Cosa fa davvero l'IoT per una città?

L’espressione smart city si è caricata di molto peso di marketing, che nasconde una verità modesta: una città è una grande proprietaria di asset fisici, e l’IoT le permette di conoscere lo stato di quegli asset senza mandare qualcuno a guardare. Lampioni, cestini, stalli di sosta, tubature dell’acqua, ponti, fermate dell’autobus e aria diventano tutti rilevabili. La maggior parte di ciò che una città ne fa è operativo, non futuristico.

I progetti che sono durati sono quelli che hanno fatto risparmiare o hanno migliorato un servizio che i residenti hanno notato. I progetti falliti di solito hanno cercato di costruire prima una piattaforma a scala urbana e di trovarle degli usi dopo.

Questa guida tratta i servizi con risultati comprovati, le reti che una città usa per raggiungere migliaia di piccoli dispositivi, le questioni di dati e governance che accompagnano le infrastrutture pubbliche, e come distinguere un progetto duraturo da una demo.

Quali servizi hanno risultati comprovati?

Illuminazione pubblica. Apparecchi connessi che segnalano i guasti, si attenuano a orario o in base alla presenza e misurano i propri consumi. L’illuminazione è spesso la singola voce più grande della bolletta elettrica di un comune, quindi l’illuminazione intelligente tende a essere il primo progetto, perché i risparmi sono misurabili e i pali offrono alimentazione e altezza per altri sensori.

Raccolta dei rifiuti. Sensori di riempimento nei cestini pubblici e nei contenitori permettono ai percorsi di raccolta di seguire il bisogno reale anziché un programma fisso. Meno camion passano davanti a cestini vuoti, quelli che traboccano vengono intercettati prima.

Parcheggi. Sensori interrati o sospesi segnalano l’occupazione degli stalli per la guida al parcheggio intelligente e per i controlli. Il beneficio è meno traffico in cerca di posto e un uso migliore degli spazi esistenti; l’insidia è la manutenzione di sensori in una superficie che viene scavata, cosparsa di sale e percorsa dalle auto.

Qualità dell’aria e rumore. Reti dense di sensori a basso costo integrano le poche stazioni di riferimento che una città può permettersi. I sensori sono meno accurati, ma il loro numero rivela pattern che le stazioni di riferimento non colgono: è monitoraggio ambientale a livello di strada. La calibrazione rispetto alle stazioni di riferimento è il lavoro continuo.

Acqua. Contatori intelligenti (smart meter) per la fatturazione e il rilevamento delle perdite, sensori di pressione e portata sulla rete di distribuzione per localizzare le rotture, sensori di livello nei collettori delle acque piovane e nei fiumi per l’allerta alluvioni. Le utility idriche sono spesso gli utenti IoT più maturi in una città, perché le perdite sono una perdita economica diretta.

Strutture e trasporti. Monitoraggio strutturale di ponti e gallerie con sensori di deformazione e vibrazione; conteggio del traffico e adattamento dei semafori; conteggio dei passeggeri e previsione degli arrivi sul trasporto pubblico; flotte di mobilità condivisa con telematica.

Ciascuno di questi è un sistema a sé con un proprietario a sé dentro l’amministrazione comunale. Trattarli così, anziché come un’unica grande piattaforma, è di solito ciò che li fa funzionare.

Quali reti raggiungono una città piena di piccoli dispositivi?

I dispositivi urbani sono numerosi, trasmettono pochi dati, spesso vanno a batteria e sono distribuiti su molti chilometri quadrati. Quel profilo punta alle tecnologie LPWAN.

LoRaWAN permette a una città di possedere la propria rete: un numero contenuto di gateway su edifici alti e torri può coprire una città di medie dimensioni, la città controlla il percorso dei dati e non c’è un abbonamento per dispositivo. Molti comuni gestiscono reti LoRaWAN proprie proprio per evitare la dipendenza dagli operatori e permettere ai vari uffici di aggiungere sensori a basso costo. I compromessi sono che la città diventa un operatore di rete, con la manutenzione che ne consegue, e i limiti su dimensione e frequenza dei messaggi.

NB-IoT e LTE-M usano le reti degli operatori, il che elimina l’onere della manutenzione e in alcuni casi dà una penetrazione migliore in scantinati e camere sotterranee. Il costo è un abbonamento ricorrente per dispositivo e la dipendenza dalla roadmap dell’operatore. Le installazioni miste sono comuni: LoRaWAN per la massa dei sensori semplici, cellulare per gli asset che si spostano o hanno bisogno di più banda, Wi-SUN o mesh simili per contatori e controller dell’illuminazione dove la base installata è abbastanza densa da formare una mesh.

Le reti dell’illuminazione pubblica meritano una nota. Poiché gli apparecchi sono alimentati dalla rete elettrica e distribuiti a intervalli regolari lungo ogni strada, formano una dorsale naturale di rete mesh su cui altri sensori possono appoggiarsi, e diversi sistemi di controllo dell’illuminazione vengono venduti proprio su questa base.

Come si integrano i dati della città?

Il valore dei dati urbani cresce quando vengono combinati: occupazione dei parcheggi con conteggi del traffico, qualità dell’aria con meteo e traffico, livelli dei cestini con percorsi di raccolta. Questo richiede che i sistemi separati dei vari uffici pubblichino in qualcosa di condiviso. L’approccio che ha preso piede è una piattaforma dati urbana che espone API e modelli dei dati standard, così che una nuova applicazione possa leggere i dati di parcheggi e illuminazione senza un’integrazione su misura per ciascuno, e che la città possa cambiare fornitore per un servizio senza rifare i collegamenti di tutto il resto. Gli standard aperti e le politiche di open data sono gli strumenti contro il vendor lock-in, un rischio reale quando un singolo fornitore si offre di gestire tutto.

L’elaborazione all’edge conta per le sorgenti più pesanti. Telecamere del traffico e sensori acustici generano dati che vanno ridotti sul posto, sia per la banda sia perché il video grezzo di una strada pubblica è un dato personale. Contare veicoli o pedoni nella telecamera e trasmettere solo i conteggi è lo schema che autorità e residenti accettano.

Perché la governance decide i risultati?

Le infrastrutture pubbliche sollevano questioni che un’installazione privata non pone.

La privacy viene per prima. I sensori nello spazio pubblico osservano tutti, comprese le persone che non hanno mai dato il consenso. Le città che hanno conservato la fiducia dei cittadini hanno pubblicato cosa raccoglie ogni sensore, hanno ridotto la raccolta a ciò che serve al servizio, hanno evitato di identificare le persone e hanno condotto valutazioni d’impatto sulla privacy prima dell’installazione. Le città che hanno installato riconoscimento facciale, lettura delle targhe o tracciamento dettagliato degli spostamenti senza quel processo hanno affrontato ricorsi legali e progetti cancellati.

Gli appalti vengono per secondi. I contratti comunali sono lunghi, e una città che compra una piattaforma chiusa può restare vincolata per un decennio. Specificare nel contratto interfacce aperte, proprietà dei dati in capo alla città e clausole di uscita conta più di qualsiasi caratteristica tecnica.

Le operazioni vengono per terze. I sensori si guastano, le batterie si esauriscono, il firmware va aggiornato, e l’ufficio che ha comprato il sistema deve avere budget e competenze per tenerlo in funzione dopo la fine dei fondi del progetto pilota. Molte installazioni smart city sono decadute in silenzio perché nessuno era responsabile della manutenzione.

L’equità viene per quarta. Se sensori e servizi si concentrano nel centro città, lo stesso fanno i dati e i benefici. Le decisioni sulla copertura sono decisioni politiche.

Come si distingue un progetto da una demo?

Un progetto con un futuro risponde chiaramente a quattro domande: quale ufficio ne è proprietario, quale metrica di costo o di servizio sposterà, come verranno mantenuti i dispositivi per tutta la loro vita, e come i dati verranno governati e condivisi. Una demo risponde con una dichiarazione di visione. La tecnologia per entrambi è spesso identica.

Per continuare

• LoRaWAN spiegato tratta la rete che molte città scelgono di possedere.
• NB-IoT e LTE-M spiegati spiega l’alternativa gestita dagli operatori.
• L’IoT nell’energia approfondisce i contatori intelligenti e le installazioni lato rete che si sovrappongono alle utility comunali.
• Edge computing spiegato mostra perché telecamere e sensori acustici dovrebbero elaborare in locale.

Argomenti: smart city, illuminazione pubblica, LoRaWAN, NB-IoT, infrastrutture pubbliche