スマートシティとは？メリット・デメリット・最新技術・事例を紹介

都市計画の一環として「スマートシティ」というワードを耳にする機会が増えたと感じている人もいるのではないでしょうか？しかし、スマートシティが具体的にどのようなものを指すのか、住民にどのようなメリットがあるのかわかりにくいものです。

この記事では、スマートシティのメリット・デメリットを実例を交えて紹介します。日本ではスマートシティを推進するための取り組みが官民連携で行われていることを考えると、将来の都市の姿を左右する重要な要素といえるでしょう。

• スマートシティとは？
• スマートシティに注目が集まった背景
• スマートシティのメリット5選
• スマートシティのデメリット4選
• スマートシティの実践事例
• スマートシティとスーパーシティの違い
• スマートシティのインフラ
• スマートシティを実現するのに欠かせない技術
• 2023年で注目されている最新技術５選
• スマートシティはAI・IoTなどの最新技術を活用した都市

スマートシティとは、情報通信技術（ICT）やインターネット・オブ・シングズ（IoT）を活用して、都市インフラやサービスを効率化し、持続可能性を向上させる都市です。スマートシティは、市民の生活の質を向上させるだけでなく、環境負荷の低減や経済発展にも寄与します。

内閣府の説明によるとスマートシティとは以下の通りです。スマートシティは、ICT 等の新技術を活用しつつ、マネジメント(計画、整備、管理・運営等)の高度化により、都市や地域の抱える諸課題の解決を行い、また新たな価値を創出し続ける、持続可能な都市や地域であり、Society 5.0の先行的な実現の場と定義されています（参考：スマートシティ - Society 5.0 - 科学技術政策 - 内閣府）

世界中でスマートシティに関連する取り組みが行われていますが、主な目的は都市が抱える課題を解決することです。課題解決にICT技術を活用し、都市を活性化するのがスマートシティの目的といえるでしょう。具体的な取り組みの一例は以下の通りです。

• 観光資源の活用
• 防災・減災対策の策定
• セキュリティの強化
• 都市インフラの整備

スマートシティでは、これらの取り組みを行うときにビッグデータや最新の技術を活用したりします。

スマートシティの概念は、1990年代後半から2000年代初頭にかけて登場しました。当初は、ICTを活用した都市計画やインフラ管理が主な焦点でしたが、次第にIoTやAI、ビッグデータ分析などの技術が導入され、より包括的な都市データ管理が可能になりました。また、持続可能性や環境保護への関心の高まりに伴い、スマートシティの取り組みもエコシティの発展と連動して進展しています。

世界中でスマートシティに注目が集まっている背景には、多くの都市がさまざまな課題を抱えていることがあります。具体的な課題の一例は以下の通りです。

1. シンガポール

   シンガポールは、スマートシティの先駆者として有名です。国全体でIoTやAIを活用したインフラ管理、交通システムの最適化、環境管理、治安維持などが実施されています。また、シンガポールは「スマート・ネーション・イニシアチブ」を推進し、国家レベルでのデジタル経済の発展を目指しています。

2. コペンハーゲン

   デンマークの首都コペンハーゲンは、環境に配慮したスマートシティとして知られています。都市内では、スマートグリッドや再生可能エネルギーの活用、自転車インフラの整備などが進められ、2025年までにCO2排出量を70％削減する目標を掲げています。

3. 東京

   東京は日本の首都として人口密度が高く、交通インフラやエネルギー需要が大きな課題となっています。このため、スマートシティの取り組みが積極的に進められています。例えば、「東京スマートシティプロジェクト」では、ICTを活用した交通管理やビルディングエネルギー管理、災害対策などが実施されています。また、東京オリンピック・パラリンピックの開催を機に、自動運転車や次世代モビリティの導入も進められました。

4. バルセロナ
   
   スペインのバルセロナは、スマートシティの取り組みで知られています。例えば、スマート照明やスマート駐車場の導入、廃棄物管理の最適化、公共交通の効率化などが行われています。また、バルセロナは「ファブ・シティ」構想に取り組んでおり、デジタルファブリケーションやオープンデータを活用した持続可能な都市開発を目指しています。

スマートシティは、ICTやIoT、AIなどの最先端技術を活用して、都市の持続可能性や市民の生活の質を向上させる取り組みです。シンガポール、コペンハーゲン、東京、バルセロナなどの事例からも分かるように、各都市は独自の課題に対処しながらスマートシティの発展を進めています。今後も、さまざまな都市がスマートシティの取り組みを推進し、より持続可能で効率的な都市の在り方が模索されることでしょう。

実際にスマートシティの取り組みを進めることには、都市の住民にとっても多くのメリットがあります。主なメリットは以下の通りです。

• エネルギーを効率的に供給できる
• 災害による被害を軽減できる
• 防犯体制を強化できる
• 交通渋滞を緩和できる
• 生活の質が向上する

それぞれのメリットを詳しくチェックしていきましょう。後述するデメリットとあわせてチェックしておくことをおすすめします。

スマートシティの取り組みを進めることで、エネルギーを効率的に供給して全体的に省エネに取り組むことが可能です。センサーやコンピュータを活用することで、都市をブロックごとに細分化してエネルギー需要を可視化し、適切に供給できるようになります。

さらに、都市内で必要なエネルギーを賄うために再生可能エネルギーを活用しやすくなるのもメリットです。環境負荷の低減は世界的な課題とされているため、再生可能エネルギーを効率よく供給できる取り組みは欠かせないといえるでしょう。

災害対策もスマートシティを推し進める主目的のひとつです。ビッグデータをAIで分析することで災害発生時に予測される被害を可視化することで、防災・減災対策をより効率的に進められるようになるでしょう。

さらに、実際に災害が発生したときには、被害状況を迅速に把握することで必要な支援や復旧作業を迅速に行えるようになるのがメリットです。災害の被害を可能な限り減らすとともに、復旧スピードを速められる取り組みといえます。

ICT技術を活用すれば、防犯体制を強化できます。街中に設置された防犯カメラとAIシステムを組み合わせ、映像解析を行うことで不審者を検出したり、必要なアラートを発したりできるでしょう。

防犯にICT技術を活用した事例には、通学路の安全確保や見守りサービスに防犯カメラとAIシステムを活用したものがあります。安全な都市を作る上でも大きな役割を果たしていることがわかるでしょう。

スマートシティの取り組みは都市内の交通渋滞を緩和する効果にも期待できます。具体的には、道路上や交差点にセンサーを設置して交通量を測定し、交通量に応じて信号機を制御することで渋滞が発生しにくくなるのが特徴です。

他にも、路線バスの遅延を防止するためにバスの位置情報を取得して最適なタイミングで信号を制御するPTPSなど、利便性を高めるシステムも実装されています。都市内の交通をスムーズにし、所要時間の短縮や物流の改善に役立つシステムといえるでしょう。

都市インフラの整備にプラスして、住民の利便性を高めるさまざまなシステムを構築できるのもスマートシティに取り組むメリットのひとつです。

行政システムのオンライン化や問い合わせ対応のワンストップ化、相談窓口の開設などで利便性が高くなり、都市住民のQoLを高める効果に期待できます。住民と行政の意思疎通をスムーズにすることで、住民のニーズにマッチした行政サービスを提供しやすくなるのもメリットです。

スマートシティには多くのメリットがある一方で、見逃せないデメリットも存在します。特に以下の4つは致命的なデメリットになるケースもあるため、事前にひととおりチェックしておきましょう。

• システム障害のリスクがある
• セキュリティ上の懸念がある
• サイバー攻撃のリスクが高まる
• イニシャルコストが高い

それぞれどのようなデメリットなのか、対処方法があるのかを解説します。

ICTシステムをフル活用するという仕組み上、システム障害のリスクは避けられません。大規模なシステム障害が発生すれば、都市機能そのものが完全に停止してしまうリスクもあるでしょう。

システムが正常に動作していても、通信障害が発生すると都市機能が停止する可能性もあります。システム障害・通信障害を避けるのは難しいため、対策が必要です。

障害発生時に切り替えるためのサーバや予備の通信回線を用意するなど、障害が発生したときに都市機能が停止しないような対策を施すことが欠かせません。

スマートシティの構築が防犯対策に効果的な一方、データの取り扱いに関するセキュリティ上の懸念があります。システムがクラッキングの被害を受け、映像データやセンサーで収集したデータを盗難されれば、個人情報が流出する可能性もあるでしょう。

さまざまな場所に防犯カメラやセンサーが設置されれば、監視社会に陥る危険性もあります。スマートシティを推進するには、情報セキュリティに関する法整備や強固なセキュリティを確保するための施策が必要です。

ICTシステムを活用すればするほど、サイバー攻撃を受けるリスクが高まります。DDoS攻撃を受けてシステムがダウンしたり、ガンブラー攻撃を受けてサーバにマルウェアを仕込まれ、アクセスしたユーザーが被害を受けたりすることもあるでしょう。

ほかにもさまざまなサイバー攻撃があるため、総合的な対策が求められます。情報セキュリティの専門家の力を借りるなど、高度なセキュリティ対策が必要です。

スマートシティを構築するには、さまざまなシステムを設計・導入したり、通信環境を整備したりする必要があります。大規模な環境整備を伴うため、莫大な費用が必要です。税金や公金を投入するのであれば、費用対効果を示して議会や市民からの指示を得る必要があります。

民間企業が主体となって取り組むなら、投資金額を回収できるのかを計算しなければなりません。もちろん、導入後にはランニングコストがかかります。スマートシティのメリットとかかる費用を計算し、十分な投資効果が得られるかを確認しましょう。

より詳しい効果を知るには、すでに行われているスマートシティの取り組みからどのような効果が出ているのかを学ぶことが大切です。

ここからは以下の3つをチェックしてどのような効果が出ているのか、何を目的としているのかを解説します。

• 渋谷スマートシティ
• スマートシティ会津若松
• DATA-SMART CITY SAPPORO

都市によって抱えている課題が異なり、スマートシティを導入することで目指している都市の姿にも違いがあります。ひとつの例として参考にするとよいでしょう。

「渋谷スマートシティ」は、東京都渋谷区が民間企業と連携して推進しているスマートシティ構想です。区民・企業・行政がともにアイディアを出し合い、よりよい都市環境を創出することを目的としていて、そのために以下のような取り組みを行っています。

• 人流計測データの活用
• スタートアップ情報の可視化
• データ分析による都市の魅力の可視化

区内における人の移動やスタートアップ産業の有無、魅力的なポイントなどを可視化し、より魅力的で成熟した都市を目指すことを目的としています。

参考1：渋谷区 スマートシティ推進基本方針

参考2：COLLABORATION | 共創事例 | SHIBUYA CO-CREATION HUB

福島県会津若松市では、地域産業の活性化と生活利便性の向上を目的として「スマートシティ会津若松」に取り組んでいます。同市が抱えている「人口減少」と「産業の現象」という課題を解決するのが主目的です。

安心かつ快適に生活できる都市を構築するために、行政手続きのオンライン化や効率的な行政サービスの提供に取り組んでいます。さらに、ICT産業を誘致しつつ技術の高度化に取り組み、地域の産業創出に取り組んでいるのも特徴です。

データを活用してイノベーションを創出する目的で取り組んでいるスマートシティ構想のひとつが、北海道札幌市の「DATA-SMART CITY SAPPORO」です。行政が保有しているさまざまなデータをオープンデータ化することで民間企業が利用できるようになり、それらのデータをさまざまな産業に活用する取り組みが進んでいます。

観光産業の支援や住民のQoLを向上させるさまざまな取り組みを行うことで、都市の価値をさらに向上させるのが目的です。

スマートシティと混同しがちなワードのひとつに、スーパーシティがあります。それぞれのワードが指す意味は以下の通りです。

• スーパーシティは都市計画として最新技術を活用する都市
• スマートシティは課題解決のために技術を活用する都市

ここではそれぞれの特徴を詳しく解説するため、計画している取り組みがどちらに該当するのかを明確にしましょう。

都市計画を策定する段階からICT技術を活用し、ICT技術をインフラとして最初から組み込むタイプの取り組みです。新たな都市インフラをベースにしてさまざまな住民サービスを提供することで、利便性を向上させることを目的としています。

行政や交通、医療、教育、環境など、都市生活に影響する要素を横断的に管轄し、より暮らしやすく便利な都市を構築することを目的とした計画です。先進的な技術を意欲的に活用する「技術ファースト」の都市計画といえるでしょう。

一方でスマートシティとは、既存の都市が抱えているさまざまな課題を解決するためにICT技術を活用するものです。災害対策や住民サービスの欠陥など、何らかの課題がすでに存在していて、それを解決するのが主目的です。

技術ありきで都市計画が進むのではなく、既存の都市をより暮らしやすく利便性が高いものに作り変えようとする取り組みといえるでしょう。技術を活用することを目的とするのではなく、課題を解決するのが目的になっているのがスーパーシティとの大きな違いです。

スマートシティは、最先端技術を活用して都市インフラを効率化し、持続可能性を向上させることを目指しています。本記事では、スマートシティの重要なインフラであるスマートグリッド、スマート交通システム、スマートビルディング、5Gと次世代通信技術について解説します。

• スマートグリッド
  
• スマート交通システム
  
• スマートビルディング
  
• 5Gと次世代通信技術
  
  

スマートグリッドとは、電力網に情報通信技術（ICT）を導入し、電力供給と需要を最適化する技術です。スマートグリッドでは、リアルタイムの電力使用状況や再生可能エネルギーの発電状況を監視し、電力供給を効率的に調整します。これにより、省エネルギー、安定した電力供給、及び環境負荷の軽減が可能になります。

スマート交通システムは、ICTを活用して交通インフラを効率化し、渋滞緩和や環境負荷の低減を目指す技術です。具体的には、道路センサーやカメラを用いてリアルタイムの交通情報を収集し、AIやデータ分析を活用して交通量や信号制御を最適化します。また、自動運転車や電気自動車の普及によって、スマート交通システムがさらに進化することが期待されています。

スマートビルディングとは、建物内のエネルギー消費、照明、空調、セキュリティなどをICTやIoTで自動制御し、効率化を図る技術です。スマートビルディングでは、エネルギー消費を削減するだけでなく、建物内の快適性や安全性も向上させることができます。また、スマートビルディングの普及によって、都市全体のエネルギー消費の削減やCO2排出量の低減にも寄与します。

速で低遅延の通信が可能な次世代のモバイル通信技術です。スマートシティにおいて、5GはIoTデバイスやセンサーが大量に接続される状況でも、高速で安定した通信を提供することができます。これにより、リアルタイムでのデータ収集や分析が可能となり、都市インフラの効率的な管理が実現されます。

また、5Gをはじめとする次世代通信技術は、自動運転車やドローンなどの遠隔操作や連携が求められるアプリケーションにも適用されることが期待されています。これらの技術の発展により、スマートシティの取り組みがさらに進化し、より持続可能で効率的な都市運営が実現されるでしょう。

スマートシティのインフラは、スマートグリッド、スマート交通システム、スマートビルディング、5Gと次世代通信技術などの最先端技術を活用して、都市の持続可能性や市民の生活の質を向上させることを目指しています。これらのインフラが統合されたスマートシティは、環境負荷の低減やエネルギー効率の向上、交通渋滞の解消などの効果が期待されており、今後も世界中の都市でさまざまな取り組みが進められることでしょう。

スマートシティを実現するには、さまざまなICT技術を複合的に活用する必要があります。ICT技術にはさまざまなものがありますが、スマートシティの構築には以下のような技術を活用します。

• ネットワーク技術
• センシング技術
• アプリケーション技術
• データ解析技術

ここからは、それぞれの技術がどのように活用されているのかをチェックしていきましょう。いずれもスマートシティを実現するために欠かせません。

スマートシティを実現するには、さまざまなシステムをネットワークに接続する必要があります。行政機関のシステムと民間企業のシステムを連携させたり、センサーやカメラを接続してデータを収集したりするケースが考えられるでしょう。

さまざまなものをネットワークに接続するため、高速で安定したネットワーク環境が求められます。建物内に固定して設置するものであれば高速光回線が、屋外に設置するものであれば5G回線が有力な選択肢になるでしょう。これらを活用した最新の通信システムを設計して運用します。

さまざまなセンサーを活用してデータを収集し、データに応じてさまざまなシステムを制御することも大切です。ブロックごとの電力需要を計測して電力配分を調整したり、気象データに応じてエネルギー需要を予測して事前に調整したりできるでしょう。

ほかにも、センサーで交通量を計測して信号機を制御するなどの活用方法も考えられます。必要に応じてさまざまなタイプのセンサーを設置してデータを活用することで、効率的な都市運営を実現できるでしょう。

新しいサービスを提供し、ユーザーがスムーズに利用するにはアプリケーション技術が必要です。さまざまなサービスにワンストップでアクセスできるアプリケーションを用意することで、ユーザーが簡単に新たなサービスを利用できるようになります。

ほかにも、行政への問い合わせや手続きをスムーズに進めるうえでもアプリケーションが欠かせません。Webアプリやスマホアプリなどの形で提供し、多くのユーザーが簡単に利用できる環境を整えれば都市住民のQoL向上に役立つでしょう。

スマートシティでは、ビッグデータを解析して得られた情報を活用することが欠かせません。ビッグデータを効率的に解析するには、AIなどの最新技術を活用した解析システムを構築する必要があります。

スマートシティを構築するときには、データを収集する技術にプラスして解析する技術もセットで導入しましょう。データを正しく解析・活用することで都市の状況を把握し、必要なサービスを提供できるように

近年、IoT（インターネット・オブ・シングズ）、AI（人工知能）、ビッグデータとデータ分析、クラウドコンピューティング、エッジコンピューティングといった技術が急速に発展しています。これらの技術は、それぞれ独立して利用されることもありますが、組み合わせることでより効果的な解決策を生み出すことが可能です。

1. IoT (インターネット・オブ・シングズ)
   
2. ビッグデータとデータ分析
   
3. クラウドAI
   
4. エッジAI
   

都市が抱えているさまざまな課題を解決し、より住みやすく利便性が高い都市を作るのがスマートシティです。日本では官民連携でスマートシティの取り組みが進められており、今後もさまざまな都市計画が策定され、開発が進むと予想されます。

スマートシティの取り組みを進めるには、さまざまなICT技術を活用しつつ、行政・住民・事業者に協力してもらうことが必要です。

SCORERでは、AIを活用したデータ解析技術などのスマートシティを実現するために欠かせないソリューションを提供しています。スマートシティ構想を推し進めようと考えているなら、ぜひ一度SCORERにお問い合わせください。