Miasto to wciąż doskonały wynalazek, tylko… Metropolie jak z utopii marzycieli
Nie tylko konkretne miasta ale, nazwijmy to górnolotnie, idea i koncepcja miasta wydaje się mieć przed sobą świetlaną przyszłość (1). Według ONZ do 2050 r. 68% ludności świata będzie mieszkać na obszarach miejskich, co stanowi istotny wzrost w porównaniu z 56% w 2020 r. Rozwój dużych miast, które w najbliższych dekadach będą w rosnącym stopniu skupione głównie w Indiach, Chinach i Nigerii, stawia jednocześnie ogromne wyzwania, bo obecnie panuje przekonanie, że należy czynić miasta bardziej przyjaznymi do życia i zrównoważonymi.
Ze skrzyżowania nauk urbanistycznych i współczesnych osiągnięć techniki wyłoniła się koncepcja smart city mająca na celu znalezienie inteligentnych, zaawansowanych rozwiązań usprawniających zarządzanie dużymi skupiskami ludności. O opadnięciu entuzjazmu do idei inteligentnego miasta pisaliśmy niedawno w MT. Jednak niechęć do rozwiązań postrzeganych jako zagrożenia dla prywatności i bezpieczeństwa mieszkańców miast nie oznacza, że nie przestano dążyć do efektywnego wykorzystania miejskiej przestrzeni pracy i życia, przez rozwój nowych form transportu i mobilności i redukcji zanieczyszczeń atmosferycznych, akustycznych, jak też i świetlnych.
Dziesiątki milionów ludzi w zanieczyszczonych slumsopoliach
W 1950 r., kiedy po raz pierwszy zebrano odpowiednie dane, w krajach, nazwijmy to, Pierwszego Świata, położonych było dwadzieścia z trzydziestu największych metropolii. Największym miastem globu był wówczas Nowy Jork, z 12,3 mln mieszkańców. Drugie na liście, Tokio, liczyło 11,3 mln. Więcej miast mających powyżej 10 mln mieszkańców (a dokładnie mówiąc, aglomeracji miejskich, bo administracyjnych granic miast nie bierzemy w tym przypadku pod uwagę) wtedy nie było. Obecnie jest ich prawie trzydzieści. Przewiduje się, że do roku 2030 r. na liście trzydziestu największych aglomeracji świata utrzymają się tylko cztery metropolie z krajów dziś uznawanych za rozwinięte. Mają to być Tokio i Osaka oraz Nowy Jork i Los Angeles. Jednak tylko Tokio ma po-zostać w pierwszej dziesiątce.
W rankingach metropolii światowych miast mieszają Chińczycy. Opanowani swoistą manią wielkości snują plany i faktycznie tworzą gigantyczne organizmy administracyjne, które formalnie stają się lub mogą stać się największymi metropoliami na świecie. Już kilka lat temu czytaliśmy o koncepcji utworzenia w Kraju Środka gigamiasta o powierzchni większej niż Urugwaj i ludniejszego niż Niemcy, mające przecież obecnie ok. 80 mln mieszkańców. Zakładana liczba mieszkańców chińskiego molocha miałaby wynieść 100 mln lub więcej, co uczyni zeń nie tylko największą aglomerację, ale organizm ludniejszy od większości krajów świata. Być może testem tej koncepcji jest "miasto" Chongqing (2), znane też jako Czunking, który znajdował się w ostatnich latach na czele wielu list największych metropolii na świecie, wyprzedzając Szanghaj, Pekin, Lagos, Bombaj i także Tokio. Podawana w statystykach liczba mieszkańców "miasta właściwego" wynosi dla Chongqing ponad 32 mln mieszkańców. Duży obszar wskazuje, że chodzi o ludną gminę zamienioną w sposób nieco sztuczny na miasto.
Warto pamiętać, że w rankingach i danych na temat rozmiarów miast niezależnie od działań chińskich od dawna panuje pewne zamieszanie. Ich autorzy biorą czasem pod uwagę wyłącznie wielkość miast właściwych, co, ze względu na to, że administracyjne granice aglomeracji często wyznaczano sztucznie, uznawane jest najczęściej za mylący wskaźnik. Zwykle chętniej sięga się po dane dotyczące aglomeracji, ale w tych przypadkach granice pozostają nierzadko płynne, a do tego obowiązują różne definicje tzw. obszarów metropolitarnych. Ponadto pojawia się problem nagromadzenia wielkich ośrodków miejskich, tzw. konurbacji, w których funkcjonuje wiele ośrodków bez dominacji jednego "miasta". Czymś takim jest chyba Guangzhou (Kanton), które wg niemieckiego serwisu citypopulation.de ma mieć obecnie ok. 50 mln mieszkańców, po doliczeniu wszystkich wielkich miast w sąsiedztwie, w tym m.in. Hongkongu, Makau oraz Shenzenu.
Zgodnie z przewidywaniami Global Cities Institute sprzed kilku lat, największymi miastami w 2100 r. będą aglomeracje afrykańskie. Już teraz są wielkimi metropoliami, znanymi jednak nie tyle jako wspaniałe przestrzenie pełne świetnej architektury i oferujące wysoką jakość życia, lecz jako niekończące się oceany slumsów (3), które dawno wyprzedziły stare slumsopolie, takie jak Mexico City. Według Global Cities Institute liczba ludności nigeryjskiego Lagos osiągnie do końca bieżącego stulecia 88,3 mln, co uczyni je największą metropolią na świecie. Stolica Demokratycznej Republiki Konga, Kinszasa, była jeszcze kilka dekad temu zespołem rybackich wiosek. Obecnie prześcignęła już Paryż, a GCI prognozuje, że do 2100 r. uplasuje się na drugim po Lagos miejscu na świecie, z 83,5 mln mieszkańców. Trzecim wedle tych prognoz miastem świata pod koniec wieku ma być tanzańskie Dar Es Salaam z 73,7 mln mieszkańców.
- największe slumsy położone na wodzie na wybrzeżu morskim
Demografowie przewidują, że Afryka Wschodnia za osiemdziesiąt lat będzie naszpikowana wielomilionowymi metropoliami, a miasta okupujące w obecnej dekadzie pierwszą dziesiątkę rankingów metropolitarnych, przeważnie azjatyckie, zostaną zastąpione przez lokalizacje mało dziś znane, takie jak Blantyre City, Lilongwe i Lusaka. Zgodnie z prognozami GCI do 2100 r. z afrykańskimi megamiastami konkurować będą jedynie hinduskie metropolie, takie jak Bombaj (Mumbaj) - 67,2 mln, oraz Delhi i Kalkuta, obie po ponad 50 mln mieszkańców.
Rozwój tych gigamiast wiąże się z wieloma trudnymi do zaakceptowania konsekwencjami. Dwadzieścia dwie z trzydziestu najbardziej zanieczyszczonych aglomeracji na świecie znajduje się w Indiach. Według raportu Greenpeace i AirVisual, spośród dziesięciu miast naszego globu, w których zanieczyszczenie powietrza jest największe, aż siedem leży w Indiach. Wcześniej w tej niechlubnej kategorii rządziły miasta chińskie. W rankingu "prowadzi" Gurugram, przedmieście stolicy Indii, New Delhi, najbardziej zanieczyszczone miasto na Ziemi.
Europa i Ameryka po doświadczeniach intensywnej urbanizacji
Niezależnie od tych prognoz kontynentem najbardziej zurbanizowanym pozostaje Europa a za nią Ameryka Północna. Według danych Banku Światowego, trzy czwarte obywateli Unii Europejskiej mieszka obecnie w miastach. Raport opublikowany kilkanaście miesięcy temu przez Vodafone wykazywał, że 88% europejskich miast podjęło działania w dziedzinie innowacji, zwłaszcza transformacji cyfrowej, jednak zmaga się w innowacyjnych projektach z wyzwaniami i ograniczeniami, zwłaszcza finansowymi.
W kontekście owych innowacji najczęściej mówi się o rozwoju inteligentnych czujników miejskich, czyli Internetu Rzeczy, IoT (4), opartego na wysokoprzepustowej sieci, przede wszystkim bezprzewodowej (5G), sztucznej inteligencji, która przetwarza big data napływające z sieci sensorów oraz innych źródeł, systemu globalnego pozycjonowania (GPS lub podobnego) o wysokiej rozdzielczości. Gartner przewiduje, że do 2028 r. w komercyjnych inteligentnych budynkach będzie ponad 4 mld podłączonych urządzeń IoT. Będą one zasilane przez infrastrukturę telekomunikacyjną, z 5G i wysokowydajnym Wi-Fi na czele, oraz inteligentne przedsiębiorstwa użyteczności publicznej.
Sporo mówi się też o dronach, które mają wspomagać policję i służby ratunkowe, zmniejszą koszty dostaw, a w końcu będą nawet transportować ludzi. Przewiduje się, że w samym Paryżu do 2035 r. drony będą wykonywać prawie 20 tysięcy lotów na godzinę. W wielu prognozach mówi się o zastąpieniu motoryzacji opartej na zanieczyszczających powietrze silnikach spalinowych przez pojazdy elektryczne i hybrydy plug-in. Mają, zależnie od tego, kto prognozuje, stanowić w Europie od 20 do 70% sprzedaży pojazdów do 2030 roku.
Według opracowania JRC na podstawie danych Eurostatu, badania Eurobarometru, Europejczycy stają się coraz bardziej "online" - jedna piąta z nich korzysta z zakupów online, dwie trzecie używa urządzeń internetowych, aby uzyskać dostęp do informacji np. na temat rozkładu jazdy transportu publicznego na bieżąco. Coraz większa liczba osób mieszkających w miastach (14% w UE jako całości i nawet 32% w Danii) wykorzystuje również technologie cyfrowe do telepracy i rezygnuje z codziennych dojazdów do pracy.
Miasta są na naszym kontynencie głównymi konsumentami energii - 72% całego zużycia energii pierwotnej przypada na obszary miejskie. Zarazem wraz z rosnącą łącznością i wykorzystaniem nowych technologii, rzeczywiste zapotrzebowanie na energię w miastach może przekroczyć obecny poziom i najśmielsze prognozy. Aby złagodzić ryzyko, wdraża się w wielu miejscach rozwiązania pozwalające na lepsze zarządzanie sieciami elektroenergetycznymi nazywane smart grids (Green Switch, SINCRO.GRID, Smart Border Initiative, Data Bridge), techniki budowania zmniejszające zmniejszenie zapotrzebowania na energię (projektowanie budynków pasywnych i poprawa istniejącej izolacji termicznej), a także uczynienie produkcji energii bardziej wydajną (ogrzewanie miejskie i pompy ciepła) i zrównoważoną (wykorzystanie źródeł odnawialnych). Coraz więcej europejskich miast tworzy miejskie laboratoria i dzielnice pilotażowe dla nowych rozwiązań w dziedzinie energetyki. Przykładem jest Amsterdam, które stawia sobie za cel osiągnięcie zerowego zużycia gazu ziemnego do 2030 roku.
Schoonschip to pływająca dzielnica mieszkaniowa w Amsterdamie Północnym, która ma stać się jednym z najbardziej zrównoważonych, samowystarczalnych osiedli miejskich w Europie. Wdrożona zostanie inteligentna sieć energetyczna, a każdy dom będzie wyposażony w lokalne panele fotowoltaiczne, akumulatory, kolektory słoneczne, akumulatory termiczne, inteligentną pompę ciepła i inne urządzenia gotowe do pracy w inteligentnej sieci. Na terenie dzielnicy używane będą też wyłącznie używane współdzielone samochody elektryczne.
Czterdzieści dwa procent wszystkich budynków w europejskich miastach zostało wybudowanych przed 1950 r. Stara zabudowa ma swój urok, ale trudno ja przystosować do wymogów nowoczesnej gospodarki energią i innymi zasobami. Choć europejskie miasta były, choćby w XIX wieku, pionierami innowacji miejskich, obecnie powstałe wówczas i wciąż działające systemy, staja się często problemem. Na przykład, w Londynie w sieci dystrybucji straty wody wynoszą nawet 40%, jednak na modernizację całej miejskiej infrastruktury wodnej w tym mieście, potrzeba by, jak się szacuje tysiąc 1000 (przy obecnym tempie prac).
Eurostat podaje, że osoby mieszkające w miastach/dużych miejscowościach są zazwyczaj bardziej otwarte na innowacje techniczne niż osoby mieszkające w mniejszych miastach lub na wsi. Jednak stosowanie zautomatyzowanych pojazdów i personalnych lekkich pojazdów elektrycznych (PLEV), dronów, sztucznej inteligencji, oprogramowania do rozpoznawania twarzy i sieci 5G, nie jest wciąż na terenie Europy jednolicie uregulowane. To kolejna po kosztach wdrożeń, wielka bariera w rozwoju tych systemów.
Amerykańskie wielkie miasta, Boston, Filadelfia, Nowy Jork, Baltimore, Detroit (5), eksplozję swojego błyskawicznego rozwoju, zwłaszcza w XIX wieku, zawdzięczają rewolucji przemysłowej. Nowo powstające na ich obszarach manufaktury i fabryki, napędzały ich rozwój. To, co określa się mianem amerykańskiej (lub drugiej, po angielskiej) rewolucji przemysłowej, rozpoczęło się na dobre w drugiej połowie XIX wieku, gdy kraj odbudowywał się po wojnie secesyjnej, najbardziej krwawym z dotychczasowych konfliktów. W tym samym czasie do Ameryki zaczęły napływać fale imigrantów z Europy w poszukiwaniu pracy - duża część z nich pracowała w fabrykach w miastach przemysłowych. Miasta rosły, ponieważ fabryki przemysłowe wymagały licznej siły roboczej, a pracownicy i ich rodziny potrzebowali miejsc do zamieszkania w pobliżu miejsca pracy. W miarę jak populacja miast szybko rosła, władze miast stawały przed wyzwaniem, jak poradzić sobie z napływem ludzi. Problemy takie jak dostępność mieszkań, przeludnienie i rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych były wówczas najpilniejsze do rozwiązania.
W latach 70. XIX wieku nastąpiła gwałtowna rozbudowa systemu kolejowego. Wcześniej, aby miasto stało się centrum produkcyjnym, musiało być położone w miejscu z dostępem do wody, przede wszystkim transportu wodnego. Były to wcześniej głównie porty na wschodnim wybrzeżu (jak Nowy Jork czy Boston), jedno z Wielkich Jezior (jak Buffalo czy Cleveland), kanał (jak Albany czy Akron) lub rzeka (jak Cincinnati czy Pittsburgh). Po powstaniu sieci kolejowej te ograniczenia znikały i można było budować wielkie miasta w głębi lądu. Pierwszy spis ludności USA, w którym ponad 50% populacji mieszkało na terenach miejskich pochodzi z 1920 r.
Miasta zbudowane w szybkim tempie trudno było uznać za miejsca miłe i przyjazne. Hałas, korki, slumsy, zanieczyszczenie powietrza, problemy sanitarne i zdrowotne to była ich codzienność. Budowany systemy masowego transportu, sieci trolejbusów, kolejek linowych i metra. Z braku miejsca i z powodu wzrostu cen gruntów drapacze chmur zaczęły dominować w panoramach amerykańskich miast. Rozwój sieci transportowej, publicznej i prywatnej prowadził do zwiększania powierzchni przedmieść mieszkaniowych, rzadziej zaludnionych i nieco przyjemniejszych, ale oddalonych od centrów pracy i życia miejskiego. W miarę wzrostu liczby dojeżdżających do pracy i innych miejsc, codzienne cykle podróżowania po mieście stały się częścią specyficznej kultury miejskiej.
Zdaniem ekspertów kluczowe w kształtowaniu amerykańskiej urbanizacji na przełomie wieków XIX i XX były: oświetlenie elektryczne, poprawa telekomunikacji, transport miejski i powstanie wysokich budowli, drapaczy chmur.
Thomas Edison opatentował żarówkę w 1879 roku. Ten wynalazek szybko stał się powszechny zarówno w domach, jak i w fabrykach, zmieniając sposób życia nawet niższej i średniej klasy Amerykanów. Kiedy Nikola Tesla opracował następnie system prądu zmiennego dla Westinghouse Electric & Manufacturing Company, zasilanie lamp i innych urządzeń fabrycznych mogło rozciągać się na wiele kilometrów od źródła energii. Prąd zmienny zmienił sposób wykorzystania energii elektrycznej, pozwalając ośrodkom miejskim na fizyczne pokrycie większych obszarów.
W fabrykach oświetlenie elektryczne umożliwiało pracę przez dwadzieścia cztery godziny na dobę, siedem dni w tygodniu. Ten wzrost produkcji wymagał dodatkowych pracowników, a zapotrzebowanie to przyciągnęło do miast więcej ludzi. Stopniowo miasta zaczęły oświetlać ulice lampami elektrycznymi, aby miasto było oświetlone przez całą noc. Tempo życia i działalność gospodarcza nie zwalniały już o zachodzie słońca, jak to miało miejsce w dawnych czasach i teraz w mniejszych miastach. Miasta, a także fabryki, które przyciągały tam ludzi, pozostawały otwarte i żyły non-stop.
Telefon, opatentowany w 1876 roku, szybko wyparł telegraf jako preferowana formę komunikacji w życiu prywatnym i biznesie. Do 1900 roku w USA było w użyciu ponad 1,5 miliona telefonów. Umożliwiając natychmiastową komunikację na większe odległości w danym czasie, rozwijające się sieci telefoniczne umożliwiły dalszy rozrost miast. W ten sam sposób, w jaki światło elektryczne stymulowało większą produkcję fabryczną i wzrost gospodarczy, telefon przyczynił się do rozwoju biznesu wzmagając tempo popytu. Zamówienia mogły stale napływać przez telefon, a nie drogą pocztową. Więcej zamówień generowało większą produkcję, co z kolei wymagało jeszcze większej liczby pracowników.
W miarę jak miasta rozrastały się i rozrastały na zewnątrz, głównym wyzwaniem było sprawne przemieszczanie się w obrębie miasta - z domu do fabryk lub sklepów i druga stronę. Przed rokiem 1880 najbardziej rozpowszechnioną formą transportu w miastach był omnibus konny, duży powóz, często umieszczony na żelaznych lub stalowych szynach, aby zapewnić płynniejszą jazdę. O ile omnibusy sprawdzały się w mniejszych, mniej zatłoczonych miastach, nie były przystosowane do obsługi większych mas ludzkich, które pojawiły się pod koniec wieku. Konie musiały się zatrzymywać i odpoczywać, a końskie odchody były niemałym problemem.
W 1887 roku Frank Sprague wynalazł wózek elektryczny, który działał według tej samej koncepcji co omnibus, z dużym wagonem na torach, ale był napędzany elektrycznością, a nie końmi. Wózek elektryczny mógł jeździć przez cały dzień i noc. W 1888 roku Richmond w stanie Wirginia stało się pierwszym amerykańskim miastem, które użyło tramwajów z napędem elektrycznym. Jednak w zatłoczonym mieście ze względów bezpieczeństwa trzeba było odseparować ruch pieszy od ciężkich pojazdów szynowych. Stąd projekty budowy kolei na estakadach. Zbudowano taką już w 1868 roku w Nowym Jorku, a potem w wielu innych dynamicznie rosnących amerykańskich miastach. Transport ewoluował, przenosząc się pod ziemię w postaci metra. System metra w Bostonie zaczął działać w 1897 roku, a za nim szybko poszedł Nowy Jork i inne miasta.
Kolejnym ograniczeniem, jakie musiały pokonać duże miasta, było stale rosnące zapotrzebowanie na przestrzeń. Mieszkańcy musieli znajdować się wystarczająco blisko ośrodków miejskich, aby mieć wygodny dostęp do pracy, sklepów i innych podstawowych instytucji życia miejskiego. Rosnące koszty nieruchomości dodawały kolejny argument za wzrostem w górę. Robotnicy ukończyli pierwszy drapacz chmur w Chicago, dziesięciopiętrowy Home Insurance Building, w 1885 roku. Mimo że już wcześnie inżynierowie mieli możliwość wznoszenia wyższych budynków dzięki nowym technikom konstrukcji stalowych, potrzebowali jeszcze jednego istotnego wynalazku, aby wysokie budynki stały się realne - windy. W 1889 roku firma Otis Elevator Company zainstalowała pierwszą elektryczną windę. Zapoczątkowało to szał na drapacze chmur.
Zatłoczenie, zanieczyszczenie, przestępczość i choroby były powszechnymi problemami we wszystkich ośrodkach miejskich. Zarówno planiści miejscy, jak i mieszkańcy szukali nowych rozwiązań problemów spowodowanych szybkim rozwojem miast. Warunki życia większości mieszkańców miast należących do warstw biedniejszych były bardzo złe. Mieszkali oni w zatłoczonych kamienicach i ciasnych mieszkaniach z fatalną wentylacją i niespełniającymi standardów instalacjami wodnokanalizacyjnymi. W rezultacie szalały choroby, zwłaszcza tyfus i cholera. Memphis w stanie Tennessee, doświadczyło fali cholery w 1873 r., a następnie żółtej febry (1878 i 1879), która spowodowała śmierć ponad dziesięciu tysięcy osób. Pod koniec lat 80. XIX wieku Nowy Jork, Baltimore, Chicago i Nowy Orlean wprowadziły systemy pompowania ścieków, aby zapewnić skuteczną gospodarkę odpadami i poprawić sytuacje sanitarną.
Urbaniści próbowali już w tamtych czasach uczynić miasta bardziej przyjaznymi do życia przez tworzenie parków i terenów rekreacyjnych. Dziennikarz i rolnik Frederick Law Olmsted przewodził ruchowi na rzecz planowanych parków miejskich. W 1858 r., on i architekt sporządzili plany dla Central Park w Nowym Jorku. Gotowy park zawierał obiekty do pływania i tenisa, zoo, i ścieżki rowerowe. Wszystko to było umieszczone w naturalnym otoczeniu. W Chicago, Daniel Burnham opracował plan, który miał zmienić bagnisty region w pobliżu jeziora Michigan w teren rekreacyjny. Jego plan zaowocował eleganckimi parkami i piaszczystymi plażami wzdłuż brzegów jeziora Michigan.
Przykłady amerykańskich miast z okresu rewolucji przemysłowej pokazują, że już w czasach nieokiełznanego boomu myślano o ujarzmieniu miast i poprawie jakości życia w miastach.
Zanieczyszczenia, śmieci, zagrożenia i inne problemy, na które pomaga chmura
Chiński pomysł, aby problemy metropolitarne rozwiązywać przez budowanie jeszcze większych metropolii, znajduje uznanie chyba jedynie w samych Chinach. W rozwiniętych krajach zachodnich zmierza się obecnie w zupełnie innym kierunku. Zamiast np. zabierać kolejne tereny pod zabudowę wielkomiejską i zmniejszać areały uprawne lub leśne, coraz częściej stawia się na rozwiązania typu smart city, jakość życia i ekologię, dążąc do zerowej uciążliwości dla środowiska i dla mieszkającego w nich człowieka.
Zanieczyszczenie światłem było tradycyjnie w dużej mierze ignorowane. W 2016 roku międzynarodowy zespół badaczy pod kierownictwem Fabio Falchi z Instytutu Naukowo-Technologicznego w Pizie, we Włoszech, opublikował w czasopiśmie "Science Advances" globalny atlas sztucznej jasności nocnego nieba, z którego wynika, że 80% ludności świata, a w USA i Europie ponad 99% żyje pod niebem o wysokim zanieczyszczeniu światłem. W niektórych przypadkach wprowadzenie innowacji technicznych powoduje nasilenie problemu.
Według Falchiego, białe światło LED, które są powszechnie instalowane w celu zmniejszenia zużycia energii, pogarszają problem z powodu ich niebieskiego składnika światła, który zakłóca ludzkie i zwierzęce rytmy okołodobowe. Eksperci zalecają stosowanie bursztynowych świateł LED oraz kontrolowanie ich kierunku i intensywności. Eksperymenty wykazały też, że latarnie uliczne mogą być przyciemnione a nawet wyłączone, gdy nie są potrzebne. Oslo już 2006 r. zainstalowało inteligentny system czujników światła i ruchu, który dynamicznie dostosowuje oświetlenie do potrzeb.
Dziś zarządzanie światłem czy hałasem opiera się także na IoT i zarządzaniu wielkimi ilościami danych. Na świecie wskazać można mnóstwo przykładów kreatywnego i aktywnego wykorzystania takich rozwiązań. Newport w Walii wykorzystało dane analitycznych i IoT do rozwiązania problemu zanieczyszczenia powietrza. Ta sama technologia pozwala Newport poprawić swoją obronę przeciwpowodziową, ponieważ miasto jest położone w estuarium rzecznym, drenaż jest kluczowy dla utrzymania miasta bezpiecznego i nadającego się do życia. Dzięki rozmieszczeniu czujników w korycie wodnym, miasto może monitorować poziom wody, identyfikować problemy, zanim dojdzie do powodzi. Także pojemniki na odpady podłączone do IoT w Newport sygnalizują swoje zapełnienie.
Do zarządzania gospodarką śmieciową i sprzątaniem ulic miasto Recife w Brazylii wykorzystuje chmurę obliczeniową. We współpracy z firmą RasSystem władze miasta wprowadziły czujniki w ciężarówkach czyszczących, które w czasie rzeczywistym robią zdjęcia ulic w trakcie ich oczyszczania. Urzędnicy miejscy mają dostęp do danych i mogą lepiej i lepiej monitorować działania i postępy, oglądając zdjęcia wykonane przed i po sprzątaniu. Rozwiązanie zwane RasCol umożliwia śledzenie pojazdów sprzątających i wywozu śmieci. Amerykańskie Kansas City korzysta z podobnej platformy analitycznej, która gromadzi dane dotyczące m.in. przestępczości, wskaźników ekonomicznych, poboru podatków, wskaźników zatrudnienia, rejestrów konserwacji i pogody.
W indonezyjskiej Dżakarcie, jednym z najgęściej zaludnionych miast na świecie, obywatele wykorzystują media społecznościowe do zgłaszania i uzyskiwania informacji o ekstremalnych warunkach pogodowych. Już od 2013 roku działa tam system PetaJakarta, narzędzie, które pozwala mieszkańcom sygnalizować zagrożenia powodziowe. Narzędzie okazało się tak przydatne, że projekt, znany obecnie jako PetaBencana (6), rozszerzył się na cztery miasta w Indonezji, docierając do ponad 50 milionów mieszkańców. Narzędzie integruje dane pochodzące użytkowników z danymi pochodzącymi z innych źródeł, w tym agencjami rządowymi i urządzeniami do pomiaru poziomu wody urządzeń do pomiaru poziomu wody, zwiększając dokładność danych. Chmura umożliwia natychmiastowe gromadzenie i analizę danych z różnych źródeł, jak również ich transfer do mapowania i podejmowania decyzji.
Cyfrowe bliźniaki, bezpieczeństwo i lęki
Chmura to dopiero początek. Dziś widzimy, jak miasta takie jak Dublin i Singapur, między innymi, tworzą Cyfrowe Bliźniaki (7) - dynamiczną cyfrową replikę fizycznych obiektów i środowisk oraz ich współzależności do celów planowania i wykorzystują uczenie maszynowe do przewidywania.
Przykładem tego nurtu może być portugalskie Cascais, które kilka lat temu opracowało cyfrowe centrum dowodzenia usługami zarządzanymi, C2, aby zapewnić mu holistyczne i zintegrowane podejście do zarządzania operacjami miejskimi w wielodyscyplinarnym pomieszczeniu. Rozwiązanie było zasilane przez system operacyjny inteligentnych miejsc firmy Deloitte, CitySynergy. Dzięki integracji podniesiono jakość usług dla mieszkańców i uzyskano oszczędności oparte na wyższej skuteczności i wydajności. Platforma miejska obejmuje obecnie kilkanaście projektów (w tym strony internetowe i aplikację angażującą obywateli) ze zintegrowanymi mapami aktywów i zależności, pulpitami nawigacyjnymi online, spersonalizowanymi raportami i cyfrowymi bliźniakami. Wspiera zarządzanie ekosystemem partnerów, umożliwia zarządzanie predykcyjne poprzez korelację zdarzeń i analizę danych oraz ułatwia podejmowanie decyzji i planowanie miejskie. C2 pomogło usprawnić operacje, zwiększyć wydajność i obniżyć koszty.
Jednak postawienie na technikę cyfrową przynosi typowo cyfrowe zagrożenia. Rozwijanie inicjatyw inteligentnego miasta bez uwzględnienia bezpieczeństwa cybernetycznego i prywatności może doprowadzić do powstania wysoce podatnego na zagrożenia środowiska, które stwarza ryzyko dla bezpieczeństwa infrastruktury krytycznej i danych, a w niektórych przypadkach może nawet powodować zagrożenie bezpieczeństwa obywateli. Pod koniec 2022 roku miały miejsce dwa głośne cyberataki na duże i znane miasta - hakerzy zaatakowali systemy belgijskiej Antwerpii zaś kanadyjski Montreal dotknięty został przez atak typu ransomware, czyli wymuszanie od miasta okupu w zamian za odblokowanie dostępu do zaatakowa-nych systemów.
Oprócz tradycyjnie rozumianych technik cyfrowych miasta na coraz większa skalę wykorzystują sztuczną inteligencję, m.in. jako środek do zapewnienia bezpieczeństwa publicznej przez wspomaganie monitoringu technikami rozpoznawania twarzy (8) lub algorytmy przewidujące przestępczość w określonych dzielnicach. Niedawno, przez igrzyskami olimpijskimi rozbudowany system obejmujący rozpoznawanie twarzy i algorytmy predykcyjne zastosowało Tokio. Miasta już od dawna rejestrują obrazy z monitoringu w celu zapewnienia bezpieczeństwa i walki z przestępczością, ale dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji można je teraz analizować i działać na nich znacznie szybciej, poruszać się po ogromnych ilościach danych, identyfikować wzorce, korelacje i tendencje.
Inwigilacja i predykcyjna polityka dzięki AI wzbudza jednak kontrowersje. Są na tyle silne, że prowadzą do porzucania ambitnych projektów typu smart city, takich jak opracowany we współpracy pomiędzy powiązaną z Google firmą Sidewalk Labs i miastem Toronto, projekt mający nowej dzielnicy o nazwie Quayside. Zastrzeżenia mieszkańców miasta, dotyczące prywatności, jak również proponowane wykorzystanie zebranych w projekcie danych doprowadziły ostatecznie do zarzucenia pomysłu budowy tego inteligentnego miasta.
Kluczowe pytanie brzmi - jak osiągnąć bezpieczeństwo i walczyć przestępczością szanując prywatność i swobody obywatelskie. Eksperci twierdzą, że zaprojektowanie etycznych systemów AI jest obecnie prawie niemożliwe ze względu na ogromną złożoność różnorodnych kontekstów, które muszą one obejmować. Łatwej odpowiedzi nie ma.
Wielkomiejskie "zielono mi…"
Kolejnym ważnym nurtem w pracach nad przyszłością miast jest wysiłek na rzecz uczynienia ich bardziej "zielonymi" (9), w szerokim tego słowa znaczeniu. W 2020 r. 28 dużych miast podpisało zobowiązanie World Green Building Council Net Zero Carbon Buildings Commitment, w którym wzywa się miasta świata do osiągnięcia zerowej emisji dwutlenku węgla do 2030 r., a także do dążenia, by wszystkie budynki miały zerową emisję CO2 do 2050 r. Często jako wzór zielonej transformacji podawany jest Singapur, który przyjął inicjatywy związane z zieloną architekturą i zrównoważoną urbanistyką już w 2005 roku, gdy wprowadził system certyfikacji Green Mark dla miejscowego sektora budowlanego. Obecnie celem miasta jest, aby co najmniej 80% budynków w Singapurze było ekologicznych do 2030 r.
Miasta są dziś planowane i projektowane "dla ludzi", z pełnymi zieleni ulicami, korytarzami dającymi im oddech i przestrzeniami publicznymi jako centrami życia społecznego. Projektowanie zielonych przestrzeni publicznych to m.in.:
- sadzenie (lub pozostawianie) dużej liczby drzew w miastach, jak to ma miejsce w przodującym pod tym względem na świecie Singapurze;
- tworzenie większej liczby i większych parków publicznych oraz rozwiązań opartych na naturze w środowisku miejskim;
- zwiększanie liczby udogodnień dla pieszych i rowerzystów zamiast projektów skoncentrowanych na samochodach i parkingach, z przestrzenią dla dzieci i dorosłych, aby cieszyć się aktywnością na świeżym powietrzu oraz sprzyjającą poczuciu bezpieczeństwa i pewności.
Gdy myślimy o zielonym projektowaniu szybko orientujemy się, że najważniejsza jest przestrzeń oraz niskie koszty energii i budowy. Być może rozwiązaniem, jak twierdzą niektórzy, są w takim razie struktury podziemne, dla infrastruktury, zwłaszcza tej najbardziej uciążliwej dla środowiska. Kto schodzi pod ziemię z infrastrukturą? Na przykład podawany wcześniej jako przykład Singapur. Przenosi pod powierzchnię coraz więcej obiektów - od centrów danych i zakładów użyteczności publicznej po magazyny i terminale autobusowe. Przykład z drugiego końca świata to Helsinki, które dążą do utrzymania niskiego śladu węglowego i niskiej zabudowy miasta.
W stolicy Finlandii powstaje podziemne miasto z centrami handlowymi, stacjami metra, basenami, a także jednym z najbardziej ekologicznych centrów danych na świecie. W malezyjskim Kuala Lumpur powstał system o nazwie Stormwater Management and Road Tunnel, który łączy podziemne autostrady z infrastrukturą antypowodziową. Kiedy nadchodzi pora monsunowa, dolny pokład autostrady jest przekształcany w kanał odwadniający. Tunele jednak to przede wszystkim transport miejski. Technologia wiercenia jest dziś znacznie szybsza i tańsza, więc w mieście przyszłości pojawi się więcej rozwiązań, takich jak plany Londynu dotyczące podziemnej sieci tuneli logistycznych, która mogłaby wysyłać 600 milionów paczek rocznie. Podziemne projekty transportowe są proponowane w Indiach, Dubaju, Abu Dhabi, Las Vegas i Szwajcarii. Najbardziej chyba znany projekt to zapewne wizje firmy Elona Muska, Boring Company, która chce zbudować system podziemnych tuneli dla samochodów pod Los Angeles.
Z zielonym planowaniem ściśle powiązany jest koncept tzw. "miasta piętnastominutowego". O co w tym chodzi? Rzecz w tym by projektować w taki sposób, aby udogodnienia i większość usług znajdowała się w odległości 15 minut spacerem lub jazdą na rowerze. Koncepcja jest modelem decentralizującego planowania miejskiego, w którym każda lokalna dzielnica zawiera wszystkie podstawowe funkcje społeczne do życia i pracy. Wiele osób twierdzi, że tworzenie hiperlokalnych wielozadaniowych stref-dzielnic, w których mieszkańcy mogą uzyskać wszystko, czego potrzebują w ciągu 15 minut, ostatecznie poprawi jakość życia. Wciela to w życie ideę "jednostek sąsiedzkich" opracowanej przez amerykańskiego planistę Clarence’a Perry’ego w latach dwudziestych XX wieku.
Z wielkich miast projekt "miasta 15 w minut" próbuje wcielić np. Paryż, którego burmistrz Anne Hidalgo, próbuje wdrożyć program pt. "La ville du quart d’heure". W ramach planowania transportu burmistrz ogłosiła 350 mln euro dofinansowania do deptaków, które skupią się na stworzeniu pasa rowerowego na każdej ulicy w regionie do 2024 roku i usunięciu 60 tys. miejsc parkingowych dla samochodów prywatnych. Widoczne efekty to powstały w miejsce parkingu przy koszarach Minimes nowy ogród publiczny. Place de la Bastille również został przekształcony, czyli w większym stopniu zazieleniony i wzbogacony o nowe ciągi dla pieszych i rowerów kosztem 30 milionów euro.
Kolejny również mający silnie zielony smak, wielki nurt miejskich innowacji obejmuje ogólne pojęcie mające wiele znaczeń - mobilność. Mobilność jest inteligentna, zrównoważona i rozumiana jako usługa. Miasta pracują nad oferowaniem cyfrowej, czystej, inteligentnej, autonomicznej i intermodalnej mobilności, z większą ilością przestrzeni dla pieszych i rowerzystów, gdzie transport jest powszechnie świadczony jako usługa.
Symbolem współczesnej miejskiej mobilności może być trójkołowiec PEV (Persuasive Electric Vehicle), stworzony przez grupę MIT’s City Science jako idealny środek transportu do dojazdów do pracy i innych krótkich podróży. Jest on napędzany pedałami, ale posiada pomocniczy silnik elektryczny, który ułatwia poruszanie się. Jedną z godnych uwagi cech jest to, że można go przekształcić w wózek do przewożenia paczek (10). Działa również w trybie autonomicznym. Użytkownik może więc zażądać usługi z poziomu aplikacji na smartfonie, a PEV pojedzie do jego lokalizacji, odpowiednio reagując na ruch pojazdów i pieszych dzięki systemowi czujników. Według MIT i firmy Denso produkującej części samochodowe, która opracowała PEV do komercjalizacji, może on przejechać do 40 kilometrów na jednym ładowaniu z prędkością maksymalną 32 km/h.
Z mobilnością łączy się dążenie do elektryfikacji transportu. Szacuje się, że w 2030 r. pojazdy elektryczne będą miały około 32% udziału w całkowitym rynku sprzedaży nowych samochodów na świecie. Dalej w tej kolejce do nowych czasów jest automatyzacja. Ostatnie badania Deloitte w Stanach Zjednoczonych szacują, że do 2040 r. nawet 80% przejazdów pasażerskich przejechanych na obszarach miejskich może odbywać się we współdzielonych pojazdach autonomicznych. Przyszłościowe rozwiązania takie jak pasażerskie drony firmy EHang i miejskie dostawy dronami firmy Amazon czynią szybkie postępy.
Język nowych technik miejskich zna też inne klucze. Należą do nich np. multimodalna mobilność na żądanie oraz platformy typu Mobility-as-a-Service (MaaS), które w wielu miejscach np. w fińskich Helsinkach już funkcjonują pełna parą. Założenie jest takie, by mieszkańcy mogli planować i rezerwować podróże "od drzwi do drzwi" w sposób całkowicie cyfrowy, korzystać z tej samej karty taryfowej dla wszystkich rodzajów transportu, mieć dostęp do zautomatyzowanych usług przewozu ładunków w ostatniej mili, a także do pełnej widoczności w czasie rzeczywistym przewożonych ładunków.
Miasto nie tylko wciąż jest doskonałym wynalazkiem, ale, jak wskazuje przegląd wszystkich wprowadzanych i planowanych w nim innowacji, tracą swoje negatywne cechy i zachowując tradycyjne zalety, ma szansę by upodobnić się do tego, o czym przez wieki marzyli autorzy urbanistycznych utopii.
Mirosław Usidus
