スマートシティに潜む課題とは？解決するための技術と事例を紹介

スマートシティの構築は、豊かで持続可能な未来への扉を切り開くものです。しかし、実現にはまだ多くの課題が存在します。課題を放置すれば、スマートシティのプロジェクトが中断するなど問題になりかねません。

当記事では、具体的な解決策や技術、事例を紹介し、どう課題を乗り越えられるか詳しく紹介します。スマートシティへの課題と向き合う方々は参考にしてみてください。

スマートシティとは
スマートシティに取り組むメリット
想定されるスマートシティの4つの課題
スマートシティの実現に必要な技術
【2023年】スマートシティ実現に向けた最新技術
スマートシティの取り組み事例3つ
まとめ：最新の技術や整備を実施し、スマートシティの課題に取り組む

スマートシティとは

スマートシティとは、ICTなどの新しい技術の活用で、都市や地域の抱える課題を解決し、新たな価値を生み出し続ける持続可能な社会都市のことです。

スマートシティは、ICTやIoTなどの技術を駆使し、住民が住みやすい街づくりをします。内閣府からはガイドブックも整備され、意義や効果、進め方が共有されました。また、統合イノベーション戦略2023に基づき、国や地方自治体、民間企業などが一体となって日本のスマートシティを推進しています。

*参照：スマートシティ（内閣府）

スマートシティが注目される理由

スマートシティが注目される理由は、急速に変化する社会問題や価値観、ニーズなどに柔軟に対応するためです。ICTなどの新技術を用いて都市の運営をリアルタイムで調整できるため、人口の増減やエネルギー消費の変動などに迅速に対応できます。

従来の都市計画はハードウェアが中心で、住民は都市に合わせて価値観や生活を変えていくしかありませんでした。一方のスマートシティは、ICTが持つ高い親和性とデータ解析を駆使し、テレワーク普及などの急激な変化にもすばやく対応しています。

変化する環境に合わせて、都市自体が進化し続ける仕組みを作れることがスマートシティが注目される理由です。

スマートシティの必要性

日本国内の人口約10万前後の地方都市を中心に、環境やエネルギー、交通、地方経済の停滞などの問題が起きています。中山間地域の交通課題をはじめ、二次交通、三次交通なども地方都市が抱える課題であり、交通の不便が地域経済の停滞や人口減少といった課題を招いています。さらには、老朽化するインフラや高齢化社会、自然災害への対策なども地方都市の課題です。

これらの地方都市の課題を解決できるのが、スマートシティです。課題解決とともに、持続可能な社会の発展にもつながるため、スマートシティの必要性が高まっています。

スマートシティの現状

日本では、デジタル庁よりデジタル田園都市国家構想が提唱され、交付金が支給されるなどスマートシティへの推進が進んでいます。

デジタル田園都市国家構想とは、デジタルの力で、地方の個性を活かしながら社会課題の解決と魅力の向上を図る国家戦略です。

しかし、各自治体は、スマートシティの実現に向けた実証には取り組んでいるものの、実証止まりになっているのが現状です。実証から実装に移っていない理由は、スマートシティに掛かるコストが考えられます。また、実証は企業の持ち出しなどが多いことからマネタイズが成立しないことも珍しくありません。そのため、スマートシティの実現に向け住民の理解や民間企業、自治体などの協力が必要です。

*参照：デジタル田園都市国家構想とは（内閣官房ホームページ）

スマートシティに取り組むメリット

ここでは、スマートシティが与えるメリットについて詳しく紹介します。スマートシティが地域社会を変え、日常にどう影響するかを知りたい方は、ぜひ参考にしてください。

スマートシティに取り組むメリット：地域住民

スマートシティの取り組みは、地域住民の暮らしにさまざまなメリットを与えます。具体的には、以下のようなメリットです。

生活の質向上：行政のオンライン化や窓口のワンストップ化により、住人の負担が軽減する
防災や減災：自然災害リスクを早期に察知し、住人への適切な避難促進ができる
交通状況の改善：交通量が多い道路の信号機制御最適化により、渋滞緩和が期待できる
環境保全：エネルギー効率の改善や再生エネルギー導入により、CO2排出削減できる

スマートシティの取り組みによって、地域の人々の暮らしに多くの利点を与えてくれます。

スマートシティに取り組むメリット：地方自治体

地方自治体にとって、スマートシティの推進は新たな発展の道を開きます。具体的には以下のようなメリットがあります。

行政サービス：迅速に公共サービスを提供できる
経済の活性化：観光やビジネスの新チャンスを創出できる
安全対策の強化：防犯カメラなどで住民の安全が守れる
環境保護：未来の世代に健全な環境を提供できる
住民との連携：一体となって都市発展が可能

スマートシティのメリットは、地方自治体が目指す持続可能で活気ある地域づくりにつながることです。

スマートシティに取り組むメリット：民間企業

スマートシティへの取り組みは、民間企業にとって事業の多角化と成長のチャンスを高めます。例えば、以下のメリットが挙げられます。

新しい市場の創出：センサー技術やデータ解析など新しいビジネスチャンスが生まれる
イノベーションの推進：最先端技術の使用により、イノベーション力が高まる
協力関係の強化：地方自治体や他企業との連携が深まり事業展開が広がる
持続可能な経営：エネルギー管理などにより、持続的な経営へと強化できる
ブランドイメージの向上：社会課題解決により、信頼を得やすい企業になる

これらのメリットにより、企業は未来の事業展開へと向かう重要なステップを踏み出せるでしょう。スマートシティへの取り組みは、多角的な事業成長を促し、新しい可能性を開く力になります。

想定されるスマートシティの4つの課題

スマートシティは、未来の都市を変える力を持っていますが、実現にはさまざまな課題が立ちはだかります。軽視すれば、プロジェクトが途中で終わってしまうことにもなりかねません。

以下では、スマートシティが直面する主要な課題について紹介します。取り組みを実施する際には、課題に目を向けながら取り組んでみましょう。

1.テクノロジーにおける信頼性の課題

スマートシティの進展には、先端技術が不可欠ですが、テクノロジーの信頼性が重要な課題です。例えば、テクノロジーの信頼性に関する課題として以下のような点に注意が必要です。

セキュリティ対策
管理組織によるデータ独占
サイバー攻撃へのリスク
信頼に欠ける技術の提供

特に管理組織によるデータ独占は、市民への情報提供の不公平や透明性の欠如を生み出します。市民のプライバシー保護やサービスの偏りを引き起こす可能性があり、公正なサービス提供に対する信頼を損なう恐れがあるためです。

テクノロジー技術の障害やエラーは、交通制御やエネルギー管理などの都市機能の混乱を招く可能性があります。解決策には、システムの常時監視や障害時の迅速な対応、予防メンテナンスの強化を整備する必要があります。

新しい技術導入の際には、市民の安全と利便性を最優先に考えることが大切です。信頼性を高める努力は、スマートシティが社会に受け入れられ、成功へとつながる鍵となります。

2.各組織の連携が必要

スマートシティへの取り組みは複雑で、自治体だけで行うのは難しい課題です。スマートシティへのプロジェクトには、民間企業やまちづくり公社、大学などさまざまな組織の協力が不可欠です。

マネタイズの方法
共通の目標
それぞれの役割分担

などの座組み作りが難しく時間を要してしまいます。それぞれの地域・企業に合った連携方法を見つけて取り組んでいくことが大切です。

3.導入や維持コストがかかる

スマートシティの導入や維持には、大きなコストがかかることは意識しなければいけません。都市計画や整備など広範な課題に取り組む場合は、莫大な費用が発生します。一方で河川の水位測定など特定の課題対策は、数百万〜数千万円程度で実施できる場合もあります。

税金や公金を使用する際には、費用対効果を示し、承認を取得する工程が欠かせません。導入や維持には、関係部署や関係者の承認が必要なためです。また、民間企業が主体となる場合には、持続可能な事業を展開するため投資効果を計算し、投資金額の回収可能性を慎重に分析する必要があります。

重要なのは、一つの施策だけでマネタイズを図るのではなく、複数の取り組みの中でマネタイズを捉えることです。スマートシティに取り組む際は、将来のビジョンとバランスを取りながら、費用とメリットを慎重に計算して進める必要があります。

4.地域住民からの課題に対する意見の把握や賛同が必要

スマートシティに取り組む上で、地域住民からの課題に対する意見の把握や賛同が必要です。技術が進展するほど市民の理解が求められ、共感を得られなければプロジェクトの推進が難しくなるでしょう。

ユーザーのニーズを最優先する考え方やデータの活用が進むことで、新しい方法で都市を改善する動きが広がっていきます。特に、新しい技術の導入に対する「わからないことが不安だ」という感覚が拡がる中で、市民との対話を深め、合意を形成する取り組みは欠かせません。各地では、市民と供給サイドや市民間での議論を促す仕組みづくりが進んでおり、スマートシティの基本理念にも「市民中心主義」が掲げられています。

都市が持続するには市民のニーズに応え、生活の質を高めなければならず、実現には市民の参加が不可欠です。

*参照：スマートシティガイドブックの紹介（国土交通省）

スマートシティの実現に必要な技術

スマートシティの実現には、テクノロジーが欠かせません。人々の暮らしをより便利にし、都市の効率を高めるための技術は、どのように機能するのでしょうか。

ここでは、スマートシティを実現するために必要な技術について紹介します。

ネットワーク技術

スマートシティを実現するためには、複数の機器を接続するネットワーク技術が欠かせません。スマートシティには、行政機関と民間企業のシステムを連携させて、リアルタイムでデータを収集して活用することが求められます。環境を整えるためには、建物内には高速光回線、屋外には5G回線の導入が効果的です。

ネットワーク技術は、人々の暮らしをより快適にし、都市機能を高めるための鍵となり、スマートシティの未来を切り開く力になります。

センシング技術

センシング技術とは、センサーで都市のデータを収集し、処理して必要な情報を得るシステムのことです。都市の運営やサービス提供を効率的かつ効果的に行うための技術です。

例えば、道路に設置されたセンサーは、交通の流れを測定し、渋滞の予防に役立ちます。その他にも河川や公共施設にも用いることで、防災や暮らしの情報提供にも活用されます。

センシング技術は、日常の生活の利便性を高めるだけでなく、人々の安全を守る重要な要素です。

アプリケーション技術

アプリケーション技術は、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ために欠かせません。ワンストップでアクセスできるアプリケーションの提供によって、ユーザーは簡単に新しいサービスを利用でき、利便性を向上できます。

例えば、地方自治体のアプリを作り、問い合わせや手続き、情報提供などを一元管理します。住民票の請求や税金の支払いなどの手続きをオンラインで一括して処理できるシステムが実現すれば、手続きの手間が減り地域住民と行政職員の負担が軽減されるのです。

アプリケーション技術は、都市のサービスをより便利に、効率的に提供する技術です。

データ解析技術

都市の運営やサービスの提供を効率的かつ効果的に行うために使用されるデータ解析技術は、日常生活に直接影響を与える情報の提供に役立ちます。具体的には、天気予報による防災情報の提供や渋滞情報の収集などです。

例えば、渋滞情報をリアルタイムで分析することで、最適なルートを提案し、通勤や移動時間を削減します。健康状態の管理においても、データ解析を用いることで、個人の健康状態を的確に把握し、早期の健康指導をすることも可能です。

データ解析技術の進展により、より効果的なサービスの提供が可能となり、都市生活の質を向上させる新しい道が開かれる技術として注目されています。

【2023年】スマートシティ実現に向けた最新技術

スマートシティ実現への道は、最新のテクノロジーに支えられています。ここでは、スマートシティ実現のため、次世代の都市生活を形作る最先端の技術について紹介していきます。

データ連携基盤

スマートシティ実現に向けた最新技術の一つに、データ連携基盤があります。データ連携基盤とは、スマートシティにおいて蓄積された多様なデータを統合し、分析や活用がしやすいようにするための基盤技術です。

各システムから収集されたデータをクラウド上のデータベースに集約し、必要な情報をリアルタイムで取得できます。具体例には、以下のようなものがあります。

防災システム：地震や洪水などの自然災害に対応するため、センサーから収集された情報を分析し、必要な情報を迅速に提供する
交通システム：交通量や渋滞状況などの情報を収集し、交通状況の改善につなげる
環境システム：空気や水の質などの環境情報を収集し、環境保全につなげる

また、データ連携基盤の一種に都市OSがあります。都市OSとは、スマートシティの実現に向けた最新技術の一つであり、都市のさまざまなデータを収集し、分析するための基盤技術です。都市OSの導入メリットは、新規サービスの低コストでの迅速な構築、都市間連携によるマーケット規模の拡大などが挙げられます。具体例には、以下のようなものがあります。

FIWARE：欧州連合（EU）の次世代インターネット官民連携プログラム（FI-PPP）で開発・実装された多様なデータの連携のための基盤ソフトウェア
X-Road：エストニア政府が整備した安全なデータ交換のためのプラットフォーム

これらの都市OSによって、さまざまなシステムが連携し、効率的な都市運営が実現します。

AI画像解析

AI画像解析は、画像データを自動的に解析し、必要な情報を抽出する技術です。AI画像解析によって、目視よりも素早く正確に情報解析できます。具体的には、以下のような例があります。

駐車場管理システム：空き状況のリアルタイム把握、ナンバープレート認識による課金や違反取り締まりなどができる
監視カメラシステム：収集映像の自動解析により異常な動きや物体を検知し、防犯や災害対策に役立つ
道路交通管理システム：交通量や渋滞状況のリアルタイム把握と交通事故の発生状況の把握により、予防と迅速対応ができる

このように、AI画像解析は都市の安全性や快適性を向上させるなどの期待が寄せられており、未来の都市づくりに貢献する重要な技術です。AI画像解析によって、スマートシティのさまざまなシステムが効率的に運営され、都市の安全性や快適性が向上するなど期待されています。

IoT（インターネット・オブ・シングズ）

IoTは「モノのインターネット」とも言われ、センサー機器や駆動装置、家電製品、車などがインターネットにつながり、情報をやり取りできる技術です。IoTを活用することで自動的に情報を認識・判断・制御して、統合や連携が可能です。

例えば、環境システムにおいて空気や水の質などの環境情報を収集し、リアルタイムで分析することで環境保全に役立っています。IoTの導入により、今後の都市生活はさらに便利で快適なものとなることが期待されているのです。

ICTシステム

ICTシステム（情報通信技術）は、情報技術を活用して都市の課題解決や効率化を図るシステムです。身近なICTシステムには、スマートフォンでのメッセージのやり取りなどがあります。スマートシティにおけるICTシステムの活用例は、以下のようなものがあります。

データ連携基盤の構築：官民データを協調利用するためのデータ連携基盤の構築など
AIによる防災訓練：データをAIで解析して、迅速な状況把握や危機分析を実施
音声と画像での防災情報配信：J-ALERTや地域の防災情報を音声と画像で住民に配信
公共の歩行者エリアの安全確保：クラウド監視カメラと映像解析による監視カメラシステムによって、公共の歩行者エリアの安全を確保

これらのICTシステムは、スマートシティの実現に向けてエネルギー効率化、交通の円滑化、資源の効果的な利用などの課題解決に貢献しています。

CPS

CPS（Cyber Physical System）は、サイバーフィジカルシステムの略で、現実世界とデジタル世界を統合する技術です。以下は、CPSの具体例です。

街の最適化：街の情報を画像や音声、センサーで収集して解析し、現実世界にフィードバックして改善する
防災システム：現実世界で収集した災害情報を元にサイバー空間で解析し、防災対策が可能

CPSの技術は、スマートシティの実現に向けて、エネルギー効率化や交通の円滑化などの課題解決に貢献しています。

クラウドAI

クラウドAIは、クラウド上で稼働する人工知能（AI）のことで膨大なデータを処理できます。スマートシティでは、クラウドAIを活用することで、都市のさまざまなシステムが連携し、より効率的な都市運営が可能です。例えば、以下の例があります。

課税客体把握事務：航空写真データをAIで解析し、固定資産税事務における課税客体把握の業務効率化
住民税の賦課修正業務の効率化：AIを活用し、住民税賦課業務における併合処理の際における修正作業の業務効率化
申請受付・審査支援システム：AIを活用した問合せ対応から申請受付、庁内保有データを用いた審査支援まで極力自動化

このようにクラウドAIは、スマートシティの実現に向けた最新技術の一つであり、今後ますます注目されることが予想されています。

エッジAI

エッジAIは、デバイス上でAI処理を実行するシステムの総称であり、リアルタイム性が求められるデータ処理・分析に最適な技術です。エッジAIは、防犯カメラなどに搭載され、振り込み詐欺の防止や介護業務の効率化などに役立っています。エッジAIのメリットは、以下のとおりです。

データのセキュリティ向上：エッジデバイス上でローカルに保存、処理することで脆弱性のリスクを軽減
迅速な意思決定の実現：高速データ取り込みやAI処理によって、複雑な意思決定でも迅速に判断

エッジAIは、クラウドAIと比較してリアルタイム性に優れ、セキュリティ性の向上や通信コストの削減が期待できます。しかし、エッジAIは処理能力に限界があります。

両者のデメリットを補いつつメリットを活かすには、エッジAIとクラウドAIを組み合わせたハイブリッド型の活用が有効です。

スマートシティの取り組み事例3つ

スマートシティはただの未来の夢ではなく、現実の取り組みとして多くの都市で進展しています。ここでは、自治体によるスマートシティへの取り組みを3つ紹介します。

具体的な事例を通じてスマートシティの実現がどのように都市の機能や人々の生活に革新をもたらしているのか、参考にしてみましょう。

事例1.スマートシティ会津若松

会津若松市は、スマートシティ実現へ向け、ICTや環境技術の活用を進め、人口減少やプライバシー保護などの課題に取り組んでいます。具体的な取り組みとして、以下のような取り組みを実施しています。

スマートシティAiCT（アイクト）の設立
AIの活用
ICTの活用

スマートシティAiCTを設立し、首都圏にあるICT関連企業が移転するための受け皿を設置しました。首都圏からの新たな人の流れを呼び込み、人口の増加を狙っています。

AIを活用してAIオンデマンド型路線バスや水道管の劣化度判断の導入も実施しました。特にAIオンデマンド型路線バスでは、スマートフォンの導入が不可欠なため、高齢者に対してはスマートフォン教室なども開催しています。

さらにICTを活用して、地域情報の提供や証明書の発行などのサービスを展開しています。

これらの取り組みを実施することで、スマートシティ会津若松が目指す住みやすいまち作りを目指しているのです。住民に導入を促す際にも、スモールスタートを意識して、実際に使ってもらうことを意識し、良い反応が得られています。

事例2.渋谷スマートシティ

渋谷スマートシティでは、渋谷区の強みである多様性を活かし「ちがいをちからに変える街。渋谷区」を目指しスマートシティに取り組んでいます。

具体的には、主に以下の方針を提示しています。

行政DXへの積極投資
データ基盤環境整備
デジタル技術とデータの活用

行政DXへの積極投資によって、公式サイトやLINE、シティダッシュボードなど直感的に情報を共有できるシステムも構築し、サービスの質向上を目指しています。

データ基盤環境整備では、地域データを連携して渋谷区保有の行政データ・外部保有データの可視化や公開を積極的に実施。区の現状や課題に対する理解や社会価値への創出を促進しています。

さらにデジタル技術とデータの活用により、多様な人が自然に関われる機会の拡充の実現も見込んでいるのです。

渋谷区全体がつながる社会を目指した社会価値創出の循環型モデルを構築しています。

*参照：渋谷区スマートシティ推進基本方針（渋谷区）

事例3.柏の葉スマートシティ

千葉県柏市の「柏の葉スマートシティ」は、国土交通省のスマートシティモデル事業に選ばれた先行モデルプロジェクトの一つです。柏の葉では、2011年7月に課題解決型のまちづくりとして「世界の未来像をつくる街」とコンセプトに掲げ、低炭素社会・超高齢社会対策・低成長社会の社会問題に取り組んでいます。具体的には、以下の3つの観点でスマートシティを目指しています。

環境共生
健康長寿
新産業創造

環境共生の分野ではエリアエネルギー管理システムを導入して、太陽光発電や蓄電池などの電源装置をネットワークでつないでいます。さらに、自治体・大学・民間企業が連携しながら、医療連携ホテルを設置して24時間データでがん患者をサポートする取り組みも実施されています。イノベーションフィールド柏の葉と呼ばれる実証プラットフォームを用意し、スタートアップや新産業創造を支援して、新サービスの実証を受け入れています。

現在では、全体の1/3の取り組みが完了しました。また、スマートシティの事例について詳しく知りたい方は、以下の記事で紹介しています。

*スマートシティの取り組み事例については、こちらの記事もご覧ください。

関連記事国内外のスマートシティの事例17選！推進のポイントや失敗例を紹介

まとめ：最新の技術や整備を実施し、スマートシティの課題に取り組む

スマートシティの必要性は、日々進化するIT技術と多様化する暮らしに対応するために高まっています。

しかし、この先進的な取り組みには、課題も多く存在します。新しい課題には従来の手法では対処できず、最新技術が提供する効率や精度が求められるためです。これらの課題を解消するためには、最新の技術の導入が欠かせません。

インテックでは、スマートシティ実現に向け、最先端の技術を提供しています。ご興味をお持ちの方、課題解決のお手伝いをご希望の方は、お気軽にお問い合わせください。

公開日 2023年10月13日

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