16 มี.ค. Case Study การใช้เทคโนโลยี GIS ในการวางแผน Smart City ของกรุงโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น
โตเกียว: ก้าวสู่เมืองแห่ง Advanced Analytics ที่ใหญ่ที่สุดของโลก
การวางผังเมืองที่ใหญ่ที่สุดในโลกอย่างโตเกียวเป็นความท้าทายที่ยากลำบาก ด้วยความหนาแน่นของพื้นที่ รอบรถไฟใต้ดินเทียบเท่ากับประชากร 1 ใน 200 คนบนโลกอัดอยู่ในเมืองที่มีขนาดเท่ากับรัฐคอนเนทิคัต นั่นหมายความว่าการเปลี่ยนแปลงส่วนหนึ่งส่วนใดย่อมส่งผลกระทบทั้งภูมิภาค
การเปลี่ยนแปลงที่อาจพาคนอีกเป็นล้านเข้ามาในภูมิภาค จึงจำเป็นต้องมีแอปพลิเคชันด้านภูมิสารสนเทศ ที่จะเตรียมพร้อมสำหรับการวางแผน Smart City ที่มีประสิทธิภาพ
ตั้งแต่ปี ค.ศ. 2016 ย่านธุรกิจที่พลุกพล่านของเขตชินากาวะในกรุงโตเกียวได้เริ่มก่อสร้างสถานีรถไฟใหม่ ซึ่งนับเป็นก้าวกระโดดไปสู่รถไฟระบบพื้นผิวแม่เหล็กหรือ Maglev ที่สามารถวิ่งได้เร็วถึง 500 กม./ชั่วโมง เฟสแรกจะเปิดให้ใช้งานภายในปี ค.ศ. 2027 โดยให้บริการในเส้นทางไปเมืองนาโกยะ เมืองที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดับ 4 ของประเทศญี่ปุ่น และอีกไม่กี่ปีต่อจากนั้นจะขยายเส้นทางไปสู่เมืองโอซาก้าที่มีขนาดใหญ่เป็นอันดัน 3 ของประเทศ รถไฟ Maglev นี้สามารถพาผู้โดยสารจากเมืองชินากาวะไปเมืองโอซาก้าในเวลาเพียงชั่วโมงกว่า ๆ เท่านั้น หรือใช้เวลาน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของ Bullet train นาย Perry Yang ผู้เชี่ยวชาญด้านการวางผังเมืองและภูมิภาค และอาจารย์คณะสถาปัตยกรรมศาสตร์ที่สถาบัน Georgia Institute of Technology เรียกสถานีชินากาวะว่า “70-70 gateway” ซึ่งแปลว่า เดินทาง 70 นาทีเพื่อ 70 ล้านคนทั่วภูมิภาค
รถไฟ Maglev นี้จะทำให้ประชากร 70 ล้านคนเข้าใกล้กันมากขึ้น โดยนาย Yang คาดว่าโครงการนี้จะสามารถร่นความห่างและเวลาให้น้อยลง ส่งผลอย่างมากต่อรูปแบบของเมือง การใช้งาน และประสบการณ์ต่าง ๆ และด้วยการเปลี่ยนแปลงสู่รถไฟรูปแบบใหม่ที่ทำให้การเดินทางที่เคยเร็วอยู่แล้วยิ่งเร็วขึ้นกว่าเดิมนี้ ควรแล้วหรือไม่ที่เราจะเริ่มคาดการณ์และวางแผนผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของเมืองที่อาจเกิดขึ้น
นาย Yang เห็นว่าเป็นเรื่องสำคัญอย่างยิ่งที่จะใช้ข้อมูลในการวิเคราะห์และ สร้างภาพของสถานการณ์ที่อาจ จะเกิดขึ้นได้ในบริบทของโลเคชันผ่านการใช้ซอฟต์แวร์ GIS (Geographic Information System)
ปัจจุบันนาย Yang รับผิดชอบห้องทดลอง Eco Urban Lab ของ Georgia Tech ซึ่งเป็น Headquarter ของ Tokyo Smart City Studio โดยโครงการนี้เป็นการทำงานร่วมกับนาย Akito Murayama จากแผนก Urban engineering ของมหาวิทยาลัยโตเกียว นาย Yoshiki Yamagata จากมหาวิทยาลัยเคโอ และสำนักงาน Global Carbon Project ในเมืองสึกุบะ ประเทศญี่ปุ่น ร่วมกับนักศึกษาด้าน Architecture, Urban design, GIS, และ City and Regional Planning จากสถาบัน Georgia Tech ในแต่ละปีพวกเขาจะใช้เทคโนโลยี GIS เพื่อศึกษาคอนเซ็ปท์ของ Smart city พร้อมขัดเกลาแผนผังแต่ละส่วนเล็ก ๆ ของโตเกียวเมโทรอย่างละเอียด
ในปี ค.ศ. 2020 Tokyo Smart City Studio ได้เริ่มทำการสำรวจพื้นที่โดยรอบของสถานี Maglev แห่งใหม่ ทำการประมาณการขั้นต้นว่าสามารถดึงประชากรไปสู่ย่านชินากาวะฝั่งตะวันออกได้เพิ่มขึ้นอีกล้านคนต่อวัน และด้วยจำนวนคนที่ไหลเข้ามามากขึ้นจึงจำเป็นต้องมีร้านค้า ที่อยู่อาศัย โรงแรม สวนสาธารณะ ทางเดิน และการบริการต่าง ๆ ของเมืองที่เพิ่มขึ้นด้วย เหล่านี้ล้วนส่งผลกระทบต่อปริมาณถนนและการเพิ่มขึ้นของการจราจรโดยรอบสนามบินฮาเนดะ และสถานนีรถไฟชินากาวะเดิม
นักศึกษาของ Tokyo Smart City Studio ยังทำการสร้างแผนและออกแบบเฟรมเวิร์คที่มุ่งเน้นสู่การเป็นเมืองแห่ง Carbon Neutral ภายในปี ค.ศ. 2040 และด้วยเทคโนโลยี GIS สามารถช่วยสร้างแผนในหลากหลายโมเดล และช่วยนำเสนอแผนสุดท้ายอีกด้วย
การศึกษาแบบสหวิทยาการของ Tokyo Smart City Studio สะท้อนแนวคิดของนาย Yang ในด้าน Urban design ยุคใหม่ ซึ่งเป็นการรวม Urban planning เข้ากับหลักการด้านสถาปัตยกรรมเพื่อให้นักออกแบบผังเมืองมีระบบ ในการวางแผนเมือง ด้วยมุมมองนี้ทำให้เมืองเปรียบดั่งสิ่งมีชีวิตที่มีการเคลื่อนไหวซึ่งประกอบไปด้วยกระแส การเปลี่ยนแปลงที่ไม่สิ้นสุดของมนุษย์ และเราจะมองเห็นโมเดลของการเคลื่อนไหวนี้ด้วยการใช้เทคโนโลยี GIS ซึ่งคอนเซปท์สำคัญคือ Placemaking การตัดสินใจบนพื้นฐานของการสำรวจและวิเคราะห์อย่างใกล้ชิดเกี่ยวกับ การใช้พื้นที่ของมนุษย์ผู้อยู่อาศัย ณ ที่แห่งนั้น
ในมุมมองของนักออกแบบผังเมือง Placemaking ประกอบไปด้วย Framework ของ Geodesign ซึ่งเป็นการอ่านข้อมูลเชิงพื้นที่ที่เกี่ยวข้องจำนวนมหาศาล พวกเขาใช้ IoT เชื่อมต่อเทคโนโลยีอัจฉริยะต่าง ๆ เพื่อรวบรวมข้อมูลเรื่องการเคลื่อนไหวของเมือง และใช้ Digital twins (ที่ใช้เทคโนโลยี GIS) แสดงสภาพแวดล้อมของเมือง เพื่อสร้างโมเดล วิเคราะห์ และสร้างภาพให้เห็นการเคลื่อนไหวนี้ ในขณะที่สถาปนิกรุ่นก่อนอาจเห็นว่าโครงการนี้เป็นเพียง Immediate landscape เท่านั้น แต่สำหรับนาย Yang เชื่อว่า “วิธีที่เรารู้จักเมืองต่าง ๆ ในปัจจุบันนี้ไม่เหมือนวิธีเดิม และด้วยเครื่องมือทางคอมพิวเตอร์อย่าง GIS จะช่วยให้เราเข้าใจดาต้าและข้อมูลอย่างเป็นระบบมากขึ้น”
สิ่งที่ทำให้ Smart City เป็นเมืองอัจฉริยะนั้น สามารถตีความได้หลากหลาย จากมุมมองการออกแบบผังเมือง นาย Yang มองเห็น 2 โมเดลพื้้นฐาน โมเดลที่หนึ่งเกี่ยวข้องกับการนำเทคโนโลยีอัจฉริยะเข้าเป็นส่วนหนึ่งกับ สภาพแวดล้อมของเมืองโดยตรง เช่น การนำ IoT มาเชื่อมต่อเซนเซอร์วัดคลื่นการเคลื่อนไหวของคนแบบเรียลไทม์ เพื่อช่วยให้เมืองสามารถ ปรับไปตามความต้องการของพลเมืองได้ ในอีกโมเดลหนึ่งคือการใช้ข้อมูลการวิเคราะห์ และเทคโนโลยี GIS ในการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงในอนาคตและวางแผนให้สอดรับกับการเปลี่ยนแปลง นั้น
แนวคิดแรกโดดเด่นอย่างมากในการเปิดตัว Tokyo Smart City ในปี ค.ศ. 2016 ด้วยการเดินทางจาก ใจกลางกรุงโตเกียว โดยรถไฟเพียง 45 นาทีสู่สถานีอุราวะ-มิโซโนะ เมืองชนบทขนาดใหญ่ที่มีสนามฟุตบอล ที่ถูกเลือกให้เป็นสนามแข่งโอลิกปิกฤดูร้อนปี 2020 ด้วยความมุ่งมั่นสู่การเติบโตในอนาคต การปกครอง ส่วนภูมิภาคจึงได้กำหนดพื้นที่ 3 ตร.กม. ใกล้สนามแข่งเพื่อเป็นเขตทดสอบเทคโนโลยีอัจฉริยะ โดยการปกครองท้องถิ่นใกล้จังหวัดไซตามะได้สร้าง Urban Design Center of Misono (UDCMi) ซึ่งเป็นการร่วมทุนระหว่างภาครัฐและเอกชน เข้ามาดูแลโครงการ Smart City ในเขตนี้ ซึ่ง UDCMi ได้สร้างเน็ตเวิร์กเซนเซอร์ระบบ IoT ตลอดทั้งเขต ไม่ว่าจะเป็นบริเวณบ้านพักอาศัย อาคาร ริมถนน และห้างสรรพสินค้าต่าง ๆ
นาย Yang กล่าวว่า “วิธีที่เราทำให้ทุกคนเข้าใจการวิเคราะห์และการตัดสินใจเกี่ยวกับ Big data เป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างมากในการสร้าง Smart City ในยุคศตรวรรษที่ 21 ที่ต้องพยายามสร้างสิ่งแวดล้อม ที่มีความยั่งยืน ยืดหยุ่น และเป็นสังคมสำหรับทุกคนไปพร้อม ๆ กัน ย่านอุราวะ-มิโซโนะได้สร้างโมเดล ที่ขับเคลื่อนด้วยชุมชนโดยใช้ดาต้าสำหรับแอปพลิเคชันต่าง ๆ ที่ช่วยเพิ่มความคล่องตัวและเพิ่มประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันก็ช่วยลดความเสี่ยงต่าง ๆ เช่น การขาดแคลนพลังงานและปัญหาน้ำท่วม”
เมื่อชุมชนเติบโต ความเสี่ยงในการเกิดน้ำท่วมตลอดแม่น้ำอายาเสะก็เพิ่มขึ้น และหนักขึ้นเมื่อรวมกับปัญหา การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศ ความเสียหายของนาข้าวและพื้นที่ทางการเกษตร รวมทั้งพื้นที่ที่มี ลักษณะเป็นแอ่ง แต่ในปัจจุบันเครื่องมือ IoT ต่าง ๆ ด้านบ่อเก็บกักน้ำได้ช่วยสร้างระบบเตือนภัยน้ำท่วม อัตโนมัติให้กับชุมชนได้
Tokyo Smart City Studio ได้เสนอโครงการมากมายให้กับเขตผ่านการทำงานร่วมกันระหว่างจังหวัดไซตามะ และ UDCMi หนึ่งในนั้นเกี่ยวกับพื้นที่สาธารณะ เซนเซอร์จำนวนมากถูกติดตั้งในพื้นที่ต่าง ๆ ใกล้สนามฟุตบอล เพื่อมอนิเตอร์การใช้งาน และเอื้อประโยชน์ให้พวกเขาได้ปรับเปลี่ยนการใช้งาน ระหว่างพื้นที่จอดรถหรือพื้นที่ ออกกำลังกายสาธารณะ แม้กระทั่งระบบไฟถนนอัจฉริยะก็สามารถวัดความหนาแน่นของจราจร ทั้งยังสั่งการเปิด ปิดไฟได้ตามต้องการ
ชุมชนแห่งอนาคตรูปแบบใหม่ด้วยการใช้ Advanced Analytics
แนวคิดในการพัฒนาย่านอุราวะ-มิโซโนะยังมีการสานต่อระบบ IoT ที่มีความล้ำสมัยไม่สิ้นสุด เหล่านักศึกษาได้ คิดวิธีต่าง ๆ ที่จะเพิ่มทางเท้าและส่งเสริมการคมนาคมในรูปแบบอื่น ๆ พวกเขาได้นำ Architectural Metabolism (ซึ่งเป็นการเคลื่อนไหวในยุคหลังสงครามของประเทศญี่ปุ่นที่เชื่อในการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างที่เกิดขึ้นตลอด เวลา) มาประยุกต์ใช้ในระบบของพื้นที่สาธารณะในสถานีรถไฟของเมือง อย่างไรแล้วแนวคิดของระบบ IoT ได้ถูกนำมาใช้ในแผนต่าง ๆ ของอุราวะ-มิโซโนะมากกว่าที่เสนอในแผนของชินากาวะ นาย Akito Muraya อาจารย์แผนก Urban Engineering ของมหาวิทยาลัยโตเกียวกล่าวว่า “Smart city ที่มีการวางโครงสร้าง สาธารณะแบบใหม่เหมาะกับโครงการที่พัฒนาขึ้นใหม่ หรือโครงการปรับปรุงฟื้นฟูขนาดใหญ่เท่านั้น เพราะกลุ่มคนจำนวนหนึ่งจะสามารถวางแผนและออกแบบ Smart City ที่ดีได้ตั้งแต่เริ่มต้น และติดตั้งเทคโนโลยี ล้ำสมัยต่าง ๆ ได้อย่างง่ายดาย ซึ่งเป็นไปได้ยากที่จะเกิดขึ้นในชุมชนที่มีอยู่แล้ว”
และด้วยเหตุนี้ โครงการของชินากาวะที่มีส่วนรุกล้ำเข้าไปในเขต Central Tokyo จึงมุ่งใช้คอนเซ็ปต์ Smart City เป็นเพียงแนวทางในการวิเคราะห์อย่างระมัดระวัง ซึ่งเป็นความท้าทายอย่างมากที่ต้องศึกษาว่าเทคโนโลยี Maglev จะเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมฉับพลันอย่างไร และการเปลี่ยนแปลงเหล่านั้น จะพัฒนาไปเป็นอย่างไร ในอนาคต
ความท้าทายอีกเรื่องหนึ่ง คือการใช้ GIS ในการวิเคราะห์ที่ซับซ้อนในการเชื่อมสภาพแวดล้อมของเมือง เข้ากับประชากรศาสตร์ ในขณะที่รถไฟกำลังจะรวมภูมิภาคเข้าด้วยกัน แต่พลเมืองส่วนอื่น ๆ ของประเทศญี่ปุ่น กำลังลดน้อยลง นาย Murayama กล่าวว่า “แม้ว่าโอซาก้ากำลังหดตัวลง แต่เมืองโตเกียวกลับมีประชากรเพิ่มขึ้น อย่างไรแล้วประเด็นที่สำคัญกว่าคือการพยากรณ์การสูญเสียประชากรและอายุของประชากรในระยะยาว”
การร่วมมือกับภาคเอกชน
เฟสต่อไปของ Tokyo Smart City Studio ตั้งแต่ต้นปีไปจนถึง ค.ศ. 2023 จะเป็นการสำรวจย่านธุรกิจนิฮอนบาชิ ซึ่งอยู่ห่างจากทางเหนือของเขตชินากาวะไม่กี่ไมล์ และกลับมาที่สถานีโตเกียวซึ่งเป็นสถานีหลักของเมือง โดยนักศึกษาจะทำงานร่วมกับห้องทดลอง Mitsui Fodosan UTokyo Laboratory ซึ่งเป็นทุนนักพัฒนาภาคเอกชน โดยนาย Yang เชื่อว่าการร่วมมือกันครั้งนี้จะกลายเป็นตัวอย่างที่ดีสำหรับโครงการอื่น ๆ ในอนาคต
นาย Yang กล่าวเพิ่มเติมว่า “เทคโนโลยี GIS ช่วยให้เราเข้าใจและช่วยในการออกแบบชุมชนและสร้างสิ่งแวดล้อม ของเรา นักศึกษาจำเป็นต้องมีโมเดลใหม่ ๆ ในการจัดการปัญหาสภาพอากาศ ปัญหาสังคม และความท้าทายต่าง ๆ ของเมืองสำหรับการศึกษาด้านการวางผังเมืองและสถาปัตยกรรมในอนาคต ซึ่งรวมถึงว่าวิธีที่เราจะนำ การวิเคราะห์ Big data โดยเฉพาะข้อมูลทางภูมิศาสตร์มาผสมผสานเข้ากับกระบวนการความร่วมมือด้าน การออกแบบอย่างไร เพื่อสร้างชุมชนที่ยั่งยืน พร้อมรับมือกับการเปลี่ยนแปลง และเหมาะสำหรับทุกคนมากยิ่งขึ้น”
ค้นหาศักยภาพของเทคโนโลยี GIS กับการประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอื่นๆ เพิ่มเติม