای هوشمند پایدار است. به‌کارگیری فناوری 5g سرعت دسترسی کاربران به حجم زیادی از داده‌ها را افزایش و زمان آن را کاهش می‌دهد. اینترنت اشیا می‌تواند از فناوری 5g به منظور مدیریت مصرف انرژی در شهر هوشمند پایدار بهره‌مند شود. بنابراین، فناوری 5g قادر است به‌خوبی پاسخ‌گوی نیازهای شهر هوشمند پایدار در جهت مدیریت مصرف انرژی باشد. تحقیق و توسعه دارای رتبۀ دوم از لحاظ تاثیرگذاری بر آیندۀ شهرهای هوشمند پایدار است. تحقیق و توسعه با جذب سرمایه‌گذاری و نوآوری در محصولات و خدمات و تولید فناوری‌های پیشرفته به فعالیت‌های دانش‌بنیان و در نتیجه پیشرو بودن در زمینۀ سیاست‌های پایدار منجر می‌شود. بنابراین می‌توان با حمایت از همکاری میان دانشگاه و صنعت و همچنین، شرکت‌های مبتنی بر فناوری جدید (ntbfs)، گام بزرگی در این مسیر برداشت. کلان‌داده دارای رتبۀ سوم از لحاظ تاثیرگذاری بر آیندۀ شهرهای هوشمند پایدار است. تعیین اطلاعات مفید در پروژه‌های توسعۀ شهر هوشمند مبتنی بر داده بسیار مهم است، زیرا شناسایی اطلاعات برای ارائه به مشتریان به طور مستقیم با ارزش و جذابیت یک سرویس مرتبط است. هوش مصنوعی دارای رتبۀ چهارم از لحاظ تاثیرگذاری بر آیندۀ شهرهای هوشمند پایدار است. هوش مصنوعی به مدیریت تولید و مصرف انرژی در محیط‌های متغیر و بازار کمک می‌کند. ادغام هوش مصنوعی با شبکه‌های 5g و شبکه‌های حسگر، می‌تواند زمینۀ جدیدی را برای خدمات شهرهای هوشمند نسل آینده ایجاد کند. اینترنت اشیای سبز و به‌کارگیری آن دارای رتبۀ پنجم از لحاظ تاثیرگذاری بر آیندۀ شهرهای هوشمند پایدار است. فناوری‌های اینترنت اشیا چالش‌های متعددی مانند افزایش مصرف انرژی و همچنین، زباله‌های الکترونیکی در شهرهای هوشمند را به همراه دارند. برنامه‌های شهر هوشمند باید سازگار با محیط زیست باشند، از این‌رو شهرهای هوشمند باید به سمت اینترنت اشیای سبز حرکت کنند. تحلیل این عوامل کلیدی به تصمیمات مدیران، سیاست‌گذاران و برنامه‌ریزان شهری برای سرمایه‌گذاری و فراهم کردن زیرساخت‌های لازم شهر هوشمند با توجه به مدیریت بهینۀ انرژی، کمک می‌کند.

a model of factors affecting the future development of sustainable smart cities with an emphasis on optimal energy management

introduction due to the complicated and abundant energy needs of cities, as well as the crisis brought on by the usage of fossil fuels in cities and global warming, optimizing energy use is essential. in this sense, creating smart and sustainable cities—which take into account a variety of sustainability-related factors—represents a significant strategy for reducing energy consumption and accelerating the shift to clean energy through digitalization. a smart city is a city whose construction is developed based on information and communication technology (ict) sustainable urban development is “the process of change in the environment that strengthens economic development while preserving resources and improving the health of the individual, society and ecosystem”. a large amount of research indicates that the primary focus of smart cities is the field of technology and how organizational characteristics and capacities influence its application; design considerations have been overlooked in this regard. sustainable cities, however, consider design concepts and principles and ignore smart aspects. thus, we can discuss sustainable smart cities by bringing together these two concepts. a sustainable smart city is the application of information and communication technology to meet the needs of its current residents without endangering other people or future generations, which facilitates achieving sustainable urban development and improving the quality of life. however, policymakers and stakeholders related to smart cities lack practical research-based recommendations to support the development of sustainable smart cities. governments may not be able to offer citizens high-quality services if they fail to take into account several factors while formulating policies about the development of sustainable smart cities. as a result, the main goal of the research is to identify and rank the factors affecting the development of a sustainable smart city, and the research questions considered in this article are: what are the factors affecting the development of a sustainable smart city with a focus on optimal energy management? what are the influencing and affectability factors in the development of a sustainable smart city? to answer the questions raised, this paper proposes a model for how to address them in the sustainable smart city agenda. the results of this research help managers, policymakers, and urban planners have a clear picture of sustainable smart city development.materials and methodsthe purpose of this research is to provide a model of factors affecting the development of a sustainable smart city. for this reason, binomial statistical tests and fuzzy dematel methods were applied. both components are quantitative techniques and use quantitative data for analysis. the binomial test is a non-parametric test for screening factors. by using spss software and the binomial test, the significance level is calculated for the factors, and the factors whose significance level is more than 0.05 are removed. dematel is a method that identifies the direction and intensity of direct and indirect relationships between factors in a complex system through matrix calculations and related mathematical theories. the current research is exploratory in terms of its purpose (due to the identification of the effective factors of the research). from the point of view of orientation, it is applied (using the results in the analysis of the important factors of sustainable smart city development) and in terms of methodology, it is mixed. the theoretical research community includes professors, managers, and experts. also, the sampling method is judgmental and based on expert knowledge and judgment. it should be noted that the sample size in this research is 15 people. the stages of the current research include:1) literature review to identify factors influencing the development of a sustainable smart city2)