חוכמה עירונית

 כתב יאיר רון על מחקרו של ד"ר אייל יניב
















תפיסת 'העיר החכמה' חותרת להביא לייעול תפקוד המערכות העירוניות ולשפר באופן משמעותי את איכות החיים. מרכז ערים חכמות בקמפוס בר-אילן משתף פעולה פעולה עם שבע הערים המקיפות אותו ומשמש כמעבדה חיה לניסויים ולקידום רעיונות חדשים   

במרבית שנות קיומה של התרבות האנושית התגוררו רוב בני האדם ביישובים כפריים. רומא, העיר הגדולה ביותר בעולם עד לעידן המודרני, מנתה בשיאה רק כ-1.2 מיליון תושבים. רק במאה ה-20 צמחו ערי הענק המפלצתיות בנות עשרות מיליוני התושבים, המֶגַלוֹפּוֹליס, ויצרו שלל בעיות חברתיות, כלכליות, תברואתיות ואחרות. 

בעוד יותר ויותר תושבים נוהרים מהכפר אל העיר, נראה היה כי הצמיחה הבלתי מבוקרת תימשך ללא מעצורים. אמנם, לרגע קצר, לקראת סוף המאה ה-20, היו חוקרים שניבאו שינוי במגמה. התפתחות טכנולוגיות המחשוב והתקשורת, כך נטען, תאפשר ליותר אנשים לעבוד מהבית ולהתגורר מחוץ למרכזי הערים העמוסים. ואולם, נראה כי אותם חוקרים היו אופטימיים מדי. מסתבר שעם כל מגרעותיה, החוויה האורבנית ממשיכה להיות אטרקטיבית ואף כורח קיומי. 

בשנת 2009 התגוררו לראשונה יותר בני אדם במרכזים עירוניים מאשר ביישובים כפריים. בסין, בעבר מדינה כפרית, מוקמות מדי שנה כעשרים ערים חדשות, ועד שנת 2050 יתגוררו כ-75% מאוכלוסייתה בערים. כדי לשרוד, על האנושות למצוא דרכים להתמודד עם החיים בעיר ועם בעיות התחבורה והחניה, זיהום המים והאוויר, הפשיעה ושאר תחלואי העיוּר. 
לדעת חוקרים רבים, אפשר להקל על מצוקת העיר הגדולה באמצעות הפיכתה ל"עיר חכמה" Smart City -. ההגדרה "עיר חכמה" רחבה ולא מחייבת: זוהי מטרייה גדולה  ומגוונת, שתחתיה חוסות טכנולוגיות שונות שנועדו לשפר ולשדרג מערכות עירוניות מכל הסוגים. מאפיין עיקרי של "העיר החכמה" הוא קיומו של מרכז שליטה ובקרה, שאליו מתנקז כל המידע העירוני, והוא מאפשר תגובה מהירה לאירועים שונים. במקרה של שריפה, למשל, המערכות החכמות יזהו את האירוע באופן מיידי, יזניקו את צוותי החירום הקרובים והזמינים ביותר, יפנו עבורם צירי תנועה, ינתקו באופן סלקטיבי את מערכות החשמל והגז באזור ויכינו את בתי החולים לקליטת נפגעים. כל נתוני האירוע ייקלטו במערכת בינה לומדת, שתסייע במניעת אירועים דומים ובשיפור דרכי התגובה אליהם.

לדברי ד"ר אייל יניב, ראש בית הספר למינהל עסקים באוניברסיטת בר-אילן, לא מדובר באופנה חולפת: "רק יישום של טכנולוגיות 'העיר החכמה' יבטיח את הישרדותן של ערי המאה ה-21 תוך שמירה על איכות חיים סבירה לתושב מכל הבחינות - תחבורה, ביטחון אישי, ניקיון, זיהום אוויר, חיסכון באנרגיה וכל שאר הפרמטרים החיוניים". ד"ר יניב מחשיב תחום זה כאחד החשובים ביותר כיום, ויחד עם פרופ' אריה צבן, אז סגן נשיא למחקר וכיום נשיא האוניברסיטה, הקים לפני כשנה את "מרכז בר-אילן לערים חכמות". זהו מיזם המשלב שלושה גורמים: ערים, פתרונות ומחקר. 

ד"ר יניב, שעסק בהיי-טק ונמנה עם מקימי חברת האינטרנט וואלה וחברת Nonstop,אומר, "אני מאמין שחובתו של מוסד אקדמי לייצר ולהפיץ ידע, ולוודא שהוא משפיע ותורם לקהילה ולאיכות הסביבה. כזה הוא מרכז בר-אילן לערים חכמות".
 פינוי אשפה לפי דרישה
הערים המשתתפות במרכז הן שבע הרשויות המקומיות המקיפות את הקמפוס: רמת גן, גבעת שמואל, קריית אונו, בני ברק, גני תקווה, פתח תקווה וגבעתיים, שבהן מתגוררים יחד כ-700 אלף תושבים. 

"הערים השכנות הן הלקוחות המיידיים שלנו", מסביר ד"ר יניב, "אנחנו לומדים את צרכיהן ואת הבעיות המעסיקות אותן, וניישם בשטחן את הפתרונות שאנו מפתחים. כל ראשי הרשויות מתלהבים מן הרעיון ומבינים את נחיצותו". 

כדוגמה לכך מציג ד"ר יניב את שיתופי הפעולה עם רמת גן. "בבית הספר 'המנחיל' התקיים שבוע של למידה עירונית, שבו התלמידים השתתפו בפרויקטים הרותמים את הטכנולוגיה לשיפור איכות החיים. התלמידים פיתחו בין היתר מערכת ניווט סלולרית לספארי ומשחק 'המרוץ למיליון' בעיר. פרויקטים נוספים שמתוכננים בשיתוף אגף החינוך כוללים סדרת האקתונים בנושא עיר חכמה בשני בתי ספר תיכוניים, ומחקר שיבחן את האפקטיביות של מערכת 'חינוך חכם' באגף החינוך. מרכז ערים חכמות בבר-אילן מלווה את הפרויקטים ואף אירח את התלמידים במרכז". 

לדברי ד"ר יניב, לכל עיר יש בעיות בוערות, שבפתרונן היא בוחרת להתמקד: מצוקת חניה, הקטנת צריכת החשמל, שיפור התחבורה הציבורית, איתור נזילות בצנרת המים, פינוי אשפה לפי דרישה, ועוד. "כרשויות קטנות יחסית, הן אינן נהנות מפתרונות שמיושמים בערים הגדולות, ולכן הן מעוניינות בסיוע שלנו".

הצלע השנייה במשולש היא ספקי פתרונות "העיר החכמה", ובהם חברות ותיקות ומוכרות כמו ווייז, פנגו ומובילאיי, לצד חברות הזנק צעירות. במסגרת זו יזם ד"ר יניב הקמתה של חממה (Hub) ליזמים צעירים ולחברות בתחילת דרכן. החממה הפועלת בקמפוס מאפשרת ליזמים מתחילים להתפתח בסביבה אקדמית ועסקית תוססת, תוך הפריה הדדית ותמיכה מקצועית, לרבות סיוע באיתור משקיעים. ד"ר יניב חותר ליצור בקמפוס בר-אילן מעבדה חיה, שבה ישמש המרחב כשדה ניסויים: "בר-אילן היא למעשה מודל של עיר קטנה, עם 15 אלף סטודנטים וכאלפיים עובדים, עם מעונות וכבישים ומערך אבטחה, ואפילו קווי אוטובוס. כאן אנחנו יכולים ליישם פיילוטים שונים ולבחון טכנולוגיות ורעיונות בשטח".
הצלע השלישית, המחקר, הוא לב הפרויקט, המעסיק כ-50 חוקרים במגוון רחב של תחומים: טכנולוגיה, גיאוגרפיה, תחבורה, לוגיסטיקה, איכות הסביבה, בוטניקה, משפטים, חינוך, רפואה ומינהל. השילוב של אותם שלושה גורמים - החוקרים, ספקי הפתרונות והלקוחות הפוטנציאלים -מאפשר לקדם רעיונות חדשניים, ליישם אותם בקמפוס ובהמשך בערים השכנות, ולהפיק תובנות רבות ערך, לרבות נתוני "ביג דאטה", אשר יאפשרו את יישום הממצאים בהיקף רחב פי כמה. 

אחד הנושאים הנחקרים במרכז הוא תופעת "אי החום העירוני" (Urban Heat Island), הטיפוסית לערים גדולות: במוקדים מסוימים בעיר נמדדות טמפרטורות הגבוהות ב-2 עד 5 מעלות מהטמפרטורה הכללית סביבם. מוקדים אלה הם האזורים הסואנים ביותר והמאוכלסים בצפיפות, וסובלים מעומס תחבורה ציבורית ומפליטת מזהמים. המיקרו-אקלים שנוצר ב"אי החום" משפיע על איכות החיים באזור ועל צריכת החשמל, והסטטיסטיקה מלמדת על השפעות מזיקות על בריאות התושבים. עד כה התרכזה ההתמודדות עם הבעיה בעיקר בניסיונות לא מוצלחים לנטרל את מקורות החום. צוות הפרויקט של בר-אילן מנסה להתמודד עם הבעיה בדרך אחרת.

הטיפול בנושא זה במסגרת "מרכז בר-אילן לערים חכמות" הוא מחקר-המשך  למחקרה של ד"ר אורית רותם, מרצה בכירה לגיאוגרפיה עירונית (בשיתוף פרופ' איתמר לנסקי, ראש  המחלקה לגיאוגרפיה וסביבה). "התחלנו לבחון כיצד אפשר להפחית את הטמפרטורה בתנאים של צפיפות עירונית גבוהה", מסבירה ד"ר רותם. "שטחים ירוקים וגינות ציבוריות ופרטיות מפחיתים את מעלות החום - אבל מה עושים כאשר אין שטח פנוי? הפתרון שלנו הוא גינון ורטיקלי: ציפוי הקירות בצמחייה. בנוסף להורדת הטמפרטורה, הצמחייה עשויה לשפר את איכות האוויר". המחקר בוחן שורה של מדדים, ובהם רמות פחמן דו-חמצני ורמות תחלואה. 

במקביל ליישום המחקרי בקמפוס בר-אילן - שבו נעטף מבנה אחד בצמחייה - מקודם פרויקט מקביל באוניברסיטה בעיר צ'נגדו (Chengdu) בסין, והוגשה בקשת מימון לקרן הלאומית למדע. 

ד"ר קרן אגאי-שי, אפידמיולוגית סביבתית מהפקולטה לרפואה, בוחנת את ההשפעות הבריאותיות של אפקט "אי החום": "טמפרטורה גבוהה מעצימה באופן ישיר את הנזקים הבריאותיים המוכרים לנו, וכן את השפעת זיהום האוויר, עד כדי סיכון חיים. המחקר שלי בודק אם באזורים אלה גובר הסיכון לתוצאי היריון שליליים, כמו לידה מוקדמת ומומים מולדים".
שירותי שיתוף נסיעות 

"אנחנו בוחנים פתרונות סתגלניים, המתאימים את עצמם לסביבה הקיימת", מסביר ד"ר יניב, "לשם כך נדרשת גישה רב-תחומית וזהו בדיוק כוחו של המרכז שלנו". בפרויקט שותפים חוקרים מהמחלקה לגיאוגרפיה, אשר מסתייעים במיפוי לווייני לאיתור וניטור מוקדי החום; בוטניקאים, המייעצים לגבי סוגי הצמחייה המתאימים, בסיוע מכון וולקני; משפטנים, המגבשים נהלים מחייבים לקבלנים לגבי שימוש בצמחייה על הגגות לבידוד ולהצללה, ומקדמים רגולציה והתאמות של חוקי התכנון והבנייה; חוקרים מהפקולטה לרפואה ע"ש עזריאלי, שבוחנים את השפעת החום על תחלואה; וכמובן חוקרים מבית הספר למינהל עסקים, שבוחנים את ההיתכנות והכדאיות הכלכלית של הרעיון. 
העיר המודרנית היא יצור מורכב, ובו מספר רב של שכבות המשתלבות זו בזו: תשתיות מים, ביוב וחשמל מתחת לקרקע, תשתיות דרכים ותחבורה מעליה, רשתות תקשורת ומידע, ועוד. פתרונות "העיר החכמה" דורשים לפיכך גישה רב-תחומית וסינרגטית, ולכך מכוון המרכז.

צוות של המרכז מפתח מערכת לניטור נקודתי של חיידקים במערכת הביוב באמצעות חיישנים, במטרה לזהות מחלות אפידמיות בשלבים מוקדמים. פרויקט אחר הוא שיתוף פעולה של "מרכז ערים חכמות" עם חברת Gett לפיתוח מערכת שתזהה דפוסי נסיעה בקרב הסטודנטים והעובדים בקמפוס בר-אילן, ותציע להם שירותי שיתוף נסיעות דינאמיים בהתאם לצרכיהם. 

פרויקט אחר בתחום התחבורה עוסק במימשק בין נוסעי התחבורה הציבורית לבין זמינות האוטובוסים. בתחנות ההסעה ברחבי הקמפוס הותקנו כרטיסים חכמים, המנטרים את מספר האנשים הממתינים לאוטובוס. מידע זה, בשילוב נתונים המשודרים מהאוטובוסים, מאפשר לשנות את התדירות וליידע באופן אוטומטי את הממתינים על זמני ההגעה. ד"ר יובל הדס מהמחלקה לניהול ומומחה לתחבורה ציבורית העומד בראש הפרויקט: "האתגר שלנו הוא לפתח מערכת חיישנים שיוצבו בכל תחנות התחבורה הציבורית ובכלי הרכב הציבוריים. המערכת תנטר את כל מרכיבי הנסיעה, כולל זמן ההמתנה והעומס בכל תחנה. את הנתונים הללו אפשר יהיה לשלב באפליקציית נסיעות שתעדכן את הנוסע, וכן לשפר את רמת השירות של התחבורה הציבורית באמצעות פיתוח מודלים מתקדמים העושים שימוש במידע הנצבר במערכת". למחקר שותפים גם פרופ' בועז בן-משה מאוניברסיטת אריאל העוסק בהיבט הטכנולוגי, ופרופ' טובה רוזנבלום מהמחלקה לניהול, העוסקת בהיבטים הפסיכולוגיים וההתנהגותיים. 

בעקבות הצלחת הפיילוט בקמפוס הוא הורחב ומייושם באחד מקווי חברת "מטרופולין". לדברי ד"ר הדס, "בשלב הבא אפשר יהיה להרחיב את יכולות המערכת אף מעבר לתכנון התחבורה: ניתן יהיה לספק באמצעות האפליקציה מידע קולי או מידע בשפות שונות , ובכך לסייע לבעלי מוגבלויות ולתיירים".

פרויקט נוסף ב"מרכז ערים חכמות" מבצע מדידה של רמות זיהום האוויר באמצעות חיישנים. המידע ישודר למרכז ניטור, שימפה ויציג רמות זיהום נקודתיות בזמן אמת, למשל באזורים רגישים כמו גני ילדים, בתי ספר ובתי חולים. 
הצלחתם של הפרויקטים העירוניים מותנית בהתאמתם למאפייני קהל היעד, לצרכיו ולציפיותיו. כדי למדוד את מידת ההצלחה, מפתח המרכז שאלון משוב ממוחשב שיסייע לקבלת החלטות משותפות באמצעות הסמרטפון. 
לדברי ד"ר יניב, "העיר החכמה" חייבת לראות את עצמה כמכלול ולבחון כל פתרון כחלק ממערכת הוליסטית. המרכז שוקד על גיבוש מדד ל"עיר חכמה", שיעניק ציון לכל התחומים הרלוונטיים וישקלל בהתאם את "דרגת החוכמה" שלה.