Tornar uma cidade “inteligente” está emergindo como uma estratégia para mitigar os problemas gerados pelo crescimento da população urbana e pela rápida urbanização. No entanto, pouca pesquisa acadêmica discutiu moderadamente o fenômeno. Para fechar a lacuna na literatura sobre cidades inteligentes e em resposta ao uso crescente do conceito, este artigo propõe uma estrutura para entender o conceito de cidades inteligentes. Com base na exploração de uma ampla e extensa gama de literatura de várias áreas disciplinares, identificamos oito fatores críticos de iniciativas de cidades inteligentes: gerenciamento e organização, tecnologia, governança, contexto político, pessoas e comunidades, economia, infraestrutura construída e ambiente natural. Esses fatores formam a base de uma estrutura integradora que pode ser usada para examinar como os governos locais estão visualizando iniciativas de cidades inteligentes. A estrutura sugere orientações e agendas para pesquisas em cidades inteligentes e descreve implicações práticas para profissionais do governo.
1. Introdução
Mais da metade da população do mundo vive em áreas urbanas [18-20]. Prevê-se que essa mudança da saída do home do campo para a cidade continue nas próximas duas décadas (consulte http://www.unfpa.org). Cidades, megacidades, geram diversos tipos de problemas: dificuldade na gestão de resíduos; escassez de recursos, poluição do ar, preocupações com a saúde humana, congestionamentos no tráfego e infraestruturas inadequadas, deterioradas e envelhecidas [10,40,56,58]. Outro conjunto de problemas identificado esta voltado mais para o social e organizacional do que técnico, físico ou material. Os problemas desse tipo estão associados a múltiplas e diversas partes interessadas, altos níveis de interdependência, objetivos e valores concorrentes e complexidade social e política.
Garantir condições habitáveis no contexto de um crescimento tão rápido da população urbana em todo o mundo exige uma compreensão mais profunda do conceito de "cidades Inteligentes". Uma forma de definir cidade inteligente seria rotula-lá como uma cidade sustentável e habitável. Embora haja um aumento na frequência de uso da frase "cidade inteligente", ainda não existe uma compreensão clara e consistente do conceito entre os profissionais e a academia.
Sendo assim, este artigo tenta começar a preencher essa lacuna, identificando tendências importantes e sugerindo pesquisas sobre cidades, à medida que investem em novas maneiras de se tornar "inteligentes". Explorando uma extensa gama de literatura de vários campos, como governo eletrônico, ciência da informação, urbanismo estudos e administração pública, os autores identificaram e discutiram desafios, fatores de sucesso e impactos de iniciativas conduzidas pelo governo que tornam uma cidade inteligente. Para isso, eles identificaram oito componentes principais das iniciativas de cidades inteligentes e proporão uma estrutura conceitual integrada para orientar futuros estudos de cidades inteligentes.
2. Conceituando uma cidade inteligente
Como discutido acima, o conceito de cidade inteligente em si ainda está emergindo e o trabalho de defini-lo e conceituá-lo está em andamento [11,31]. O conceito é usado em todo o mundo com diferentes nomenclaturas, contextos e significados. Várias definições de cidades inteligentes, foram apresentadas e adotadas tanto no uso prático quanto no acadêmico:
Uma cidade com bom desempenho de maneira prospectiva na economia, nas pessoas, na governança, na mobilidade, no ambiente e na vida, baseada na combinação inteligente de doações e atividades de cidadãos decisivos, independentes e conscientes. [24]
Uma cidade que monitora e integra condições de todas as suas infraestruturas críticas, incluindo estradas, pontes, túneis, trilhos, metrôs, aeroportos, portos marítimos, comunicações, água, energia e até grandes edifícios, pode otimizar melhor seus recursos, planejar sua manutenção preventiva atividades e monitorar aspectos de segurança, maximizando os serviços aos cidadãos. [28]
Uma cidade "conectando a infraestrutura física, a infraestrutura de TI, a infraestrutura social e a infraestrutura de negócios para alavancar a inteligência coletiva da cidade" [29].
A definição de Giffer et al. [24] considera inteligente o desempenho de uma maneira prospectiva. A abordagem de desenvolvimento prospectiva de uma cidade inteligente considera questões como conscientização, flexibilidade, capacidade de transformação, sinergia, individualidade, autodeterminação e comportamento estratégico [24]. No estudo de Harrison et al. [29], uma cidade inteligente denota uma cidade instrumentada, interconectada e inteligente. A instrumentação permite a captura e integração de transmissões ao vivo no mundo real dados através do uso de sensores, quiosques, medidores, dispositivos pessoais, aparelhos, câmeras, smartphone, dispositivos médicos implantados, a web e outros sistemas similares de aquisição de dados, incluindo redes sociais como redes de sensores humanos. Interconexão significa a integração desses dados em uma plataforma de computação corporativa e a comunicação dessas informações entre os vários serviços da cidade. Inteligência refere-se à inclusão de análises, modelagem, otimização e visualização complexas nos processos operacionais dos negócios para tomar melhores decisões operacionais. Por outro lado, o Conselho de Defesa dos Recursos Naturais [45] define mais inteligente no contexto urbano como mais eficiente, sustentável, equitativo e habitável.
Toppeta [56] enfatiza a melhoria da sustentabilidade e da habitabilidade. Washburn et al. [58] vê uma cidade inteligente como uma coleção de computação inteligente tecnologias aplicadas a componentes e serviços críticos de infraestrutura. A computação inteligente refere-se a uma nova geração de hardware, software e software integrados tecnologias de rede que fornecem sistemas de TI e conscientização em tempo real do mundo real e análises e ações avançadas que otimizam os processos de negócios [58].
Dada a abrangência conceitual de uma cidade inteligente, poderia ser pensado como um grande sistema orgânico que conecta muitos subsistemas e componentes como os descritos acima. Dirks e Keeling [19] consideram uma cidade inteligente como a integração orgânica de sistemas. A inter-relação entre os principais sistemas de uma cidade inteligente é levada em consideração para tornar o sistema mais inteligente. Nenhum sistema opera isoladamente. Nesse sentido, Kanter e Litow [34] consideram uma cidade mais inteligente como um todo orgânico - uma rede e um sistema vinculado. Enquanto os sistemas nas cidades industriais eram principalmente esqueleto e pele, as cidades pós-industriais - cidades inteligentes - são como organismos que desenvolvem um sistema nervoso artificial, o que lhes permite se comportar de maneiras coordenadas de maneira inteligente [42]. A nova inteligência das cidades reside, então, na combinação cada vez mais eficaz de redes de telecomunicações digitais (os nervos), inteligência onipresente (cérebro), sensores e tags (órgãos sensoriais) e software (conhecimento e competência cognitiva).
3. Fatores de sucesso de iniciativas de cidades inteligentes
Este artigo propõe um conjunto abrangente de fatores essenciais para a compreensão de iniciativas e projetos de cidades inteligentes. Esses fatores, reunidos em uma estrutura de cidades inteligentes, podem ser usados para estudar e determinar os fatores de sucesso de iniciativas ou projetos de cidades inteligentes. Além de sustentabilidade e habitabilidade, a estrutura aborda vários fatores internos e externos que afetam o design, a implementação e o uso de iniciativas de cidades inteligentes. O objetivo dos autores não é produzir um conjunto de componentes para classificar cidades inteligentes, mas criar uma estrutura que possa ser usada para caracterizar como conceber uma cidade inteligente e iniciativas de design, que promovam essa visão implementando serviços compartilhados e navegando em seus desafios emergentes.
Os oito grupos de fatores incluem (1) gerenciamento e organização, (2) tecnologia, (3) governança, (4) política, (5) pessoas e comunidades, (6) economia, (7) infraestrutura construída e (8) ) o ambiente natural.
3.1 Gestão e organização
Apenas alguns estudos na literatura acadêmica sobre iniciativas de cidades inteligentes abordam questões relacionadas a fatores gerenciais e organizacionais. Por outro lado, uma ampla gama de pesquisas anteriores sobre iniciativas e projetos de TI destacou essas questões como importantes fatores de sucesso ou grandes desafios [26,53]. Portanto, as preocupações gerenciais e organizacionais nas iniciativas de cidades inteligentes precisam ser discutidas no contexto da extensa literatura sobre o sucesso do governo eletrônico e dos projetos de TI.
Por exemplo, Gil-Garcia e Pardo [26] sugeriram uma lista de fatores de sucesso e desafios para iniciativas do governo. As iniciativas de cidades inteligentes podem diferenciar das iniciativas mais gerais do governo no contexto e de algumas das características de projetos específicos, mas há muito em comum entre esses dois tipos de iniciativas, porque a maioria das iniciativas de cidades inteligentes também é conduzida por governos e alavancada pelo uso intensivo das TICs para melhor servir os cidadãos.
3.2 Tecnologia
Uma cidade inteligente depende, entre outras, de uma coleção de tecnologias de computação inteligentes aplicadas a componentes e serviços críticos de infraestrutura. A computação inteligente refere-se a uma "nova geração de hardware, software e tecnologias de rede integrados que fornecem aos sistemas de TI conhecimento em tempo real do mundo real e análises avançadas para ajudar as pessoas a tomar decisões mais inteligentes sobre alternativas e ações que otimizarão os processos de negócios e resultados do balanço das empresas" [58].
As TICs são os principais impulsionadores das iniciativas de cidades inteligentes [31]. A integração das TICs com projetos de desenvolvimento pode mudar a paisagem urbana de uma cidade [57] e oferecer algumas oportunidades potenciais [48], além de melhorar a gestão e o funcionamento de uma cidade [48].
Apesar das vantagens e benefícios do uso das TICs nas cidades, seu impacto ainda é incerto [48]. De fato, eles podem melhorar a qualidade de vida dos cidadãos, mas também podem aumentar as desigualdades e promover um fosso digital [48]. Assim, os gestores das cidades devem considerar certos fatores ao implementar as TICs sobre disponibilidade de recursos, capacidade, disposição institucional e também com relação à desigualdade, divisão digital e mudança de cultura e hábitos [48]. Ebrahim e Irani [21] esboçaram alguns dos desafios do uso de tecnologias em cidades inteligentes.
3.3 Governança
Várias cidades iniciaram projetos e iniciativas transformacionais chamados iniciativas de cidades inteligentes para melhor atender os cidadãos e melhorar sua qualidade de vida [24,48]. Esses projetos envolvem várias partes interessadas. Assim, várias cidades sentiram uma crescente necessidade de uma melhor governança para gerenciar esses projetos e iniciativas [27]. Em geral, a governança (pública) foi definida "como regimes de leis, regras administrativas, decisões judiciais e práticas que restringem, prescrevem e possibilitam a atividade governamental, onde essa atividade é amplamente definida como a produção e entrega de bens com apoio público e serviços". (p. 235) [38]. A governança, portanto, envolve a implementação de processos com os constituintes que trocam informações de acordo com regras e padrões para atingir metas e objetivos [33]. A governança inteligente é descrita como uma característica importante de uma cidade inteligente que se baseia na participação do cidadão [24] e em parcerias público-privadas [48]. Segundo Johnston e Hanssen [33], a governança inteligente depende da implementação de uma infraestrutura que deve ser responsável, responsiva e transparente [43]. Essa infraestrutura ajuda a permitir colaboração, troca de dados, integração de serviços e comunicação [48].
Scholl et al. [53] estudaram os desafios dos principais projetos de governo eletrônico e descobriram que as relações das partes interessadas são um dos fatores críticos para determinar o sucesso ou fracasso de tais projetos. "Relações com partes interessadas” refere-se a quatro questões principais: capacidade de cooperação entre partes interessadas, apoio à liderança, estrutura de alianças e trabalho sob diferentes jurisdições" [53].
Várias cidades se beneficiaram com o surgimento de TICs que melhoram sua governança. Essa governança baseada em TICs é conhecida como governança inteligente. Representa amplamente um conjunto de tecnologias, pessoas, políticas, práticas, recursos, normas sociais e informações que interagem para apoiar as atividades de governo da cidade. Segundo a Forrester, a governança inteligente é o núcleo das iniciativas de cidades inteligentes [8,24]. Portanto, representa um desafio importante para as iniciativas de cidades inteligentes.
3.4 Contexto político
A transformação de uma cidade comum (não inteligente) para uma cidade inteligente também implica a interação de componentes tecnológicos com componentes políticos e institucionais [41]. Os componentes políticos representam vários elementos políticos (conselho da cidade, governo da cidade, etc) e pressões externas, como agendas de políticas e políticas que podem afetar os resultados das iniciativas de TI [9,52]. Prontidão institucional, como remoção de normas legais e regulamentares barreiras são importantes para a implementação tranquila de iniciativas de cidades inteligentes.
O contexto político é crítico para a compreensão do uso de sistemas de informação de maneiras adequadas. Portanto, um governo inovador enfatiza a mudança nas políticas, porque um governo não pode inovar sem um impulso normativo abordado na política [22].
Enquanto a inovação em tecnologia para uma cidade inteligente pode ser relativamente facilmente observada e amplamente aceita, as mudanças subsequentes no contexto político são mais ambíguas [30]. O contexto político caracteriza questões urbanas institucionais e não técnicas e cria condições que possibilitam o desenvolvimento urbano [60].
O estudo de Gil-García e Pardo [26] sobre fatores de sucesso do governo identificou desafios legais, regulatórios, institucionais e ambientais de iniciativas governamentais. As iniciativas de cidades inteligentes enfrentam desafios semelhantes que influenciam o contexto político.
As organizações governamentais são criadas e operadas por uma regra formal específica ou grupo de regras. Ao tomar qualquer tipo de decisão em projetos de TI, os gerentes públicos precisam levar em consideração um grande número de leis e regulamentos restritivos [17,39]. Os sistemas federais, como nos Estados Unidos, Canadá ou México, apresentam desafios adicionais derivados das particularidades das relações (relações intergovernamentais) entre diferentes níveis de governo [9,17,36]. Também existem desafios relacionados a uma estrutura institucional mais geral e ao ambiente político, no qual as organizações governamentais operam [13]. Nesse contexto, as instituições não são apenas constituídas por leis e regulamentos, mas também normas, ações ou comportamentos que as pessoas aceitam como boas ou que dão como certas [54].
3.5 Pessoas e comunidades
Os projetos de cidades inteligentes têm impacto na qualidade de vida dos cidadãos e visam promover cidadãos mais informados, instruídos e participativos. Além disso, as iniciativas de cidades inteligentes permitem que os membros da cidade participem da governança e gerenciamento da cidade e se tornem usuários ativos. Se eles são atores-chave, podem ter a oportunidade de se envolver com a iniciativa na medida em que possam influenciar o esforço para ser um sucesso ou um fracasso.
Também é fundamental não se referir aos membros da cidade não apenas como indivíduos, mas também como comunidades e grupos e seus respectivos desejos e necessidades nas cidades. Pessoas e comunidades são um componente que exige que as iniciativas de cidades inteligentes sejam sensíveis ao equilibrar as necessidades de várias comunidades.
3.6 Economia
A economia é o principal impulsionador das iniciativas de cidades inteligentes, e acredita-se que uma cidade com um alto grau de competitividade econômica possua uma das propriedades de uma cidade inteligente. Além disso, um dos principais indicadores para medir a crescente concorrência nas cidades é a capacidade da cidade como motor econômico [25]. Giffer et al. [24] sugerem uma estrutura de cidade inteligente que consiste em seis componentes principais (economia inteligente, pessoas inteligentes, governança inteligente, mobilidade inteligente, ambiente inteligente e vida inteligente). Sua definição operacional de economia inteligente inclui fatores que envolvem a competitividade econômica, como inovação, empreendedorismo, marcas, produtividade e flexibilidade do mercado de trabalho, bem como a integração no mercado nacional e global.
Uma série de estudos [19,20] divulgados pelo IBM Institute for Business Value identifica o negócio como um dos principais sistemas das cidades mais inteligentes, que inclui sistema de serviços da cidade, sistema cidadão, sistema comercial, sistema de transporte, sistema de comunicação, sistema de água. e sistema de energia. As capacidades para sistemas de negócios inteligentes incluem o uso de TIC pelas empresas, novos processos de negócios inteligentes e setores de tecnologia inteligente. As iniciativas de cidades inteligentes são projetadas para desenvolver capacidades de tecnologia da informação e estabelecer uma agenda de mudanças por ações da indústria e desenvolvimento de negócios [14]. Criar um ambiente para o desenvolvimento industrial é essencial para uma cidade inteligente [12].
Os resultados econômicos das iniciativas de cidades inteligentes são criação de negócios, criação de empregos, desenvolvimento da força de trabalho e melhoria da produtividade.
3.7 Infraestrutura construída
A disponibilidade e a qualidade da infraestrutura de TIC são importantes para cidades inteligentes [24]. A infraestrutura de TIC inclui infraestrutura sem fio (canais de fibra ótica, redes Wi-Fi, pontos de acesso sem fio, quiosques) [1-3], sistemas de informação orientados a serviços [4,5]. A implementação de uma infraestrutura de TIC é fundamental para o desenvolvimento de uma cidade inteligente e depende de alguns fatores relacionados à sua disponibilidade e desempenho.
3.8 Ambiente natural
As iniciativas de cidades inteligentes estão voltadas para o futuro na questão ambiental [24]. O núcleo do conceito de cidade inteligente é o uso da tecnologia para aumentar a sustentabilidade e gerenciar melhor os recursos naturais [45]. Em particular interesse esta a proteção dos recursos naturais e da infraestrutura relacionada [28], como cursos de água e esgoto, e espaços verdes, como parques. Juntos, esses fatores têm um impacto na sustentabilidade e na habitabilidade de uma cidade; portanto, esses fatores devem ser levados em consideração ao examinar as iniciativas de cidades inteligentes.
4. Estrutura integrativa
Com base na literatura conceitual sobre cidades inteligentes e nos fatores descritos acima, os autores desenvolveram uma estrutura integradora para explicar as relações e influências entre esses fatores e as iniciativas de cidades inteligentes. Cada um desses fatores é importante a ser considerado na avaliação da extensão da cidade inteligente e ao examinar as iniciativas de cidade inteligente. Os fatores fornecem uma base para comparar como as cidades estão visualizando suas iniciativas inteligentes, implementando serviços compartilhados e os desafios relacionados. Esse conjunto de fatores também é apresentado como uma ferramenta para apoiar a compreensão do sucesso relativo de diferentes iniciativas de cidades inteligentes implementadas em diferentes contextos e para diferentes fins. Da mesma forma, essa estrutura poderia ajudar a separar o impacto real sobre os tipos de variáveis (organizacionais, técnicas, contextuais) no sucesso das iniciativas de cidades inteligentes.
Espera-se que, embora todos os fatores tenham um impacto bidirecional nas iniciativas de cidades inteligentes (cada uma provavelmente influenciada por outros fatores) e em momentos diferentes e em contextos diferentes, alguns sejam mais influentes que outros. Para refletir os níveis diferenciados de impacto, os fatores na estrutura proposta são representados em dois níveis diferentes de influência. Os fatores externos (governança, pessoas e comunidades, ambiente natural, infraestrutura e economia) são de alguma forma filtrados ou influenciados mais do que fatores internos influentes (tecnologia, gerenciamento e política) antes de afetar o sucesso das iniciativas de cidades inteligentes. Isso conta para os efeitos diretos e indiretos dos fatores externos. A tecnologia pode ser considerada como um meta-fator nas iniciativas de cidades inteligentes, pois pode influenciar fortemente cada um dos outros sete fatores. Como muitas iniciativas de cidades inteligentes estão usando intensivamente a tecnologia, isso pode ser visto como um fator que de alguma forma influencia todos os outros fatores de sucesso nessa estrutura.
Estrutura de iniciativas de cidades inteligentes
Referência
CHOURABI, Hafedh et al. Understanding smart cities: An integrative framework. In: 2012 45th Hawaii international conference on system sciences. IEEE, 2012. p. 2289-2297.
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