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POLITECNICO DI MILANO
Facoltà di Ingegneria dei Sistemi
Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Gestionale
Smart City e Internet of Things:
analisi dello scenario applicativo in UK e
confronto con l’Italia
Relatore: Ing. Angela Tumino
Correlatore: Ing. Giulio Salvadori
Tesi di Laurea di:
Giulio Fratini (817446)
Anno Accademico: 2014-2015
2
Al mio Nonno,
Ermanno
3
Abstract
Le attuali sfide che le città si trovano ad affrontare a livello organizzativo e di
soddisfacimento dei bisogni dei cittadini hanno portato alla definizione dell’attuale
concetto di Smart City. La crescente urbanizzazione della popolazione comporta, a livello
mondiale, una necessaria trasformazione e un rinnovamento della realtà esistente
mediante il ricorso a soluzioni sempre più innovative. Le tecnologie che abilitano il
paradigma dell’Internet of Things (IoT) costituiscono uno dei campi di ricerca e di
sperimentazione più promettenti.
Da qui nasce il connubio Smart City-IoT che, di fatto, rappresenta il leitmotiv di questo
lavoro. L’attenzione è prevalentemente rivolta allo scenario applicativo nel Regno Unito.
Sono stati raccolti e mappati circa cinquanta progetti in diverse città, seguendo criteri
analoghi a quelli comunemente impiegati dall’Osservatorio Internet of Things del
Politecnico di Milano. Su tutte, Londra è stata la città maggiormente rappresentata
avendovi riscontrato un numero considerevolmente più elevato di progetti.
Compatibilmente con gli obiettivi prefissi di questo lavoro l’analisi effettuata, sia dal
punto di vista quantitativo che qualitativo, ha permesso di ottenere una fotografia
rappresentativa dello stato attuale del Regno Unito, nonché utili indizi sulle linee guida
ed i possibili scenari futuri. La forte presenza di investimenti pubblici, la ricerca di
maggiori performance di efficienza e la non trascurabile frammentazione degli interventi
sono alcuni dei punti emersi con maggior forza.
La seconda parte dell’analisi ha riguardato il confronto e la discussione della situazione
riscontrata nel Regno Unito rispetto allo scenario italiano sulla base delle indagini
effettuate dall’Osservatorio.
4
Ringraziamenti
Un sincero ringraziamento va a tutti coloro che, in momenti diversi e in vari modi, mi
hanno prestato il loro aiuto e la loro assistenza nella realizzazione di questo lavoro.
In primo luogo desidero ringraziare il mio relatore Ing. Angela Tumino ed il mio
correlatore Ing. Giulio Salvadori per il loro essenziale e fondamentale supporto
ricevuto in questi ultimi 16 mesi, per i loro suggerimenti, la loro paziente guida e
valutazione critica.
Desidero inoltre esprimere un ringraziamento speciale alla mia famiglia che mi ha
sempre spronato, sostenuto e supportato, rendendo possibile il raggiungimento di
questo importante traguardo della mia vita.
Il mio più grande pensiero e ringraziamento va alla mia Tata...
5
Indice
Capitolo 1 - Smart City e Internet of Things ..................................................................... 24
1.1 - Internet of Things ....................................................................................................... 24
1.2 - Smart City .................................................................................................................. 28
1.3 - Aspetti socio economici ............................................................................................. 32
Capitolo 2 – Obiettivi e Metodologia della ricerca ............................................................ 35
2.1 - Obiettivi ..................................................................................................................... 35
2.2 - Metodologia di acquisizione dei dati. ........................................................................ 36
Capitolo 3 - Smart City ed IoT nel contesto inglese .......................................................... 39
3.1 - Settori Principali ........................................................................................................ 40
Energia ....................................................................................................................... 41
Acqua ......................................................................................................................... 43
Gestione traffico ........................................................................................................ 45
Gestione rifiuti ........................................................................................................... 47
Healthcare .................................................................................................................. 48
3.2 - Analisi delle principali città ....................................................................................... 49
Birmingham ............................................................................................................... 50
Milton Keynes ........................................................................................................... 52
Leeds .......................................................................................................................... 53
Liverpool ................................................................................................................... 55
Londra ........................................................................................................................ 57
Capitolo 4 - Dati, analisi e discussione .............................................................................. 60
4.1 - Base empirica ............................................................................................................. 60
4.2 - Analisi e discussione .................................................................................................. 64
Distribuzione del numero dei casi rispetto alle città ................................................. 64
Analisi degli ambiti principali ................................................................................... 67
Driver ......................................................................................................................... 71
6
Ambiti di applicazione e driver ................................................................................. 73
Anno di inizio ............................................................................................................ 74
Natura del finanziamento .......................................................................................... 76
Modalità di finanziamento ......................................................................................... 79
Dimensione finanziamento ........................................................................................ 80
4.3 - Considerazioni globali ............................................................................................... 88
4.4 - Casi di particolare interesse ....................................................................................... 91
Caso I: UK Smart Metering Implementation Programme ......................................... 91
Caso II: Arqiva-SigFox partnership .......................................................................... 98
Capitolo 5 - Regno Unito e Italia: scenari applicativi a confronto ................................. 103
5.1 - Analogie e differenze di contesto ............................................................................ 103
5.2 - Nota sulle metodologie ............................................................................................ 106
5.3 - Confronto con la situazione Italiana ........................................................................ 107
Capitolo 6 - Conclusioni .................................................................................................. 116
Bibliografia ...................................................................................................................... 118
Appendice A – Internet of Things in dettaglio ................................................................ 121
IoT: Nascita e contesto di inserimento ............................................................................. 121
IoT: Definizione ............................................................................................................... 122
IoT: Tecnologie abilitanti ................................................................................................. 127
Appendice B – Allegato email ......................................................................................... 135
7
Indice delle Figure
Figura 1-Algoritmo selezione progetti .............................................................................. 14
Figura 2- Convergenza delle differenti visioni dell’IoT. (Atzori, et al.,2010) ................. 25
Figura 3- Trend di espansione dei dispositivi connessi in rete. (Gartner, 2011) .............. 26
Figura 4- Smart City: rappresentazione schematica. ........................................................ 30
Figura 5- Metodo di ricerca e raccolta dati. ...................................................................... 37
Figura 6- Percentuale del prodotto interno lordo inglese dovuta al settore energetico
(Department of Energy and Climate Change, 2014). ............................................... 42
Figura 7- Approccio IoT a livello qualitativo. .................................................................. 92
Figura 8- Rappresentazione dell’architettura del progetto Smart Meter. ......................... 93
Figura 9- Diffusione della rete partnership Arqiva-SIGFOX..........................................100
Figura 10- IoT, alcuni attori ed aree coinvolti. ............................................................... 124
Figura 11- Esempio etichetta con tag RFId (Fonte Wikipedia). ..................................... 129
Figura 12- Tag RFId........................................................................................................128
Figura 13- Hub a stella.....................................................................................................130
Figura 14- Middleware. .................................................................................................. 132
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Indice dei Grafici
Grafico 1- Casi analizzati per singole città. ...................................................................... 17
Grafico 2- Numero casi per città normalizzato rispetto alla popolazione (in Mln). ......... 18
Grafico 3- Distribuzione ambiti di interesse. .................................................................... 19
Grafico 4- Dimensione finanziamento. ............................................................................. 19
Grafico 5- Distribuzione dei principali driver .................................................................. 20
Grafico 6- Casi analizzati per singole città. ...................................................................... 65
Grafico 7- Numero casi per città rispetto alla popolazione (espressa in Mln). ................ 66
Grafico 8- Distribuzione principali ambiti di interesse rispetto numero progetti. ............ 67
Grafico 9- Distribuzione ambiti di interesse per singole città. ......................................... 70
Grafico 10- Distribuzione dei principali driver ................................................................ 71
Grafico 11- Driver per ambito di interesse. ...................................................................... 73
Grafico 12- Distribuzione dei progetti rispetto all'anno di inizio. .................................... 74
Grafico 13- Distribuzione degli ambiti rispetto all’anno di inizio. ................................... 75
Grafico 14- Natura del finanziamento dei singoli casi. Pubblico vs Privato. ................... 76
Grafico 15- Numero di Progetti(P) Startup(S) o Collaborazioni(PC). ............................. 77
Grafico 16- Natura del finanziamento (pubblico/private) rispetto ai singoli ambiti. ...... 78
Grafico 17- Numero di progetti per modalità di finanziamento. ...................................... 79
Grafico 18- Ripartizione dei finanziamenti totali rispetto ai progetti. .............................. 82
Grafico 19- Ripartizione dei finanziamenti escludendo quelli a livello nazionale. .......... 83
Grafico 20- Dimensione finanziamento per ambito (complessivo). ................................. 84
Grafico 21- Dimensione finanziamento (escluso smart metering and grid). .................... 85
Grafico 22- Finanziamento espresso in media per ciascun ambito di interesse (escluso
smart metering and smart grid). ................................................................................ 86
Grafico 23- Ripartizione dei finanziamenti cumulati rispetto ai driver principali. .......... 87
9
Grafico 24- Ripartizione dei finanziamenti cumulativi rispetto ai driver (escluso progetti
nazionali). ................................................................................................................. 88
Grafico 25- Ripartizione dei costi attesi del progetto sulla base dell’attività.
(fonte:Ofgem) ........................................................................................................... 96
Grafico 26- Ripartizione dei benefici monetari attesi dal progetto. (fonte: Ofgem) ........ 97
10
Indici delle Tabelle
Tabella 1- Numero abitanti per città. (fonte:Office for National Statistics, UK) ............. 66
Tabella 2- Occorrenze driver principali e secondari. ........................................................ 72
Tabella 3- Numero progetti in relazione alla natura del finanziamento. .......................... 76
Tabella 4- Finanziamento progetti. Valori espressi in GBP. ............................................ 81
Tabella 5- Finanziamento complessivo progetti rispetto ambito. ..................................... 84
Tabella 6- Statistiche sulla rispartizione dei finanziamenti rispetto ai driver (escluso
sostenibilità ambientale). .......................................................................................... 86
Tabella 7- Statistiche sulla rispartizione dei finanziamenti rispetto ai driver (escluso
sostenibilità ambientale e progetti maggiori con estensione nazionale) ................... 87
Tabella 8- Stima monetaria dei costi e dei benefici attesi dal progetto fino all'anno 2030.
.................................................................................................................................. 96
Tabella 9 – Fonti: 1) International Monetary Fund MF, World Economic and Financial
Surveys , World Economic Outlook Database October 2014. 2)United Nations, 2014
Human Development Report, 2014. 3)World Bank Group
(http://data.worldbank.org/) 2015 database. .......................................................... 104
11
12
Executive summary
Introduzione
Le Smart City costituiscono uno dei maggiori campi di applicazione e sviluppo delle
tecnologie rientranti nella definizione di Internet of Things (IoT). Sinteticamente si tratta
dell’estensione dell’attuale rete internet dalle persone alle cose. Ai nodi terminali della
rete possono infatti trovarsi dispositivi in grado di operare in completa autonomia rispetto
a determinate azioni da intraprendere; il riferimento è ai cosidetti smart object. Di fatto,
praticamente, ogni oggetto con cui si ha a che fare quotidianamente può essere
riprogettato in ottica IoT. In forma minimale è sufficiente che questo sia dotato della
capacità di trasmettere il proprio identificativo per poter essere connotato come smart.
Questo lavoro si focalizza sulle tecnologie IoT principalmente indirizzate all’innovazione
ed al miglioramento dell’ambiente cittadino.
Gli attuali trend di urbanizzazione, unitamente ad una maggior attenzione
all’inquinamento ambientale, al consumo di risorse naturali e più in generale alla
sostenibilità degli stili di vita, rappresentano importanti questioni che devono essere
riconosciute e comprese dalla città. In generale, tutte le tecnologie ICT (Information and
Communication Technology) permettono di guadagnare efficienza e al contempo
migliorare la qualità di vita dei cittadini. In tal senso l’Internet of Things apre ulteriori
soluzioni a riguardo, viste le caratteristiche di tecnologia altamente distribuita e
pervasiva.
In questa tesi sono stati raccolti e discussi i risultati di una ricerca effettuata nel Regno
Unito prendendo a campione alcuni progetti in diverse città distintisi per innovazione,
finanziamento, originalità e benefici. Certamente il Regno Unito è uno stato con una
lunga storia, così come le sue città, che sono da sempre coinvolte in una continua
trasformazione del tessuto urbano per adattarsi ai tempi. L’integrazione di moderne
tecnologie in un contesto preesistente costituisce una sfida e, allo stesso tempo, fornisce
anche una grande opportunità di sviluppo.
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Obiettivi e metodologia della ricerca Questa ricerca presenta i risultati ottenuti dallo studio dello scenario attuale per quanto
riguarda lo sviluppo del settore Smart City-IoT nel Regno Unito. Tra gli obiettivi:
1. Sintesi del quadro applicativo odierno sulla base di un insieme di iniziative prese
in esame e approfondimento dei casi più rilevanti.
2. Confronto dello scenario inglese rispetto allo scenario italiano.
L’attività si è focalizzata su alcune città maggiori e che si sono distinte maggiormente
sotto diversi aspetti: Birmingham, Milton Keynes, Leeds, Liverpool, Londra. Su tutte,
quest’ultima è quella che ha ovviamente richiesto l’attenzione principale, per la varietà
dei problemi affrontati e delle soluzioni sperimentate.
Relativamente al primo obiettivo, per l’analisi dello scenario inglese, si è cercato di
rispondere ad alcune domande inerenti le applicazioni IoT per Smart city, quali:
! Quali sono gli ambiti applicativi di maggior interesse?
! Qual è la distribuzione dei casi a livello geografico?
! Quali sono le principali fonti di finanziamento?
! Esiste una propensione rispetto a determinati benefici attesi?
! Si evidenziano trend o correlazioni di particolare rilievo?
! Quali sono le prospettive future?
La selezione e la raccolta dei dati è avvenuta tramite il campionamento effettivo di 50
progetti (casi nel seguito) attinenti all’ambito IoT-Smart City. Tutte le informazioni
raccolte sono state sintetizzate in un database creato ad hoc su ispirazione di quello
impiegato dall’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano nel progetto di
analisi dello scenario italiano, al quale questo lavoro si ispira.
La Figura 1 schematizza come è avvenuta la selezione dei progetti effettivamente
considerati.
14
Figura 1-Algoritmo selezione progetti
Mediante ricerche online è stata selezionata e costantemente integrata una rosa di
potenziali progetti e/o contatti da cui partire. A ciascun contatto è stata preliminarmente
richiesta la disponibilità a partecipare a questa indagine mediante una breve intervista
orale o scritta. Parallelamente per ciascun candidato sono stati fatti approfondimenti
tramite fonti secondarie affidabili, quali documenti e materiale reperito in rete. Solo i
progetti per cui è stato raccolta sufficiente informazione (poco sopra il 60% tra quelli
analizzati) sono stati riportati nel database finale. Va sottolineato che il tasso di
partecipazione all’intervista è risultato in generale estremamente basso (<5%) e nullo nel
caso di interlocutori privati. Gli scambi di mail sono tuttavia risultati utili quasi sempre
per reperire ulteriore materiale informativo. Circa il 40% dei casi effettivamente riportati
si basano sul materiale fornitoci, mentre la parte restante della ricerca si fonda
esclusivamente sulle fonti secondarie. In questa fase preliminare è stato di notevole aiuto
un soggiorno a Londra della durata di alcuni mesi, durante il quale mi è stato possibile
sviluppare conoscenze e contatti interpersonali direttamente sul territorio.
15
Il database realizzato si compone di 21 voci, tra cui: il luogo/città di interesse; le
motivazioni principali, ovvero i driver del progetto; l’ambito di applicazione; la tipologia
di finanziamento pubblica o privata o ibrida; la dimensione del finanziamento, qualora
presente; i benefici attesi dal progetto; lo stato di avanzamento; le tecnologie impiegate.
Per quanto riguarda il secondo obiettivo, il confronto dello scenario applicativo inglese
con quello italiano è stato possibile grazie alle ricerche portate avanti dall'Osservatorio
Smart City and IoT del politecnico di Milano. La metodologia e i dati da loro raccolti
hanno constituito il punto di partenza e di riferimento di questo lavoro.
Smart City ed IoT: introduzione al contesto inglese
Alcuni settori o aree di intervento sono identificabili come predominanti in termini di
numero di progetti e investimenti in ambito IoT-Smart city. Esempi in tal senso sono il
controllo del territorio, la gestione del traffico ed il trasporto pubblico. Più in generale le
aree che ad oggi appaiono maggiormente interessate dalle azioni portate avanti dal
governo e dalle autorità locali nel Regno Unito riguardano:
ENERGIA. Nel Regno Unito, così come a livello globale, la domanda di energia elettrica,
al netto dei continui miglioramenti di efficienza, è in crescita. Ad oggi ha un incidenza di
circa 3 punti percentuali sul prodotto interno lordo dell’intero stato. Sebbene da un lato la
maggior richiesta può significare un miglioramento delle condizioni di vita della
popolazione, dall’altro questo comporta un aumento dello stress sull’ambiente a causa
dell’incremento della produzione conseguente. Il Regno Unito risulta tra i paesi più
avanzati al mondo negli investimenti relativi alle infrastrutture smart grid. Lo smart
metering implementation programme è forse l’applicazione più rappresentativa degli
ultimi anni sia per l’ammontare degli investimenti in gioco e per gli effetti attesi sia dal
lato dei distributori e degli utenti.
ACQUA. Nel 2011 il governo del Regno Unito, attraverso un documento dal titolo
“Water for Life”, ha posto le basi alla sua visione futura relativamente alla gestione
dell’acqua. In particolare, non potendo agire direttamente, il governo promuove azioni
che rendano il servizio maggiormente efficiente anche e non solo attraverso le nuove
tecnologie.
16
TRASPORTO. A causa della presenza di una delle città più moderne e popolate del
mondo, Londra, la gestione del traffico, sia pubblica che privata, è da sempre al centro
dell’attenzione nel Regno Unito. Rispetto ai precedenti punti, quello della gestione del
traffico e del trasporto pubblico è un settore che coinvolge maggiormente le singole realtà
cittadine ed è soggetto a minore regolazione governativa. In generale, l’uso delle
tecnologie IoT ha già permesso di migliorare (e tutt’ora continua a farlo) molti aspetti
inerenti alla viabilità cittadina. A Londra la sharing economy rispetto alla condivisione
dei mezzi di trasporto è una realtà affermata da molti anni. In altre città, che per
dimensione sono comunque caratterizzate da stress minori, quali Cambridge e Milton
Keynes, si stanno investendo risorse per cercare di risolvere i problemi legati al traffico e
ai parcheggi ed ottimizzarne la gestione.
RIFIUTI. La produzione di rifiuti nel Regno Unito è diminuita negli anni dal 2000 in poi.
Come per la gestione del traffico, si tratta di un ambito in cui molta libertà di azione è
lasciata alle diverse autonomie locali, ma, a differenza di questo, negli ultimi anni non
risultano iniziative innovative di rilievo.
HEALTHCARE. Agli attuali tassi di crescita, il governo inglese quantifica in 15 milioni i
cittadini britannici che avranno più di 65 anni nel 2030, mentre 3 milioni saranno sopra
gli 85. All’aumento del benessere della popolazione corrisponde un innalzamento dell'età
media della stessa. Anche per questo, i servizi inerenti la cura della persona e l'assistenza
sociale risultano avere una domanda in forte crescita negli ultimi anni. Questo si traduce
in un aumento dei costi che incide direttamente sui bilanci pubblici dello stato. La
telemedicina e la teleassistenza costituiscono degli strumenti atti a contenere questi effetti
economici. L’NHS (National Health service) è attualmente impiegato nel programma
“Technology Enabled Care Services” (TECS) avente l’obiettivo di favorire l'impiego di
più specifici strumenti di teleassistenza e telemedicina, in grado di trasformare il modo in
cui le persone controllano e gestiscono la propria salute. L’obiettivo finale è duplice:
creare meno disagi all’utenza ed evitare la saturazione delle strutture. Gli investimenti
intrapresi ormai da diversi anni hanno portato il Regno Unito ad essere oggi una delle
nazioni più sviluppate anche grazie ad importanti industrie tecnologiche e a centri di
ricerca medica.
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Risultati: il quadro applicativo
L’analisi aggregata dei dati è stata condotta considerando, sia singolarmente che in forma
incrociata, fattori quali: la distribuzione dei casi, gli ambiti principali, la distribuzione dei
driver, l'anno di inizio, la durata e il finanziamento. Grazie a tale analisi sono stati
evidenziati diversi fenomeni e trend che caratterizzano l’ambito Smart City e IoT nel
Regno Unito. Come era prevedibile, tra tutte le citta in esame, Landra è quella che
presenta il numero di progetti più elevato (Grafico 1). Si tratta di una città che ha
effettuato, e tuttora effettua, ingenti investimenti nella ricerca di soluzioni innovative con
lo scopo sia di affrontare vecchi problemi in chiave moderna, sia di non trovarsi
impreparata rispetto ad attesi scenari futuri. Un’analisi più approfondita (Grafico 2)
mostra tuttavia che Londra non è la sola città ad aver preso in seria considerazione
l’innovazione cittadina.
Grafico 1- Casi analizzati per singole città.
0 5 10 15 20 25 30
Birmingham
Bristol
Cambridge
Coventry
Glasgow
Guilford
Liverpool
London
Manchester
Milton Keynes
Nazionali
Casi analizzaD per ciEà
18
Grafico 2- Numero casi per città normalizzato rispetto alla popolazione (in Mln).
Se si rapporta infatti il numero dei progetti alla popolazione residente si osserva che la
città di Milton Keynes presenta la performance migliore insieme a Cambridge, che risulta
anch’essa molto attiva. C’è da dire che quest’ultima deve molto del suo risultato alla
presenza di una prestigiosa università che funge da catalizzatore di finanziamenti e
progetti. A livello nazionale si nota una certa sproporzione nella quantità dei progetti
rispetto ai vari ambiti (Grafico 3). Sicurezza e controllo del territorio, unitamente al
trasporto pubblico, risultano quelli più rappresentati, non solo come numero ma anche
come quantità di finanziamenti (Grafico 4).
0 5 10 15 20 25
Birmingham
Bristol
Cambridge
Coventry
Glasgow
Guilford
Liverpool
London
Manchester
Milton Keynes
Numero casi per milione di abitanD
19
Grafico 3- Distribuzione ambiti di interesse.
Grafico 4- Dimensione finanziamento.
La motivazione alla base di molti progetti Smart City risulta essere il miglioramento delle
performance di efficienza (Grafico 5). Potenziali risparmi economici, unitamente a
miglioramenti nei servizi offerti, si dimostrano la motivazione principale che spinge
all’adozione di nuove soluzioni e di innovativi modelli organizzativi. L’ottimizzazione e
la ricerca di una maggiore efficienza è caratteristica peculiare di molti progetti riguardanti
il trasporto pubblico che, non a caso, risulta una delle principali voci di bilancio di molte
città.
Dimensione finanziamento (escluso smart metering and grid)
Educazione
eHealth
Entertainment & Servizi turisDci
0 2 4 6 8
10 12 14 16
Distribuzione ambiD di interesse
20
Grafico 5- Distribuzione dei principali driver
Rispetto ai driver e agli ambiti di applicazione non si notano di anno in anno particolari
trend o predilezioni. Tuttavia l’attenzione alle Smart City appare segnare nel Regno Unito
un distinto incremento a partire dagli anni 2009-2010 .
Dal punto di vista finanziario, stando ai dati raccolti, si osserva che le iniziative a
carattere esclusivamente privato sono pressoché nulle. Si assiste, invece, a finanziamenti
di origine totalmente pubblica o in forma mista pubblico-privato. Questo può essere
spiegabile dall’ancora bassa maturità di alcune tecnologie IoT e dal carattere sperimentale
di molte attività, che dunque ne aumentano i fattori di rischio percepiti. La necessità di
finanziamenti pubblici è dunque volta all’apertura di nuove possibilità e futuri mercati,
piuttosto che al ritorno in termini di benefici che non sempre sono in grado di giustificare
lo sforzo economico iniziale. La gestione del traffico ed il trasporto pubblico sono gli
ambiti che hanno ricevuto e stanno tuttora ricevendo gli investimenti maggiori perlopiù
orientati al perseguimento di benefici di efficacia ed efficienza.
Oltre a queste analisi, un punto che emerge con abbastanza chiarezza riguarda la
frammentazione degli interventi. Molte città che lavorano indipendentemente a progetti
analoghi, adottano diverse soluzioni per risolvere gli stessi problemi. Da un lato, questa
varietà è certamente un fattore positivo in quanto, rispetto ad una visione nazionale,
permette un numero maggiore di sperimentazioni; dall’altro, questo modello basato su
interventi autonomi e indipendenti presenta alcuni svantaggi di coordinamento ed
integrazione futura rispetto a tutte le soluzioni adottate.
0 5 10 15 20 25
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Sostenibilità ambientale
Distribuzione dei principali driver
21
I progetti caratterizzati dal maggior investimento riguardano lo smart metering. In questa
categoria sono raccolti due progetti aventi estensione nazionale, con investimenti
superiori al miliardo di sterline complessivo. In particolare si tratta dello “Smart Metering
Implementation Programme”, avente inizio nel 2013. Energie da fonti rinnovabili ed
efficienza energetica a livello domestico sono alcuni tra gli obbiettivi fondamentali che il
governo del Regno Unito si è posto. Con lo smart metering si persegue principalmente
l’efficienza energetica, aiutando i consumatori a gestire meglio le risorse a disposizione
ed unitamente creando le basi per le future Smart Grids. In questo contesto, più che in
altri, è cruciale la presenza di aziende private, inizialmente per la progettazione e
l’implementazione delle tecnologie necessarie, in futuro per la gestione delle stesse. Nei
casi analizzati, Telefonika Uk ed Arqiva sono le aziende capofila, alle quali è affidata in
primo luogo la responsabilità della piattaforma di comunicazione che permetterà ad
opportuni dispositivi di misurazione casalinghi, gli smart meter appunto, di essere
connessi in rete. Il progetto è inizialmente incentrato sui consumi di corrente elettrica e
gas, ma potrà essere facilmente esteso anche ad altri servizi/utenze. Gli investimenti del
Regno Unito nel settore dello smart metering (elettricità, gas, acqua) hanno attualmente
come orizzonte temporale il 2020. Per tale data è previsto che quasi il 100% della
popolazione impieghi gli smart meter per quanto riguarda gas ed elettricità. L’intento di
questi progetti, come anche di molti altri presentati in questo lavoro, non è solo fine a se
stesso, ma più in generale è quello fornire le piattaforme e spingere le tecnologie verso
sempre nuove applicazioni, con forte riguardo al crescente mercato della comunicazione
M2M (machine-to-machine), di fatto il cuore dell’IoT.
Confronto con lo scenario italiano Innanzitutto è opportuno sottolineare come l’economia inglese sia sotto vari aspetti più
aperta e caratterizzata da una maggiore propensione all’investimento privato rispetto a
quella italiana. Questo fatto è evidente in particolare considerando quei progetti aventi un
interesse collettivo e dove si nota con maggior frequenza la presenza di capitali privati
negli investimenti.
Il miglioramento dei servizi attualmente erogati e della loro qualità risultano i punti che
più degli altri sembrano guidare entrambi i panorami, italiano e britannico. Una maggior
attenzione c'è tuttavia nel Regno Unito verso quei progetti caratterizzati da una natura
22
maggiormente innovativa. In relazione alle risposte ottenute in seguito alla
somministrazione dei sondaggi, nella maggioranza dei casi italiani è emersa invece una
forte sensibilità al tema della sostenibilità ambientale.
Complessivamente in Italia a livello di motivazioni sottostante molti progetti, la gestione
della viabilità e della mobilità riveste un ruolo di primo piano, mentre nel Regno Unito è
la sicurezza ed il controllo del territorio a raccogliere il maggior numero di indicazioni,
insieme al trasporto pubblico. In ogni modo quest’ultimo è un ambito al quale entrambi i
paesi guardano con attenzione.
Ulteriore punto analizzato riguarda il tema dei servizi remoti ed in particolar modo della
telemedicina. Il Regno Unito, più che l'Italia, tramite l'NHS (National Heath Service)
vede numerosi progetti volti a favorire il decongestionamento delle strutture pubbliche e
l’introduzione di servizi sia di screening che di assistenza a distanza.
Per quanto riguarda la localizzazione dei progetti in Gran Bretagna, fatta eccezione per la
città di Londra, estremamente attiva, gli altri comuni presentano un approccio al tema in
linea con quello italiano. Esempi in questo senso sono applicazioni sperimentali per il
monitoraggio del traffico, il tracking real time degli autobus, semafori ed illuminazione
intelligente. A livello complessivo, è emerso tuttavia, come in entrambi i paesi molti
progetti si trovino ancora in uno stato sperimentale, mancando dunque di un vero impatto
incisivo, strutturale e sinergico.
Rispetto al tema della gestione della mobilità privata entrambi i paesi adottano politiche
di sperimentazione analoghe, come ad esempio nel caso dello Smart Parking dove sia la
città di Milton Keynes che quella di Pisa si trovano ad implementare soluzioni
estremamente affini.
Infine, un tema importante in tutta questa ricerca, è quello dello smart metering. Questo
rappresenta ancora un ambito che vede attivamente impegnati Regno Unito ed Italia. Si
tratta di un argomento che vede entrambi i paesi fortemente impegnati con il supporto
delle rispettive autorità, AEEGSI (Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas e il Sitema
Idrico) per l’Italia e Ofgem (Office of Gas and Electricity Markets) e GEMA (Gas and
Electricity Markets Authority) per il Regno Unito. Nel caso dello smart meter rivolto alla
distribuzione di gas entrambi i paese sono attualmenti impegnato nelle prime fasi di
sperimentazione ed installazione. La soluzione in corso di adozione nel Regno Unito
prevede la presenza di hub domestici unificati rispetto alle diverse utenze: acqua, gas ed
23
elettricità. In Italia, invece, la gestione a distanza dei contatori elettrici è già una realtà da
diversi anni e non favorisce l’adozione attuale di un approccio congiunto. Stando alle
previsioni, il programma di Smart Meter Implementation inglese non verrà concluso
prima del 2020.
In sintesi, Italia e Regno Unito sono due paesi che per geografia, società, cultura e
ricchezza si somigliano molto. Questa affinità permane talvolta nelle modalità in cui
viene affrontato il tema dell’innovazione e dell'efficienza cittadina, ovvero lo
sfruttamento delle tecnologie IoT a favore della smart city. Anche le sfide che i due paesi
si trovano ad affrontare hanno molto in comune. Traffico, trasporto, urbanizzazione,
inquinamento ed invecchiamento della popolazione sono solo alcune delle problematiche
principali. Da questo confronto con l’Italia, la situazione del Regno Unito non appare
sostanzialmente troppo differente. In entrambi i casi le priorità sono analoghe, maggiore
efficienza ed efficacia nei servizi offerti risultano le principali motivazioni.
24
Capitolo 1 - Smart City e Internet of Things La tecnologia presenta una fantastica opportunità di trasformazione digitale ed una nuova
creazione di valore. L'Internet of Thinghs è al centro di tali trasformazioni del business,
mediante sistemi intelligenti che consentono in tempo reale di raccogliere dati diffusi sul
territorio e di prendere decisioni. Si parla potenzialmente di milioni di oggetti, fino ad
oggi statici, non in grado di dialogare tra loro, ma che oggi hanno le possibilità di avere
un ruolo attivo e soprattutto collaborativo. La gamma di applicazioni possibili è davvero
estesa e ancora oggi il suo limite non risulta completamente definito.
Le Smart City sono uno se non il principale campo di applicazione delle tecnologie IoT.
Fin dai suoi albori l'informatica ha permesso di migliorare la gestione e l'organizzazione
delle città attraverso la semplificazione e la creazione di nuovi servizi, perlopiù virtuali.
Le città sono entità reali e caratterizzate da una natura diffusa e distribuita. I dati, prima
di poter essere analizzati, devono essere raccolti e le emergenti tecnologie IoT
costituiscono appunto la base di questo interessante sviluppo.
1.1 - Internet of Things L’Internet of Things è l’estensione della rete internet nel senso oggi conosciuto, dalle
persone agli oggetti. Più propriamente si tratta della costruzione di una rete che pone gli
oggetti e la loro interazione al centro. Questa è una visione radicalmente diversa dal
consueto, se si pensa alle storie di maggior successo dei servizi del web 2.0 (Wikipedia,
Facebook, YouTube, etc.) che di fatto generano valore a partire dagli utenti e dai
contenuti da essi creati. A testimonianza di ciò, viene evidenziato (Miorandi, Sicari,
Pellegrini, & Chlamtac, 2012) come l’Internet of Things non sia altro che il naturale
passaggio da una Internet da rete di collegamento per end-user-devices ad una rete di
interconnessione diretta di oggetti fisici in grado di comunicare e cooperare tra loro.
Viene anche sottolineato (Atzori, Iera, & Morabito, 2010) il fatto che la locuzione
Internet of Things derivi dall’unione di due visioni di rete, una orientata alla rete e l’altra
orientata agli oggetti. A questi gli autori aggiungono anche una terza via, quella semantic
oriented che trae origine dall'esigenza di coniugare le necessità di rappresentazione,
indirizzamento ed immagazzinamento dei dati scambiati (Figura 2). A seconda degli
attori considerati (industrie, ricercatori, organismi di standardizzazione) si ha tipicamente
una propensione per una di queste tre aree.
25
Figura 2- Convergenza delle differenti visioni dell’IoT. (Atzori, et al.,2010)
L'idea alla base dell’Internet of Things è che virtualmente ogni oggetto fisico può essere
connesso ad Internet. Questo non significa che ogni oggetto verrà trasformato in un PC,
ma che implementerà funzionalità di calcolo basilari e tali da permettergli di partecipare
alla rete. Le modalità di accesso non necessariamente devono ricalcare quelle a cui siamo
abituati. Alcune interpretazioni (Mayer, Främling, & Holmström, 2009), definiscono
intelligenti perfino oggetti a cui vengono applicati dei semplici tag in radiofrequenza
(RFID) atti a favorirne il riconoscimento. In linea teorica, per essere definito smart, è
sufficiente che un oggetto sia caratterizzato da un proprio identificativo e sia dotato della
capacità di trasmetterlo.
Nonostante caratterizzazioni variamente inclusive, fattore centrale risulta sempre la
presenza di una struttura protocollare che, a monte, avalli la possibilità di comunicazione
tra gli oggetti della rete. La presenza in rete di questi oggetti fisici, affiancati o meno agli
umani, porta con sé la necessità di ripensare alcuni degli approcci convenzionali che fino
ad oggi hanno caratterizzato i settori della comunicazione, del calcolo, della previsione e
26
della gestione dei servizi. L’IoT, nel senso della complementarietà con i servizi attuali,
aggiunge una nuova dimensione, permettendo al mondo fisico e agli oggetti che con esso
direttamente si interfacciano, di generare moli di dati in forma del tutto autonoma.
L’intento è duplice: innovare mediante la creazione di nuovi servizi ed aggiungere valore
a quelli esistenti. In futuro praticamente ogni oggetto, dotato di opportune interfacce, avrà
un indirizzo di rete, sarà connesso e potrà dialogare con gli altri.
Si tratta di un futuro abbastanza prossimo (Gartner, 2011) e la Figura 3 mostra come, di
qui al 2020, il volume di traffico atteso in Internet sarà, per la maggior parte, generato
autonomamente dagli oggetti piuttosto che dagli esseri umani.
Figura 3- Trend di espansione dei dispositivi connessi in rete. (Gartner, 2011)
Mentre le tecnologie IT hanno già portato ad un’automatizzazione delle operazioni di alto
livello gestionali e manageriali, le tecnologie del mondo IoT sono invece maggiormente
focalizzate nella gestione di basso livello, più hardware che software. La rete sensoriale
che l’IoT permette di implementare non comporta esclusivamente un nuovo livello di
risoluzione (temporale e geografica), ma è in grado di produrre dati che, rispetto agli
attuali, sono più affidabili e derivanti da campionamenti statisticamente più rilevanti.
Vengono di fatto abbattute molte delle barriere dovute ai vari passaggi che le
informazioni devono attraversare dal momento della loro acquisizione
all’uso/interpretazione. Tutto questo viene riferito (Fleish, 2010) attraverso l'espressione
27
di silent monitoring, inteso come la possibilità di un costante monitoraggio di tutti gli
eventi ed i processi di un determinato ambiente/business.
Sebbene in questo lavoro l'attenzione sia principalmente focalizzata alle città, non
bisogna dimenticare che molte tecnologie IoT, più o meno avanzate, sono già state
adottate con successo anche in molti business privati (Xu, He, & Li, 2014). Un primo
esempio in questo senso è quello della logistica, dove, attraverso un’opportuna
sensorizzazione dei processi, un venditore è in grado di tenere traccia delle proprie
spedizioni in tempo reale e di monitorare i vari passaggi del materiale. Non si tratta
certamente di un’operazione così innovativa rispetto a quanto già fatto negli ultimi anni,
ma il punto è quello di riuscire a realizzarla con un livello di automazione ed
informatizzazione sempre maggiore. E’ possibile riscontrare questa trasformazione
confrontando la logistica di aziende più moderne e dinamiche (es. Amazon) rispetto a
quelle più datate che implementano ancora schemi tradizionali. Per molte attività, un
fattore limitante è dovuto alla necessità di avere una visione di sistema e non più di
singolo processo, riguardando, o, se necessario, ripensando ex novo, l’intera filiera di un
prodotto/servizio. Nei processi industriali possono essere automatizzate molte semplici
operazioni manuali, quali: la gestione carico/scarico, la gestione del magazzino, il
tracciamento attrezzi e/o personale all’interno dell’azienda, la rilevazione dei fallimenti,
l'invio delle notifiche, etc. Grazie all’IoT si può innalzare il livello di efficienza ed
ottenere, in ambito business, un immediato ritorno economico.
A differenza dell'ambito privato, nel caso della gestione cittadina e più in generale dei
settori pubblici, l'assenza di un reale mercato competitivo riduce l'interesse
nell'investimento e nell’adozione di soluzioni più efficienti. Anticipando anche un
risultato (atteso) di questo lavoro, si osserva che nel settore pubblico la spinta principale
agli investimenti in ambito Smart City/IoT è dovuta a finanziamenti che avvengono sulla
base di progetti nazionali o sovranazionali. Nel caso Europeo, attualmente, una forte
spinta innovativa in questo senso è data dal programma Horizon 2020.
Diversi studi (tra cui Nedeltchev, 2014), definiscono come le tecnologie in ambito
Internet of Things cambieranno radicalmente le nostre vite, creeranno nuovi business,
nuovi lavori ed offriranno opportunità fino ad oggi sconosciute, non solo rispetto a grandi
questioni, ma anche migliorando piccoli aspetti della vita delle persone. Un risparmio
anche di pochi minuti nel compiere molte delle azioni quotidiane si può tradurre in minor
stress e in maggior tempo libero alla fine della giornata. Ovviamente non mancano sfide
28
da affrontare, quali ad esempio la sicurezza delle informazioni scambiate, la privacy e la
gestione di quella che sarà l’identità digitale. Prendendo a prestito le parole dell’autore
citato: “Every challenge is an opportunity in disguise”. In futuro, molte delle nostre
azioni quotidiane subiranno cambiamenti: il modo in cui guideremo l’auto, pagheremo,
gestiremo la nostra salute, lavoreremo, useremo e risparmieremo l’energia, rispetteremo
l’ambiente, etc.. Allo stato attuale, i settori dell’industria produttiva, della sanità, della
tutela ambientale, dei trasporti e della domotica sono quelli che maggiormente hanno
avviato progetti e sperimentazioni a riguardo. Bisogna infine aggiungere che sono state
discusse (Gubbi, Buyya, Marusic, & palaniswami, 2013) molte potenziali ed attuali
applicazioni nei campi appena citati. Per una trattazione più dettagliata dell’IoT, il suo
contesto di nascita, definizioni più specifiche e una trattazione di quelle che sono le
principali tecnologie abilitanti si rimanda all’appendice di questo lavoro (Appendice A).
1.2 - Smart City Molto attive in ambito Internet of Things risultano essere le città, da sempre luoghi di
opportunità ed innovazione. Recenti stime quantificano in una cifra prossima all’80%, il
PIL a livello mondiale generato in aree urbane (Dobbs, Smit, Remes, Manyika,
Roxburgh, & Restrepo, 2011). Nei paesi economicamente più avanzati l’aggregazione
urbana è già un fenomeno consolidato, mentre si registrano trend di crescita elevati nei
paesi cosiddetti in via di sviluppo. Oltre che per questioni di opportunità sociali, tante
persone sono attratte dalle città; in prima istanza, per ottenere un’educazione scolastica
avanzata e, conseguentemente, vi rimangono per trovare un lavoro coerente con la loro
specializzazione. Nella sola Inghilterra le persone che vivono attualmente in città sono
circa 8 su 10 e stando a diversi report, (UN - Department of Economic and Social Affairs,
2014) (UN - Department of Economic and Social Affairs, 2014), senza eventi di
particolare rilievo che possano radicalmente cambiarne il modello, è atteso un
significativo incremento ulteriore da qui al 2050.
Gli attuali trend di urbanizzazione, unitamente ai fenomeni di cambiamento climatico e di
esaurimento delle tradizionali risorse energetiche, devono essere riconosciuti e compresi
dalla città. Crescendo ed aumentando in termini di complessità, un’infrastruttura
standardizzata ed intelligente di utilizzo e condivisione delle risorse disponibili diviene
sempre più vitale. Parlando di Internet of Things, le città sono i primi potenziali
beneficiari di questa rivoluzione su larga scala. Innumerevoli sono ad oggi i progetti
29
riferiti genericamente come progetti Smart City, tutti macroscopicamente mirati a
migliorare e semplificare la vita cittadina delle persone. Ma cosa si intende effettivamente
con l’esperessione Smart City?
Una chiara ed uniformemente adottata definizione di Smart City non è ad oggi
riscontrabile (Alkandari, alnasheet, & Alshekhly, 2012). Si va da caratterizzazioni
generiche in merito all’organizzazione della città a trattazioni specifiche relativamente a
singoli problemi e soluzioni.
In italiano è utilizzata talvolta l’espressione di “città intelligente”, derivante forse da una
traduzione fin troppo letterale del corrispettivo termine inglese “smart” che invece
abbraccia un significato ben più vario. Di fatto, per quanto riguarda la situazione attuale,
non si può parlare di una vera e propria intelligenza cittadina, ma solo di una
organizzazione più automatizzata e razionale della stessa, volta principalmente al
perseguimento di una maggiore efficienza e/o benessere delle persone che la vivono.
Anche nell'ambito di questa tesi, le espressioni smart city e città intelligente verranno
usati in maniera interscambiabile. E’ opportuno sottolineare comunque che il significato
che viene loro dato è quello che si trova anche nell’Oxford English Dictionary dove
l’aggettivo smart può essere inteso come qualcosa che sia computer-controlled.
Alcuni autori (Naphade, Banavar, Harrison, Paraszczak, & Morris, 2011) hanno
effettuato una trattazione da un punto di vista che va oltre quello prettamente tecnologico;
la presentazione di alcuni progetti in ottica Smart City è usata come espediente per
un’analisi dal punto di vista anche politico e socioeconomico.
Quello che è abbastanza chiaro è che dalle città possono essere estrapolate e messe in
relazioni innumerevoli quantità di dati provenienti da fonti eterogenee. Ciò richiede un
sistema, più o meno gerarchico e stratificato, per la raccolta e la gestione di tali
informazioni. Harrison & Donnelly (2011) prospettarono appunto l’idea di un sistema di
gestione collaborativo urbano unificato per la gestione della mole di dati che
potenzialmente può essere raccolta.
Le ICT e l’IoT, in particolare, permettono alle città di guadagnare efficienza in molti
settori cruciali (trasporti, illuminazione, parcheggio, etc.) con conseguenti risparmi
economici. Nel breve periodo determinate tecnologie possono aiutare a contenere e ad
alleviare problemi che altrimenti richiederebbero tempo ed investimenti infrastrutturali di
maggior rilievo. Ad esempio, una migliore gestione dei parcheggi può evitarne la
30
costruzione di nuovi, oppure una migliore gestione del trasporto pubblico,
automaticamente integrata e affiancata a meccanismi di car sharing e car pooling, può
aiutare a ridurre problemi di traffico, e, parallelamente, di inquinamento ambientale.
L’istituto Forrester Research (Bélissent, 2010) definisce la Smart City come:
A “city” that uses information and communications technologies to make the critical infrastructure components and services of a city — administration, education,
healthcare, public safety, real estate, transportation, and utilities— more aware, interactive, and efficient.
[Una "città" che utilizza le tecnologie dell'informazione e della comunicazione al fine di rendere i
componenti critici e i servizi di una città - amministrazione, istruzione , sanità , sicurezza pubblica,
immobili, trasporto e altri servizi pubblici- più consapevoli , interattivi , ed efficienti.]
L’internet of things rappresenta una soluzione con cui raggiungere questi obiettivi,
sebbene non l’unica. La Figura 4 mostra una schematizzazione di questa realizzazione.
Gli oggetti, diffusi in tutto il territorio, si interfacciano con il mondo e una volta connessi,
danno luogo ad una rete informativa capillare la cui mole di informazioni può essere
amministrata mediante una rete distribuita di server. La modalità di connessione ha in
genere una natura eterogenea a seconda dell’applicazione. Tramite Web o speciali
applicazioni software, tali dati possono essere elaborati al fine di interfacciarsi con gli
utenti finali, professionisti autorizzati ma anche semplici cittadini.
Figura 4- Smart City: rappresentazione schematica.
31
Sebbene non rientri direttamente nelle tecnologie IoT, pur essendo fortemente legato ad
esse, non è un caso che al centro di molte agende comunali vi sia anche la questione
“Open Data”, ovvero quali, quante e in che modo rendere disponibili le informazioni così
raccolte. Sulla disponibilità di questi dati si basa in futuro la possibilità di sviluppare,
anche da parte di privati, servizi innovativi e di pubblica utilità.
Così come accade per le aziende, occorre fare una distinzione tra i nuovi centri urbani, in
costruzione, e quelli già esistenti, con una storia più o meno lunga alle spalle. Mentre i
primi presentano l’indubbio vantaggio di partire da progettazioni eseguite in un’ottica di
perseguimento dell’efficienza secondo le più recenti possibilità, i secondi sono invece
quelli in cui occorre lavorare a partire da una realtà e da infrastrutture già esistenti.
Allo stato attuale alcuni esempi delle soluzioni principalmente studiate e/o adottate in
molte città riguardano:
• Illuminazione e risorse energetiche: Oltre all’uso di lampade a basso consumo
energetico, ulteriori risparmi si possono avere anche con un’illuminazione
pubblica dove tutti i punti luce sono collegati in rete tra loro. I benefici sono sia
una più efficiente modulazione dell’illuminazione rispetto alle reali esigenze, sia
una miglior tempestività nella rilevazione di eventuali guasti.
• Tutela ambientale: gestione ottimale del ciclo dei rifiuti, differenziazione e
tracciamento, misurazione dei livelli di inquinamento in maniera continuativa e
capillare.
• Prevenzione e gestione eventi catastrofici: aumento della tempestività nella
rilevazione di possibili criticità ed efficacia nella attuazione dei piani di
emergenza.
• Salute: gestione soccorsi; telemedicina; misurazione remota parametri vitali;
assistenza remota anziani e disabili.
• Trasporti e traffico: ticket elettronici; servizi integrati; car sharing; bike rental;
monitoraggio real-time del traffico.
• Turismo: nuovi strumenti a favore dei turisti al fine di agevolarne il soggiorno o
aumentare l’interesse delle visite.
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Un esempio recente, analizzato più in dettaglio nel corso di questo lavoro, è il progetto
denominato Smart London Plan (Smart London board, 2013) che, oltre lo sviluppo
infrastrutturale, sottolinea fortemente il ruolo che le tecnologie digitali possono giocare al
fine di migliorare i servizi e dunque la vita dei suoi cittadini.
1.3 - Aspetti socio economici Quello dell’Internet of Things è un mondo che ha importanti risvolti anche a livello
socio-economico. Il ruolo predominante è certamente svolto dai big player ovvero quelle
grandi realtà in ambito di produzione hardware, software e dagli organismi di
standardizzazione. Ma ogni giorno nascono nel mondo centinaia di startup che, sulla base
di idee perlopiù innovative, danno luogo a nuove potenziali applicazioni. Di queste
startup molte sono destinate a chiudere entro pochi anni, molte si trasformeranno, mentre
un numero più piccolo diventerà dominante nello scenario futuro. Il fiorire o meno di
queste aziende, oltre al prodotto proposto, dipende anche da altri fattori più o meno
contingenti e dall’incontro con la domanda del mercato. Ciascuna di esse ha tuttavia il
merito di apportare un contributo, un’idea, una visione in un ambiente che solo ora sta
iniziando a mostrare le sue potenzialità.
Un mondo di oggetti connessi in rete potrà nel prossimo futuro generare un’economia
che, per dimensioni e possibilità di sviluppo, potrà passare alla storia insieme alle grandi
rivoluzioni industriali. Forse è anche questo a giustificare la numerosità e la diversa
estrazione degli attori coinvolti.
Mentre le grandi aziende in salute non hanno evidenti problemi per quanto riguarda il
finanziamento di nuove idee e lo sviluppo di prodotti “innovativi”, per gli attori più
piccoli, le startup in particolare, questo rappresenta uno dei primi e principali problemi.
Presupponendo che le imprese in fase di avvio non dispongano di sufficiente liquidità
propria e non abbiano accesso al mercato azionario, di seguito vengono presentate alcune
delle tipologie di finanziamento più ricorrenti:
Crowdfunding
E’ una delle rivoluzioni, anche a carattere sociale, degli ultimi tempi. Attraverso siti web
specializzati si raccolgono fondi in maniera capillare perlopiù da persone singole che
decidono di contribuire con cifre talvolta irrisorie. Raggiungendo numeri elevati di
finanziatori si riescono tuttavia ad ottenere cifre molto importanti. Il punto di partenza è
33
la proposizione dell’idea o di un prototipo online, al quale le persone possono contribuire
ricevendo in cambio contropartite di vario tipo e non necessariamente in denaro.
L’ambito della tecnologia non è l’unico ad essere interessato, ma si possono finanziare
progetti in svariati campi, anche di produzione multimediale. I fondi versati sono, per la
maggior parte, a “fondo perduto” e dunque risultano a tutti gli effetti una scommessa
sull’idea o sul progetto. Le modalità, così come i progetti accettati, sono specificati dalla
particolare piattaforma mediatrice. L’esempio di piattaforma di crowdfunding più
comune e diffusa è Kickstarter. Esempi di progetti che hanno ricevuto finanziamenti tra i
più alti sono la console OUYA e lo smartwatch Pebble.
Venture Capitalist e Business Angel
Il Venture Capitalist (VC) è una figura tipica del mondo americano-anglosassone e più
rara nell’Europa continentale. Le modalità sono quelle già sperimentate anche in
tantissime società di internet. Il Venture Capitalist investe in settori specifici, tipicamente
ad alto rischio, ma con possibile alto ritorno. Il finanziamento avviene immettendo
denaro nella parte equity, ma, a differenza di finanziamenti in private equity, il VC
richiede anche un controllo significativo sugli aspetti gestionali e decisionali della
società. Il Business Angel, invece, finanzia nuovi progetti in una maniera simile; in
genere si tratta di investitori singoli o poco numerosi e non professionali, caratterizzati da
investimenti che raramente superano i 500K euro. Per questo motivo tipicamente non
richiedono la stessa incidenza in merito alle decisioni operative come i gestori di venture
capital.
Finanziamento pubblico
E’ forse lo strumento con cui, in Europa, si investono più soldi in ambito di innovazione
tecnologica ed in particolar modo nell’IoT. Si tratta del finanziamento di progetti
innovativi in specifiche aree di interesse, spesso con partnership universitaria. Tali
progetti possono essere banditi anche da amministrazioni locali e da governi nazionali,
sebbene una delle fette più grosse in termini di denaro investito sia all’interno di bandi
europei quali l’FP7 (The Seventh Framework Programme) e l’attuale Horizon2020.
Partnership pubblico-privato
Con questa modalità le imprese private investono capitale insieme con le realtà
municipali o nazionali. A livello cittadino molti progetti in ambito Smart City sono
finanziati in questo modo. Allo stato attuale sono interessati da questa tipologia ambiti
34
quali il trasporto e le infrastrutture, laddove la pubblica amministrazione, non avendo
sufficiente liquidità, realizza l’opera in project financing col soggetto privato. Siccome il
finanziamento viene di fatto ripagato mediante i flussi di cassa futuri, i punti critici di
questo modello riguardano perlopiù la definizione a livello di business plan proprio degli
introiti futuri che il prodotto/servizio sarà in grado di generare.
35
Capitolo 2 – Obiettivi e Metodologia della ricerca Fino a questo punto è stato descritto il forte legame esistente, in merito all’evoluzione del
settore, fra l’Internet of Things e le Smart City. Elemento distintivo di questa ricerca è
stata l’attenzione alla realtà inglese: sono stati raccolti alcuni dei progetti più significativi
degli ultimi anni ed analizzati in forma aggregata secondo criteri che verranno
successivamente discussi.
Come già mostrato nel Capitolo 2 un evidente motivo per cui il caso del Regno Unito
risulta di particolare interesse è la presenza di una delle città più grandi, dinamiche e
multietniche del mondo, ovvero Londra. Le caratteristiche di città “globale” e
multiculturale ne fanno un terreno di prova e di sviluppo ideale.
Il presente lavoro, dunque, segue le linee guida di quanto realizzato dall’Osservatorio
Internet of Things del Politecnico di Milano (Osservatorio Internet of Things, 2014)
nell’analisi dello scenario italiano. Tale osservatorio, nato nel 2011 sulla base
dell’esperienza in merito alle tecnologie alla base dell’Internet of Things, si è
successivamente specializzato in una delle applicazioni principali di queste tecnologie,
ovvero le “Smart City”. L’analisi è focalizzata su come l’IoT contribuisce allo
sviluppo della città intelligente.
Verranno presentati qui di seguito gli obiettivi che questo lavoro si pone e i risultati della
ricerca inerente i progetti IoT e Smart City inglesi. Successivamente saranno descritte le
modalità con cui questa ricerca è stata condotta per culminare nella presentazione della
struttura del database di raccolta dati impiegato analizzandone nel dettaglio il significato
delle voci che lo compongono.
2.1 - Obiettivi Progetti Smart City e tecnologie Internet of Things correlate costituiscono un vasto
campo di studio e di analisi la cui trattazione esaustiva è difficilmente sintetizzabile negli
scopi di un singolo lavoro. Tante sono le implicazioni a carattere geografico, politico,
economico e sociale coinvolte. A partire da una raccolta di dati originali, questa
trattazione si pone tre principali intenti:
(i) Sintesi del quadro applicativo odierno sulla base di un insieme di iniziative prese
in esame e approfondimento dei casi più rilevanti.
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(ii) Confronto dello scenario inglese rispetto allo scenario italiano.
Con riferimento al primo dei tre punti, l’obiettivo può essere ricondotto a fornire risposte
ad alcune domande di particolare interesse sul fenomeno Smart City-IoT nel contesto
inglese:
" Quali sono gli ambiti applicativi di maggior interesse?
" A livello geografico, qual è la distribuzione dei casi?
" Quali sono le principali fonti di finanziamento?
" Esiste una propensione rispetto a determinati benefici attesi?
" Si evidenziano trend o correlazioni di particolare rilievo?
" Qual è il livello di uniformità rispetto alle soluzioni localmente adottate?
" Si riscontrano indicazioni in merito alle prospettive future?
" ...
Il secondo punto invece riguarda la trattazione più in dettaglio di progetti connessi al
tema dello smart metering, i quali sono caratterizzati da un notevole impatto sia per
estensione geografica, che per dimensione dei finanziamenti, e dunque meritano di essere
approfonditi.
2.2 - Metodologia di acquisizione dei dati. La ricerca e la raccolta dei dati è stata la parte più cospicua, in termini di tempo, di tutto il
lavoro. La metodologia seguita, che ha compreso sia l’analisi di fonti secondarie che le
interviste dirette, è riassunta dalla Figura 5.
37
Figura 5- Metodo di ricerca e raccolta dati.
Punto di partenza è stata la compilazione di una lista di possibili candidati, estratta da
proposte, progetti ed iniziative, sia di aziende che di amministrazioni, tutte in qualche
modo collegabili all’ambito IoT e Smart City. Molti di questi nomi sono frutto di ricerche
su Internet, a partire da siti web istituzionali inglesi e grandi aziende tecnologiche
operanti in nel Regno Unito. In questa fase è stato di notevole aiuto un soggiorno a
Londra della durata di circa nove mesi durante il quale mi è stato possibile sviluppare
conoscenze e contatti interpersonali direttamente sul territorio.
Una volta in possesso di una lista di possibili candidati sufficientemente corposa,
l'indagine ha seguito due strade. Attraverso mail contenenti le motivazioni della ricerca,
ho inteso per prima cosa stabilire un contatto personale, tramite le informazioni in merito
a ciascuna attività. A questi soggetti è stata sottoposta anche la richiesta di disponibilità
alla somministrazione di un questionario e/o di una intervista. L’ottenimento di una
risposta non è stato un fatto scontato. Come prevedibile per ragioni di visibilità, le
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amministrazioni pubbliche hanno mostrato una maggior predisposizione al dialogo,
mentre le imprese private si sono perlopiù limitate a declinare l’offerta o a reindirizzarmi
verso materiali informativi già predisposti, cartacei o digitali. In ogni modo da tali
contatti ho potuto, in molti casi, ricavare notizie che sarebbero state difficili da ottenere
diversamente. Nel caso delle amministrazioni pubbliche molte informazioni interessanti
ai fini della ricerca sono contenute in documenti e delibere di natura amministrativa non
sempre reperibili in modo agevole.
La seconda strada seguita, a partire dalla lista dei potenziali candidati, è stata quella
dell’approfondimento dei casi, mediante ulteriori ricerche in fonti secondarie, con
l’obiettivo di ottenere riscontri e validare le informazioni ottenute affinché fossero di
effettiva pertinenza per l'indagine in questione. In totale è stato possibile incrociare dati
provenienti da diverse fonti quali, oltre ai siti web di riferimento, documenti e bilanci
pubblici, riviste specializzate e conferenze.
Successivamente, a prescindere dal metodo di ottenimento delle informazioni, per
ciascun caso queste sono state riunite e filtrate, verificandone consistenza e coerenza.
Solo i casi che hanno superato questo step sono stati aggiunti come voce nella versione
finale del database. Va infine evidenziato il fatto che l’esperienza maturata, i contatti e le
informazioni ottenute mi hanno permesso di estendere in itinere la lista dei candidati
potenziali rispetto alla versione iniziale.
I casi riportati nel database definitivo sono 50 e costituiscono solo una parte, circa il 30%
di quelli inizialmente presi in esame ed il 60% rispetto a quelli che sono stati analizzati
più in dettaglio. Dal momento che questa ricerca è stata condotta da una singola persona,
non ha potuto ovviamente coprire la totalità dei progetti inglesi in IoT e Smart City. La
sua impostazione costituisce tuttavia una base che può essere successivamente ampliata
ed aggiornata nel tempo.
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Capitolo 3 - Smart City ed IoT nel contesto inglese Il Regno Unito è un paese con una lunga storia; lo stesso vale per le sue città. Questo ha
comportato, ed ancora comporta, una continua trasformazione del tessuto urbano che
necessita di rinnovamento per adattarsi ai tempi. Il contesto cittadino preesistente
costituisce una sfida per le moderne tecnologie, ma allo stesso tempo anche un grande
terreno di sviluppo e di prova.
Come in molte altre aree del mondo, si tratta di una trasformazione che vede singoli
centri locali partecipare in maniera attiva e talvolta indipendente. A livello di governo
sono fornite linee guida che spetta poi alle singole città interpretare ed adattare ai loro
scenari specifici. L’Inghilterra, ed in particolare Londra, è stata ed è uno dei maggiori
player in questo ambito, sia dal lato dell’impiego di tecnologie Smart che del loro
parallelo sviluppo. Oltre agli effetti immediati, dovuti all’impatto di queste nuove
tecnologie/servizi, la società inglese, muovendosi anticipatamente rispetto ad altre
nazioni, può in seguito esportare tecnologie e know how nel mondo.
Il Regno Unito è un paese che, come molti altri, ha subito gli effetti della crisi economica
e delle trasformazioni del tessuto produttivo degli ultimi anni. La via tecnologica è una
tra le strade più battute dal punto di vista degli investimenti. Comunità, città, governo e,
più in generale, i comparti pubblici sono oggi i principali attori degli investimenti. Le
ragioni che spingono il settore pubblico a fare da apripista rispetto a molti dei progetti
analizzati risultano analoghe. In particolare:
Ritorno economico: compito di un governo è di supportare lo sviluppo ed il benessere
collettivo. Molti investimenti dalla forte componente innovativa sono caratterizzati da un
potenziale “alto rischio” e dai ritorni economici non proprio immediati che scoraggia
molti attori privati.
Inefficienza: il settore pubblico presenta livelli di efficienza che in generale si pongono
ben al di sotto degli ambiti privato e business. Su questi per migliorare la situazione si
potrebbe agire mediante investimenti innovativi che possano portare nel medio e lungo
periodo a risparmi notevoli, sia su scala locale che nazionale.
Lavoro: l’investimento in moderne infrastrutture (es. Comunicazione, energia, trasporto),
oltre a creare del lavoro nell’immediato, costituisce le basi per lo sviluppo di business
futuri e di servizi avanzati. Rispetto a poche decine di anni fa, il livello medio di
istruzione della popolazione mondiale è aumentato considerevolmente. La creazione
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delle basi necessarie allo sviluppo di servizi innovativi si traduce nella creazione di posti
di lavoro altamente qualificati e destinati a tamponare la perdita che oggi sta avvenendo
in molti settori più tradizionali.
Legislazione: rispetto a potenziali nuovi servizi, lacune o limitazioni in norme legislative
anacronistiche costituiscono un ulteriore fattore limitante gli investimenti.
Sharing Economy: La Sharing Economy è un’economia emergente, facilitata dalle
moderne tecnologie ad indirizzo “social”. Ciascuna comunità locale è in grado di ottenere
notevoli benefici dalla condivisione delle risorse, aumentando determinate efficienze
senza intaccare i livelli di benessere. La visione IoT ha già mostrato come sia possibile,
tramite specifiche infrastrutture di sensoristica e comunicazione, trasformare determinati
mezzi di trasporto, usualmente definiti ad uso privato, in pubblico servizio. Il caso delle
biciclette (bike-sharing) e delle automobili (car-sharing) sono quelli più emblematici. A
molti progetti pilota e sperimentazioni pubbliche già oggi si sono affiancati, o sono
completamente subentrati, diversi player privati che hanno aperto nuovi business.
3.1 - Settori Principali Inizialmente i vari settori di applicazione di tecnologie smart sono stati trattati in maniera
indipendente, tuttavia gli amministratori guardano sempre più a soluzioni intelligenti
della città come parte di un approccio integrato alle tecnologie dell'informazione e dei
dati. In sintesi, c'è un grande potenziale per le imprese in un mercato che risulta oggi
decisamente in crescita. A partire dai benefici per gli abitanti, si potrebbe migliorare le
possibilità delle industrie di progredire tecnologicamente, aprendo il mercato interno e
successivamente espanderlo oltre i propri confini.
L’attenzione del governo inglese è forte, testimoniata anche da numerosi studi e report
commissionati relativamente all’Internet of Things, Smart Cities, Service and Digital
Economy. Principalmente si fa notare l’attività del BIS Department (Department of
Business Innovation and Skills) e la collaborazione con università e centri di ricerca in
ambito economico e tecnologico. Inoltre sono state analizzate (BIS Department, 2013)
opportunità di crescita e sviluppo rispetto alle tecnologie coinvolte in alcuni settori
notevoli quali gestione dell’energia, acqua, rifiuti, trasporti e salute.
Con uno sguardo a queste cinque aree, si può caratterizzare meglio quella che è la
situazione del Regno Unito attuale.
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Energia
In PennEnergy research (2012), il mercato delle Smart Grid, ovvero la gestione
intelligente delle reti di distribuzione dell’energia elettrica e delle tecnologie abilitanti, si
dice crescerà fino alla cifra di 220 miliardi. Alle aziende e alle multinazionali del Regno
Unito viene attribuita la responsabilità di pensare in grande e di muoversi più
velocemente per poter essere leader di questo processo. Il governo ha certamente un ruolo
nell’avviare e facilitare la collaborazione tra i soggetti coinvolti, comprese le entità di
regolamentazione e standardizzazione delle tecnologie.
La domanda di energia elettrica è in crescita, non solo a causa dell’aumento della
popolazione, ma anche per l’aumento della domanda pro capite. Sebbene da un lato la
maggior richiesta può significare un miglioramento delle condizioni di vita, soprattutto
nei paesi meno sviluppati, dall’altro questo comporta un aumento dello stress
sull’ambiente a causa dell’incremento della produzione conseguente. Tralasciando per il
momento la questione in merito alle energie rinnovabili, la domanda è: “E' possibile
riuscire a soddisfare questo repentino aumento della domanda limitando le ricadute sia
sull’ambiente che sulla qualità della vita degli esseri umani?” La risposta può certamente
essere positiva, a patto però che vengano impiegati sistemi e tecnologie per un migliore
utilizzo delle risorse. Se le tecnologie IoT non possono da sole fare molto in merito
all’assorbimento energetico dei singoli strumenti, possono però accompagnare le singole
persone, ma anche le intere comunità ad un uso più efficiente delle stesse, evitando
sprechi e migliorando globalmente l’efficienza del sistema. Questo ha a che fare con
l’educazione dei cittadini rispetto a comportamenti virtuosi. Ad esempio, tramite
tecnologie intelligenti di gestione dell'energia, si può aiutare utilities e distributori a
prevedere e gestire meglio il carico di richiesta, riducendo anche la necessità di
espansione delle infrastrutture esistenti. Ovviamente per raggiungere certi scopi è
necessaria una collaborazione che dal produttore prosegua al consumatore della risorsa.
Sulla base di quanto riportato (Innovation Observatory Ltd, 2012), il Regno Unito risulta
all’ottavo posto su 20 tra le più avanzate nazione al mondo, per quanto riguarda gli
investimenti relativi alle infrastrutture “smart grid”. Si tratta di cifre assolute e dunque le
prime posizioni sono coperte dagli stati più ricchi ma anche più popolosi quali Cina, USA
e India. Da notare che in ambito europeo l’inghilterra si pone come terza nazione dietro
Germania e Francia; la quarta, se si considera anche la Russia.
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Nel Regno Unito l’industria energetica rappresenta un settore sviluppato dell’economia.
La Figura 6 mostra l’andamento del rapporto tra il settore energetico ed il prodotto
interno lordo negli ultimi anni. Attualmente questo rapporto è di circa il 3% (Department
of Energy and Climate Change, 2014).
Figura 6- Percentuale del prodotto interno lordo inglese dovuta al settore energetico
(Department of Energy and Climate Change, 2014).
L’Inghilterra presenta un alto numero di piccole e medie aziende impegnate nel settore
della gestione dell’energia, le quali possono essere in grado di intercettare molte delle
nuove possibilità offerte, dunque crescere con esse, e competere successivamente a
livello internazionale. Anche il ruolo politico mondiale che il Regno Unito ricopre, può
favorire questo mercato che, oltre che da investimenti, è costituito anche da
regolamentazioni e standard da adottare globalmente e non in una ottica solamente
nazionale.
Se fin qui sono state riportate le potenzialità positive, tuttavia persistono anche degli
ostacoli, che devono essere ancora superati. In primo luogo occorre considerare che gli
operatori di distribuzione dell’energia non necessariamente vedono come positiva una
diminuzione della domanda di energia che transita nelle proprie reti e dunque non
risultano stimolati a promuovere soluzioni che favoriscano l’efficienza di utilizzo da parte
dei propri clienti. In particolare, il loro interesse è quello di trasportare il maggior
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quantitativo di energia tramite le proprie infrastrutture già esistenti, in modo da
massimizzare gli utili, sfruttando al massimo quanto hanno a disposizione.
Per cercare di superare queste difficoltà, il governo ha negli ultimi anni promosso
programmi di finanziamento e di supporto a progetti pilota (Department of Energy &
Climate Change, 2014). Oltre a far emergere in pratica le prime e principali
problematiche, lo scopo di questi progetti è di avviare un dialogo più stretto sia in
orizzontale, tra le imprese (favorendo partnership), sia in verticale, aprendo una
collaborazione attiva tra gli operatori del settore e le istituzioni di regolamentazione.
Esempi di progetti in corso o già conclusi in ambito energetico sono:
" Low Carbon London
" New Thames Valley Vision
" National Grid Data Exchange
" Smart Systems and Heat Programme – Energy Technology Institute (ETI)
" Orkney Active Network Management Scheme
Quello della smart energy è per il Regno Unito un aspetto chiave delle città del futuro e
per questo è sostenuto contemporaneamente da più organi, quali il Department of
Business Innovation and Skills e il Department for Energy and Climate Change. Proprio
quest’ultimo, in partnership con l’ente regolatore per l’energia, da qualche anno ha creato
lo “Smart Grid Forum” (https://www.ofgem.gov.uk/electricity/distribution-
networks/forums-seminars-and-working-groups/decc-and-ofgem-smart-grid-forum) con
l’obbiettivo di supportare l’intera nazione nella transizione verso nuovi sistemi energetici
che, oltre ad essere più funzionali degli attuali, avranno l’obiettivo di essere
maggiormente sicuri, sostenibili e a basso impatto ambientale. Tali indicazioni sono, a
grandi linee, espresse dal governo Inglese nell’ultima riforma del mercato dell’elettricità,
EMR- Electricity Market Reform (The Houses of Parliament, 2013) ed in accordo con
quanto disposto anche a livello europeo.
Acqua
Così come l’energia anche la domanda di acqua ad uso umano nelle città è destinata a
salire (in media del 40% entro il 2020 su previsioni dell’ONU). Tale settore comprende
tutto il ciclo di gestione, distribuzione e trattamenti pre- e post- consumo. Come del resto
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accade in molte altre nazioni sviluppate, in tempi meno recenti, anche il Regno Unito si
trova a fronteggiare infrastrutture di distribuzione che iniziano a mostrare i propri limiti.
Le aziende di distribuzione inglesi stimano perdite dell’ordine del 30% dovute solo ai
problemi della rete.
Certamente le tecnologie smart non potranno far fronte a problemi di natura fisica, ma
possono dare un valido aiuto nel migliorare le performance di efficienza per quanto
riguarda il consumo e la distribuzione.
In Inghilterra, il settore dell’acqua è stato privatizzato da circa 30 anni ed oggi vede una
ventina di grandi compagnie che coprono e gestiscono una decina di distretti/regioni. Si
tratta di compagnie con partecipazione pubblico-privata ed un valore odierno stimato
attorno ai 40 miliardi di dollari (US). Ovviamente, considerando l’intera “industria
dell’acqua”, il numero di aziende coinvolte sale a qualche centinaia.
Nel 2011 il governo, attraverso un documento dal titolo “Water for Life” (Department for
Environment, Food & Rural Affairs, 2011) ha posto le basi per la sua visione futura di
gestione dell’acqua. Non potendo agire direttamente, promuove azioni che rendano il
servizio maggiormente efficiente anche, ma non solo, attraverso le nuove tecnologie. In
questo senso l’attenzione è posta prevalentemente sullo smart metering, ovvero sulla
misurazione intelligente del consumo di acqua, in modo da poter trasformare il sistema
attuale e renderlo più sostenibile di quanto oggi non sia. Anche in questo ambito la
struttura di cui si avvale il governo è quella dell’autorità di regolazione specifica, al fine
di indicare le linee guida e spingere le aziende del settore a seguirle.
Gli obiettivi descritti sono principalmente quelli di:
" Riformare l’industria in senso innovativo e concentrarla maggiormente sulle
necessità e l’attenzione dell’utente finale.
" Aumentare la flessibilità della gestione della domanda.
" Mantenere prezzi sostenibili nel futuro.
" Introdurre uno strumento innovativo di misurazione dei consumi universale.
" Incoraggiare un uso più razionale della risorsa.
Oggi le problematiche attuali del sistema verso una sua evoluzione in termini smart sono
da ricercare in vari ambiti; i principali sono:
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" Assenza di standard a livello nazionale.
" Investimenti sulla rete che al momento non permette un’efficiente gestione della
stessa.
" Limitati investimenti in ricerca e sviluppo a livello pubblico ed impossibilità di
sostenere certi costi per aziende medio-piccole.
" Scarsità di finanziamenti o accesso al credito.
A differenza di quello dell’energia, in questo settore il governo risulta meno direttamente
coinvolto; il finanziamento di progetti annessi, perlopiù senza un carattere pratico, è
solitamente erogato da enti di ricerca o università, con un coinvolgimento minimo delle
aziende interessate.
Gestione traffico
Quello della gestione del traffico è forse l’ambito che può fornire risultati a più breve
termine per quanto riguarda l’applicazione delle nuove tecnologie alla vita cittadina.
L’urbanizzazione crescente, soprattutto per quanto riguarda le città maggiori, una su tutte
Londra, costringe a ripensare, più di quanto non sia stato fatto fino ad ora, la gestione del
trasporto cittadino e la sua integrazione. L’obiettivo, oltre alla riduzione delle emissioni
di agenti inquinanti nell’aria, dovuti a combustibili fossili, è di migliorare la qualità di
vita dei cittadini, facilitando gli spostamenti e riducendo la congestione del traffico. A
fronte di un costo, in termini di mancata produttività, di qualche miliardo annuo
nell’intero Regno Unito, si stima che l’intercettazione della domanda di nuove e più
efficienti soluzioni di trasporto può portare ad un valore complessivo di oltre 100 miliardi
di dollari entro il 2018.
Londra, per la sua cultura innovativa ed internazionale, la crescita demografica e la
disponibilità finanziaria, è sicuramente uno degli scenari di prova più significativi. Di
fatto già oggi sono presenti in loco, più che in ogni altra città, un elevato numero di
soluzioni smart indirizzate a migliorare il sistema di trasporto cittadino. Oltre al trasporto
pubblico, molte altre soluzioni alternative sono già in opera, quali ad esempio il car
sharing e il bike sharing. La sfida più grande non è comunque data dalla ricerca di
particolari strumenti di trasporto, ma dal valore aggiunto che deriva dalla loro
integrazione. La Oyster Card, introdotta nei primi anni 2000 era già una visione
innovativa in questo senso, soprattutto per quanto riguarda lo smart ticketing.
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Rispetto ai settori precedentemente illustrati quello del trasporto è anche quello più aperto
a nuove idee e startup.
In dettaglio i principali settori su cui si vuole agire sono:
" Costo dovuto alla congestione del traffico.
" Qualità della vita.
" Emissione nell’aria di sostanze inquinanti.
" Uso dell’auto privata.
" Ottimizzazione dei trasporti.
" Aumento della sicurezza.
" Trasporto sostenibile.
" Urbanizzazione della popolazione.
La gestione del trasporto richiede soluzioni estremamente personalizzate rispetto al
territorio. Di fatto, non vi è una ricetta unica esportabile identicamente da città a città e
per questo le amministrazioni locali risultano molto più coinvolte che non quelle
nazionali. L’esempio di Londra è notevole in quanto, viste le sue caratteristiche
cosmopolite, si è trovata e si trova ad affrontare sfide anzitempo rispetto agli altri centri
abitati. Ciò ha permesso di sviluppare e sperimentare nel tempo notevoli capacità e
competenze che oggi costituiscono un indubbio know how per l’Inghilterra e le sue
aziende.
Lungi dall’essere una realtà perfetta, permangono ancora problemi che devono essere
affrontati. In particolare, nonostante le tante iniziative intraprese a riguardo, non vi è
ancora una sufficiente standardizzazione dei sistemi di trasporto intelligente. La
frammentazione e l’isolamento di molti progetti fa apparire questo settore ancora
piuttosto acerbo e sperimentale. Come per gli altri settori, la mancanza di forti industrie
di produzione di componenti tecnologici in ambito IT rende più difficile lo sviluppo di
soluzioni realmente innovative. Altre difficoltà sono legate all’elevato numero di
differenti autorità locali che possono prendere decisioni su strade e trasporti. A parte casi
di forti collaborazioni con università e centri di ricerca, tali autorità non hanno
necessariamente forti competenze in merito, con una conseguente carenza di una visione
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di lungo periodo. Questo crea una varietà di soluzioni che corrispondono a differenti
visioni del problema non necessariamente integrate tra loro.
Con l’intento di ovviare a questo ed altri problemi, il governo ha dato il via al progetto
denominato “Transport Systems Catapult” (https://ts.catapult.org.uk/), che sfrutta i fondi
del programma Catapult per scopi specifici relativi alla mobilità intelligente.
Gestione rifiuti
Come per la gestione del traffico, si tratta di un ambito in cui molto è lasciato alle
autonomie locali.
Dal 2000 la produzione di rifiuti nel Regno Unito è diminuita negli anni, nonostante un
aumento dei consumi; questo grazie all'aumento della quota differenziata e dell'attenzione
riposta dai cittadini, ma anche, nei casi più virtuosi, grazie alle aziende produttrici che
hanno sviluppato involucri dal minor impatto ambientale.
Nel Regno Unito, come in tutte le economie più sviluppate, la gestione dei rifiuti è un
problema reale da affrontare quotidianamente, nonostante il sistema economico inglese
sia una tra le più avanzate del mondo. E' un fatto che molte professionalità ed università
siano coinvolte in vari progetti di ricerca internazionali in merito a questo argomento.
Fino ad ora i miglioramenti ottenuti sono, solo in maniera trascurabile, dovuti ad un
approccio veramente innovativo. Al momento c'è un’insufficiente comprensione di come
le nuove tecnologie possano aiutare una gestione ottimizzata dell'intero ciclo dei rifiuti.
In particolare questo è evidente in relazione al fatto che, negli attuali sistemi di gestione
dei rifiuti, sono pochi o assenti i dati misurati e/o condivisi in grado di favorire davvero
una gestione ottimizzata. La conduzione di progetti in questo ambito è ancora molto
frammentata, scoraggiando investimenti di grandi aziende private che sarebbero
determinanti nell’imprimere una direzione decisa al settore. Dunque, sebbene si spenda
molto per la gestione dei rifiuti, ancora limitati sono gli investimenti pubblici diretti alla
ricerca e sviluppo di soluzioni all'avanguardia. Molte città non conoscono bene il
problema, altre hanno difficoltà a realizzare il potenziale di tali iniziative e dunque a
sviluppare soluzioni adeguate.
Una limitazione ulteriore è data dal fatto che le città hanno già contratti in corso con
società per la gestione dei rifiuti, le quali non hanno interesse nell'immediato a fornire
servizi a valore aggiunto diminuendo i propri ricavi.
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Healthcare
All'aumento di popolazione corrisponde anche un innalzamento dell'età media. La cura
delle persone e l'assistenza sociale risultano essere un ulteriore domanda in forte crescita
negli ultimi anni. Le moderne tecnologie possono fare la differenza, anche in tempi più
brevi, rispetto ad altri settori analizzati. L'opportunità è quella di un mercato stimato a
livello europeo di centinaia di milioni di euro.
Al programma ”3MillionLives” è seguito più di recente il “Technology Enabled Care
Services” (TECS) col più chiaro obiettivo di favorire l'impiego di specifici strumenti di
teleassistenza e telemedicina, in grado di trasformare il modo in cui le persone
controllano e gestiscono la propria salute. L'obiettivo è molteplice in quanto, oltre ad
avere una minore saturazione dei centri di cura primari, potendo gestire alcuni pazienti a
distanza, crea uno stress minore anche per quanto riguarda il trasporto di tali pazienti da
e verso le strutture. Al momento l'impiego di tali tecnologie è valutato dal dipartimento di
sanità nazionale come avente potenzialità di risparmio dell'ordine del miliardo di sterline.
La motivazione principale di tutto ciò è connessa con i fattori demografici. Agli attuali
tassi di crescita, nel 2030 sono quantificati in 15 milioni i cittadini britannici che avranno
più di 65 anni, mentre 3 milioni saranno sopra gli 85. Si tratta di percentuali elevate,
considerando che si parla di fasce di popolazione che, oltre ad essere non più produttive
per l'economia, rappresentano un costo in termini di cure.
Dal punto di vista tecnologico, le motivazioni principali sono da ricercare nella diffusione
della banda larga e nella diminuzione dei costi prevista nell'ambito delle
telecomunicazioni. Certamente anche le nuove tecnologie, in campo diagnostico prima e
di cura poi, permetteranno di aumentare sempre di più il numero di pazienti serviti e
servibili dalla telemedicina. Punto di partenza è dato dalla digitalizzazione delle cartelle
cliniche dell'intera popolazione, dalla possibilità di avere accesso ovunque a tali dati e
con elevati standard di sicurezza.
Gli investimenti intrapresi oramai da diversi anni hanno portato il Regno Unito ad essere
oggi una delle nazioni più sviluppate anche grazie ad importanti industrie tecnologiche e
centri di ricerca medica.
Ad oggi i problemi maggiori riguardano principalmente la frammentazione e l'assenza di
maggiore collaborazione tra le varie cliniche ed ospedali.
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A livello di standard è necessaria maggior chiarezza ed univocità anche per fare in modo
che piattaforme, sviluppate in contesti differenti, possano dialogare tra loro. Questo
insieme di piccoli ostacoli, riguardanti non tanto la qualità, quanto i metodi di
applicazione, impedisce l'applicazione di economie di scala che determinerebbero una
maggior espansione e contenimento dei costi. TECS non è l'unico programma portato
avanti dal NHS England (di fatto un organo esecutivo del dipartimento della salute), ma
altri minori progetti sono attualmente supportati dal governo. Rispetto ai settori
precedentemente analizzati quello della salute pubblica è un settore che prevede molte
più collaborazioni con organismi di ricerca ed università e dunque molti finanziamenti
sono diretti proprio a queste entità sotto forma di specifici progetti.
3.2 - Analisi delle principali città Come già anticipato, le città risultano gli attori che investono maggiormente nel crescente
settore dell'Internet of Things. Lasciando da parte l’attuazione di linee guida governative,
esse godono di una certa autonomia; non tutte risultano allo stesso livello di avanzamento
e contribuiscono a creare una stimolante competizione riguardo all'adozione di soluzioni
innovative. In termini assoluti, gli investimenti effettuati da ciascuna città, oltre che dalla
visione dei propri amministratori, dipendono fortemente dalla dimensione urbana. Di
seguito sono presentate alcune realtà inglesi che risultano più attive in ambito IoT e
Smart City (Cartina 1).
La trattazione è di alto livello tecnico, dal momento che l'intento è quello di evidenziare
le principali linee guida e le motivazioni che stanno dietro a determinate scelte. Lo
specifico dei progetti, già conclusi o in itinere, verrà puntualmente descritto nel capitolo
successivo insieme a tutti gli altri progetti analizzati in ottica smart city e IoT.
Le informazioni raccolte in questo paragrafo provengono da documenti di pubblico
dominio, fornitici dalle stesse amministrazioni o reperibili nei siti web ufficiali delle
amministrazioni.
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Cartina 1- Distribuzione gegrafica delle principali città analizzate
Birmingham
Come molte città post-industriali, Birmingham sta affrontando numerose trasformazioni.
La direzione è quella di una città in grado di adattarsi al cambiamento climatico e ad una
economia sempre meno basata sulla produzione industriale e sullo sfruttamento di
combustibili fossili.
La situazione finanziaria globale, unita ai programmi di austerità nazionale, ha
comportato la nascita di molte ineguaglianze che la città intende risolvere o quantomeno
alleviare. Le ineguaglianze sociali si propagano internamente alla città con il passaggio
da aree più sviluppate ad aree caratterizzate da un degrado maggiore.
Alcune delle sfide prioritarie che l’amministrazione pubblica ha identificato riguardano:
" La sfida economica, che consiste nell’aumentare il livello di occupazione fin
dall'aiuto a ripartire offerto alle attività principali di business
" L’inclusione digitale, per fare in modo che il 20% circa della popolazione, che
ancora non beneficia delle opportunità offerte dalla rete, possa invece
beneficiarne.
" L’accesso ai dati, al fine di migliorare i servizi offerti ai propri cittadini.
" La maggiore attenzione alla tutela ambientale.
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Al fine di raggiungere questi ed altri obiettivi, nel 2012 è stata istituita una commissione
ad hoc avente lo scopo di guidare la città nei processi di trasformazione che una visione
futura richiede. I campi di interesse sono quelli di maggior rilevanza in ambito smart city
ovvero trasporti, sanità, educazione e supporto al business. Il tutto secondo schemi di
crescita economicamente e socialmente sostenibili nel lungo periodo. Certamente la
tecnologia gioca un ruolo di primo piano in questa trasformazione.
L’amministrazione di Birmingham ha isolato sette punti chiave prioritari:
" Educazione dei cittadini
La visione di smart city viene sì espressa ad alto livello, ma le persone devono
essere motivate e spinte a farla loro, recependone quegli aspetti che possano
migliorare la propria vita ed offrire opportunità di crescita ed affermazione
personale.
" Sfruttamento tecnologico
La città si impegna a fornire ai propri cittadini quelle infrastrutture di connettività
più moderne e renderle ubique.
" Trasformazione dei servizi
Parallelamente alle infrastrutture, la città si impegna ad offrire ai cittadini anche
servizi intelligenti di sempre maggior impatto.
" Supporto all’innovazione
L’intento è quello di stimolare e favorire nuove idee che possano poi trasformarsi
in solidi business.
" Nuovi mercati dell’informazione
Creazione di servizi a valore aggiunto a partire dai dati resi disponibili in forma
aperta dalla amministrazione cittadina stessa.
" Eliminazione del digital divide
Al fine di garantire l’accesso alla rete e stimolare la popolazione ad avere un ruolo
attivo in essa.
" Influenza e collaborazione
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" Piano di cooperazione condiviso tra università, operatori del terzo settore,
pubblico e privato, al fine di collaborare, condividere e apprendere nuove
conoscenze.
A testimonianza dell’interesse pubblico volto ad una città più innovativa è stato creato un
sito web pubblico (digitalbirmingham.co.uk) con lo scopo di informare la collettività in
merito alle azioni intraprese, allo stato attuale ed alla visione futura che dovrà essere
supportata in base alle nuove idee.
Milton Keynes
Milton Keynes è una cittadina di poco più di 200.000 abitanti situata a nord di Londra.
Nonostante non sia una delle primissime città in termini di popolazione, presenta una
amministrazione fortemente attenta allo sviluppo delle nuove tecnologie ed in particolare
quelle legate all’Internet of Things.
Nel 2014 Milton Keynes ha siglato un accord con BT (British Telecommunications) con
l’obiettivo di installare una rete IoT di tipo open. L’accordo prevede principalmente
l’installazione di stazioni base per la comunicazione, da impiantare diffusamente nella
città. Le caratteristiche di questi ricevitori forniranno copertura per le trasmissioni a bassa
potenza (LPWAN). Oltre BT il progetto vede partecipe anche una startup, Neul, con base
a Cambridge e specializzata in questa tipologia di comunicazioni.
Tale proposta è una tecnologia diretta al mondo M2M (Machine to Machine) che, almeno
nelle intenzioni iniziali, promette di trasformare il modo in cui l’amministrazione
pubblica potrà in futuro innovare i propri classici servizi. Alcuni esempi delle
applicazioni possibili sono:
" Sensori ad ultrasuoni nei cassonetti dell’immondizia che siano capaci di inviare
un messaggio nel momento in cui raggiungono una certa capacità di soglia e
vengano così svuotati “a richiesta” solo quando necessario.
" Segnalazione dei parcheggi liberi distribuiti nella città. In particolare un sensore
per ogni spazio di parcheggio viene impiegato per rilevarne lo stato di libero o
occupato. Il dato viene quindi inviato ad un centro di raccolta cittadino e
integrabile da comuni.
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" Domotica. Tali tecnologie di comunicazione possono essere usate anche da
singoli cittadini per avere informazioni e regolare a distanza i propri servizi
domestici quali riscaldamento, climatizzazione, allarmi etc.
Oltreché a livello innovativo la sfida è testare questa nuova rete di comunicazione rispetto
alle capacità di scalare al crescere del numero di oggetti posti in un contesto reale. Questa
sperimentazione, che comunque richiede un certo sforzo a livello di amministrazione
locale, rappresenta allo stesso tempo un catalizzatore e una forma di pubblicità. La
creazione di infrastrutture adeguate è vista come condizione necessaria al fine di attirare
investimenti nel settore. Allo stato attuale il progetto, della durata stimata di 18 mesi, è
ancora a livello pilota e finanziato tramite le iniziative di Digital e Future Cities
Catapult.
Leeds
L’abilità di scambiare e condividere informazioni diffusamente in tutta l’area urbana
viene identificato dall’amministrazione pubblica della città di Leeds come il contributo
maggiore che possa essere dato per migliorare la qualità della vita e le aspettative dei
propri cittadini. Leeds è una delle primissime città che si è mossa in ottica smart city nel
Regno Unito. Dato che, negli ultimi anni, l'economia ha accusato rallentamenti con la
scomparsa e la netta trasformazione di molti business tradizionali, l’unica via percorribile
per il futuro è quella di guardare al settore ICT ed alle potenzialità offerte dalle nuove
tecnologie. L’idea di smart city viene ad essere interpretata come una occasione per far sì
che la città possa massimizzare il potenziale di tutti i suoi asset, sia come capitale umano
che a livello infrastrutturale. Persone, informazione e business, messi nelle condizioni di
dialogare opportunamente, possono dar vita ad un valore aggiunto per tutta la comunità.
Il processo di urbanizzazione crescente sta mettendo e, in previsione, metterà sempre più
sotto stress la città e l’erogazione dei suoi servizi essenziali. La necessità di mantenere e,
per quanto possibile, migliorare la qualità della vita per i propri abitanti richiede notevoli
investimenti che devono essere affrontati quanto prima possibile.
L’amministrazione di Leeds già da qualche anno si è dotata di una squadra interna di
persone per lo studio e la messa in opera di progetti in ambito smart city. L’aver puntato
sulla gestione dei dati ha portato nel 2014 al lancio della piattaforma Leeds Data Mill
(http://www.leedsdatamill.org). Si tratta di una piattaforma per gli Open Data che ha
ottenuto diversi riconoscimenti internazionali. Tramite questa, possono essere gestiti i
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dati (open) raccolti su tutto il territorio urbano in particolare per quanto riguarda la
raccolta, la memorizzazione e l’accesso agli stessi.
L’approccio innovativo seguito dalla città di Leeds opera sulla base di un modello teorico
articolato su tre livelli:
1. Il foundation layer fornisce le fondamenta operative di tutto il sistema. Si tratta di
tutti gli asset che favoriscono lo scambio e l’integrazione delle informazioni
rispetto a tutta l’area urbana. Queste informazioni sono la base per creare, a livello
più alto, servizi a maggior valore aggiunto.
2. Il differentiation layer si occupa invece di definire i punti di forza già in essere e
le priorità su cui puntare, facendo leva anche sulle competenze e conoscenze delle
persone coinvolte. La città di Leeds identifica principalmente le aree della salute,
del benessere della persona, e della produzione ed analisi dei dati come quelle più
promettenti al momento.
3. L’innovation layer responsabile dello sviluppo di nuovi progetti innovativi, che
possano differenziare e rendere unici i servizi offerti dalla città e puntare a
costruire degli scenari che possano poi essere esportati ed applicati ad altre città.
Lo scopo non è dunque solo quello di migliorare la situazione interna, ma anche
quello di generare business dall’esportazione delle competenze che verranno
acquisite nel tempo.
Negli ultimi anni, altre applicazioni prototipali sono state sviluppate, quali per esempio
“Leeds Art Crawl” (http://leeds.artcrawl.club/) per la catalogazione e la scoperta dei
capolavori artistici cittadini e
“CityDashboard”(http://www.leedsdatamill.org/project/city-dashboard/), che, collegata al
Leeds data Mill fornisce un framework per la visualizzazione pubblica degli open data.
Dal 2013 la città partecipa attivamente all’Open Data Institute
(https://theodi.org/nodes/leeds), una organizzazione fondata tra gli altri da Tim Berners-
Lee e dedita alla diffusione della conoscenza e catalizzazione di progetti in merito agli
open data.
Nel settore della sanità la città di Leeds vanta una forte concentrazione di esperti nella
health informatics che la pone tra le realtà con maggiori potenzialità di innovazione a
livello nazionale. Come molte altre realtà locali del Regno Unito, la città di Leed è attiva,
questa volta seguendo le linee guida governative, nel settore dell’energia, trasposto,
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housing e comunicazioni a banda larga. La creazione di infrastrutture adeguate è
caldamente riconosciuto come fattore determinante per l’attrazione di investimenti, non
solo locali ma anche su scala internazionale.
Per ammissione delle stesse autorità, l’intento è quello di trasformare la città di Leeds in
“The Data City”, tale da essere riconosciuta come la “migliore città del Regno Unito” in
termini di innovazione e servizi offerti entro i prossimi quindici anni.
Punti che devono essere ancora raggiunti e superati sono una radicata presa di coscienza
delle possibilità offerte da parte della popolazione, una maggior cultura a riguardo che
partendo dai leader e dai manager locali, pubblici e privati, si diffonda a tutta la
popolazione. Molte iniziative di informazione e formazione intraprese sono focalizzate
appunto su questo obiettivo.
Liverpool
Al fine di attenuare le difficoltà dovute ai problemi economici e sociali che si trova ad
affrontare, la città di Liverpool ha identificato alcune aree come potenziali leve per il
proprio sviluppo futuro. Tali ambiti, in accordo con le linee guida nazionali, riguardano
lo sviluppo della economia, della conoscenza, dell’imprenditorialità, del lavoro, del
turismo, delle problematiche legate all’abitazione, dei trasporti e della salute. Lo scopo è
quello di rivitalizzare e bilanciare l’economia attuale, accelerare il tasso di crescita e una
produttività in accordo allo sviluppo di un'area urbana che sia sostenibile a livello
ambientale e migliori la qualità di vita della sua popolazione.
Al fine di attuare tutto ciò, sono state stabilite numerose connessioni con organizzazioni
ed istituzioni quali NHS (National Healt service), università, centri di formazione,
ferrovie, trasporti urbani ed associazioni ambientali. La creazione di connessioni tra
organismi di natura differente dà luogo a sinergie in grado di innovare e creare valore
aggiunto.
In ottica più propriamente smart city, la città dal 2012 sta portando avanti un piano
quinquennale denominato “Connected Liverpool” (http://www.connectedliverpool.co.uk).
Si tratta di una piattaforma fortemente incentrata sull’uso delle moderne tecnologie ICT e
IoT, al fine di creare nuovi servizi e fare in modo che una connessione in tempo reale tra i
cittadini ed i servizi pubblici possa massimizzare ed agevolare le loro possibilità in merito
a educazion, turismo, trasporto e stile di vita.
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Analogamente alla città di Leeds (ed in competizione con essa) vi è la volontà di divenire
la prima città del Regno Unito ad implementare compiutamente la visione di smart city, a
partire dall’installazione di un servizio urbano di raccolta e distribuzione di dati per un
monitoraggio continuo riguardo alle attività cittadine e all’uso delle sue risorse.
Dal punto di vista dei dispositivi mobili, il progetto Connected Liverpool ha avuto come
primo obiettivo quello di fornire una piattaforma accessibile tramite opportuna
applicazione per smartphone, focalizzata sulla distribuzione dei dati della città e
mantenuta costantemente aggiornata. I servizi presenti e quelli che verranno costruiti
sopra tale piattaforma mirano ad aggredire, nelle modalità possibili, le varie aree di
intervento precedentemente esposte.
Con l’obiettivo di ridurre l’inquinamento cittadino, in particolar modo dovuto al traffico
urbano dei veicoli sono stati forniti vari servizi informativi per ottimizzare e/o
scoraggiare l’uso dei veicoli privati, tra cui:
" Informazioni sul traffico in real time. Oltre alla possibilità di pianificare un
viaggio nella città di Liverpool l’applicazione permette di conoscere lo stato
aggiornato del traffico e dunque suggerire le vie con code minori o assenti dovute
a traffico, a lavori stradali o a problemi simili. Sulla base delle informazioni
ottenute costantemente via GPS, l’applicazione è in grado di informare l’utente
con speciali notifiche ad hoc, anche se l’utente non sta utilizzando direttamente
tale applicazione.
" Parcheggio “smart”. La condivisione delle informazioni in tempo reale in merito
al tasso di occupazione dei singoli parcheggi all’interno della città permette agli
utenti di risparmiare tempo alla guida evitando inutili tragitti.
" Car sharing/pooling. L’applicazione permette la ricerca e fornisce i contatti con
persone che devono compiere tragitti affini in modo da massimizzare l’efficienza
nell’uso dei singoli mezzi e, allo stesso tempo, comportare un risparmio in termini
economici per gli utenti.
" Supporto ai ciclisti. Oltre a fornire dati in merito alla localizzazione delle piste
ciclabili, viene segnalata la presenza di punti di noleggio di biciclette.
" Supporto ai pedoni. Mappa delle aree pedonali della città unite ad applicazioni di
stimolo che favoriscano lo spostamento a piedi, quali misurazione dell’attività
57
fisica e suggerimento dei percorsi. Si può notare come tale funzionalità ha pure
implicazioni legate al benessere ed alla salute della persona.
" Trasporto pubblico. Con l’integrazione di tutti i mezzi pubblici della città, come
ferrovia, autobus e trasporto aereo, ai cittadini viene fornito un hub di accesso alle
informazioni di trasporto migliori per le proprie esigenze e, limitatamente a certe
compagnie, anche un metodo di pagamento unico ed automatizzato.
Unitamente a ciò altre applicazioni fanno parte dell’ecosistema già sviluppato, andando a
toccare altri settori cruciali per le smart cities, quali la gestione dei rifiuti, il riciclo, la
sanità, il turismo, e un database per la mappatura delle opportunità di lavoro cittadino.
Connected Liverpool è uno dei maggiori progetti intrapresi tra le città del Regno Unito
per divenire a tutti gli effetti una smart city, estremamente focalizzato sulla gestione delle
informazioni e della conoscenza. A fianco di ciò, la città è impegnata anche nella
creazione di una infrastruttura di rete e tecnologie sensoristiche tipiche dell’IoT in modo
da fornire le basi tecnologiche su cui innovare ed espandere tutti questi servizi.
Londra
Il sito ufficiale della Greater London Authority
(http://www.london.gov.uk/priorities/business-economy/vision-and-strategy/smart-
london) prevede che al 2021 la popolazione di Londra sarà cresciuta di un milione di
persone rispetto a dieci anni prima. Si tratta del tasso di incremento maggiore della storia
della città, concausa il fenomeno di urbanizzazione crescente a livello mondiale e la
migrazione che una città internazionale come Londra attrae. Stando a questi dati, nel
2031, ci sarà bisogno di ulteriori 640.000 nuovi posti di lavoro e centinaia di migliaia di
nuove abitazioni conseguenti.
Parallelamente ciò comporta la sfida di affrontare l'aumento dei rifiuti ed il continuo
incremento dei trasporti, e delle necessità sanitarie ed energetiche. La volontà è quella di
gestire questa trasformazione nel modo più sostenibile possibile, mantenendo alta e
migliorando quanto possibile la qualità della vita degli abitanti. Per realizzare questa
visione la città è già impegnata da anni, complice anche la preparazione dei giochi
olimpici del 2012, sfruttando le sinergie tra il mondo della ricerca e quello legato agli
investimenti ed alla imprenditorialità. Vi è una domanda pressante di creare nuovi posti
di lavoro e strutture informatiche che permettano ai londinesi di accedere alle nuove
opportunità che i progressi tecnologici, soprattutto in ambito Internet of Things, stanno
58
determinando. La popolazione di quasi dieci milioni entro il 2030 aumenterà lo stress
delle infrastrutture esistenti e, stando alle previsioni, è necessario intervenire fin da ora.
In ogni caso, per quanto riguarda l’ambito Smart City-IoT, Londra ha sempre rivolto uno
sguardo attento al futuro ed all’innovazione. Storicamente il London Datastore
(http://data.london.gov.uk), lanciato nel 2010 dall’attuale sindaco della città e ri-lanciato
in versione 2.0 nel 2014 dallo stesso sindaco, fu una delle prime piattaforme a rendere
aperti e accessibili dati pubblici, stimolando e coinvolgendo i cittadini nell'innovazione e
nello sviluppo di nuove applicazioni a partire da questo. Dal suo primo lancio, il
Datastore ha portato alla creazione di più di 200 applicazioni e permesso la condivisione
di centinaia di basi di dati provenienti da molte aree urbane. Molte applicazioni sono
rivolte all’ambito di nuove soluzioni per il trasporto urbano, ma ve ne sono anche in
merito alla semplificazione burocratica. Il database si rivolge principalmente alle imprese
del settore privato, ai professionistie agli accademici ed è progettato per agire come un
mercato, non solo di dati ma anche di idee e collaborazioni. L’obiettivo è quello di
arrivare al mantenimento ed alla visualizzazione dei dati inerenti qualsiasi settore, dai
ritardi della metropolitana, ai prezzi delle case, ai tassi di criminalità. Per questo a Londra
sono già presenti un elevato numero di sensori, dislocati in varie aree della città che
vanno ad alimentare il suo attuale datastore.
Passate innovazioni della città di Londra hanno incluso il “Congestion Charging”, una
tassa per accedere a determinate aree della città al fine di ridurre la congestione veicolare
che avviene tramite riconoscimento della targa. Unitamente sono stati sviluppati sistemi
di gestione intelligente della rete stradale durante le Olimpiadi del 2012 nonchè il wifi in
metropolitana, in modo da rendere l’accesso alla rete davvero ubiquo.
Nel settore dei trasporti un’altra innovazione del comune di Londra, iniziata già nei primi
anni 2000, è quella verso il denaro digitale, in particolare nel settore dei trasporti, tramite
l’introduzione della Oyster card.
A fronte di tutta questa innovazione e flessibilità, molte aziende tecnologiche hanno
identificato in Londra una vetrina globale, e stanno collaborando con molti istituti di
ricerca londinesi. Gli esempi includono aziende del calibro di Siemens ed Intel ed
importanti università. Nel 2015 anche Google ha compiuto un investimento per creare
una nuova sede proprio a Londra, che presenta un sofisticato ecosistema dell'innovazione,
a causa della sua portata, del numero e del diverso tipo di organizzazioni coinvolte.
59
Londra prende parte attivamente al Future Cities Catapult e al Digital Catapult
(https://www.catapult.org.uk) per riunire esperti locali e mondiali che lavorino allo scopo
di adottare approcci e soluzioni più efficaci, anche per le altre città . Inoltre, sul piano
della gestione energetica più efficiente, dal 2011 prende parte attivamente alle attività
europee del progetto CELSIUS, finanziato attraverso il Programma Quadro della
Commissione Europea.
60
Capitolo 4 - Dati, analisi e discussione Tutte le informazioni raccolte sono state sintetizzate in un database creato ad hoc su
ispirazione di quello impiegato dall’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di
Milano. Alla fine della ricerca i casi selezionati e mappati sono stati in totale 50. Le voci
che compaiono nel database sono state mantenute, per quanto possibile, affini a quelle
impiegate dall’Osservatorio IoT.
La prima parte di questo capitolo riporta la descrizione del database che è stato impiegato
per la mappatura dei casi, con la puntuale esegesi del significato delle voci che lo
compongono.
La seconda parte del capitolo è dedicata ad una approfondita analisi quantitativa dei dati
ottenuti. Sono state prese in considerazione le voci più interessanti, sia singolarmente che,
soprattutto, in forma incrociata al fine di evidenziare i fenomeni e i comportamenti più
nascosti.
Infine, l’ultima parte è dedicata alla trattazione, a carattere globale, dei risultati ottenuti.
Qui vengono discussi, con tono maggiormente qualitativo, quei fenomeni e
comportamenti desumibili dall’analisi, cercandone le spiegazioni ed avanzando
conclusioni di natura prettamente causale.
4.1 - Base empirica In totale sono 21 le voci che compongono il database di mappatura casi che è stato
impiegato in questo lavoro. Di seguito, viene fornita una breve descrizione per ciascuna
voce che lo compone e definito l’insieme dei valori assunti.
ID. Identificatore numerico/contatore dei singoli casi.
Nome Caso. Si tratta del nome con cui viene riferito ciascun caso analizzato. Non
necessariamente coincide col nome del progetto.
Nome Progetto. Rappresenta il nome del progetto. Tale identificatore può coincidere o
meno con il campo Nome Caso. Se vi è coincidenza, significa che il caso in questione si
configura come un progetto con una identità a sé stante, altrimenti significa che il caso in
questione è parte di un progetto complessivo più grande, che racchiude in sé vari sotto-
progetti.
61
Luogo. Rappresenta l’estensione territoriale del caso. Per progetti Smart City questo
campo indica la principale città di riferimento.
Nazione. Rappresenta la nazionalità del progetto. I casi riportati in questa ricerca hanno
tutti come origine e locazione il Regno Unito.
Driver (1). Rappresenta la motivazione principale del progetto, ovvero l’idea che ha
portato alla definizione ed alla realizzazione dello stesso. A fronte delle innumerevoli, e
talvolta anche molteplici, ragioni che possono stare dietro ad un progetto, si è qui cercato
di sintetizzarle in un numero ristretto di possibilità. Ulteriore obiettivo è stato quello di
rimanere fedeli alle linee guida dello studio compiuto dall’Osservatorio del Politecnico di
Milano.I valori selezionati per questo campo sono:
" Adempimenti normativi: il progetto è realizzato allo scopo di implementare, sia in
maniera diretta che indiretta, determinate linee guida o normative provenienti da
strutture governative nazionali o sovranazionali.
" Benefici di efficacia: il progetto ha come obiettivo principale l’introduzione di un
nuovo servizio o l’aumento del livello dello stesso rispetto ad uno esistente.
" Benefici di efficienza operativa: il progetto mira a migliorare o integrare servizi
esistenti in ottica di maggiore efficienza. Tali migliorie hanno un impatto
marginale e non diretto rispetto all’utente finale.
" Innovazione: il progetto presenta una forte componente innovativa rispetto allo
stato ed alle conoscenze attuali. Non necessariamente presenta obiettivi di
efficacia e/o efficienza che siano ben definiti a priori. Si tratta in molti casi di
cosiddetti “progetti pilota”.
" Sostenibilità ambientale: il progetto ha come obiettivo principale la difesa e/o la
salvaguardia dell’ambiente, migliorandone le condizioni attuali e favorendo
soluzioni sostenibili per il medio e lungo periodo.
Driver (2). Permette di aggiungere un secondo driver di utilizzo, qualora il principale non
sia in grado di caratterizzare appieno il progetto. Le voci sono le stesse dell’insieme dei
driver (1).
Ambito(1). Esprime l’ambito di applicazione a cui può essere ricondotto il progetto.
Rispetto al campo driver del database, questo elemento rende più agevole, nella lettura
62
del database, identificare il settore a cui il progetto è riconducibile. Le voci possibili sono
limitate ad un insieme ristretto di aree, socialmente ed economicamente rilevanti, quali:
" Educazione: soluzioni volte alla formazione o al supporto educativo a distanza,
sia in forma alternativa che come compendio alle metodologie attuali. Possibilità
di verifiche o attività integrative a distanza.
" eHealth: riduzione degli spostamenti da e verso le strutture sanitarie. Soluzioni
che permettano, con comprovata sicurezza, di fornire diagnosi o cure a distanza.
" Entertainment & Servizi turistici: soluzioni per agevolare e migliorare i servizi ai
turisti sia dal punto di vista dell’accoglienza che dell’intrattenimento.
" Gestione dei parcheggi: soluzioni per il monitoraggio ed il suggerimento
personalizzato agli automobilisti in modo da agevolarli nella ricerca, ridurre il
traffico, controllare tempi di sosta ed offrire eventualmente una ulteriore
possibilità di pagamento del corrispettivo.
" Gestione del traffico: soluzioni volte alla misurazione in tempo reale del traffico
stradale e alla attuazione di azioni volte ad una sua gestione ottimizzata, sia in
fase di prevenzione che di riduzione di eventuali situazioni di congestione.
" Monitoraggio ambientale: sistemi distribuiti di sensori volti alla rilevazione
continuativa di determinati parametri ambientali, dal livello di inquinamento alle
temperature.
" Sicurezza e Controllo del territorio: soluzioni di videosorveglianza urbana in
grado di rilevare automaticamente determinate situazioni di criticità.
" Monitoraggio del territorio: sistemi per il monitoraggio di aree critiche rispetto a
determinati rischi naturali.
" Smart building: soluzioni per la gestione automatica di determinati impianti, posti
all’interno di edifici, volti principalmente ad una ottimizzazione del loro impiego.
" Smart metering & Smart Grid: soluzioni che favoriscano efficienza nel consumo
energetico e nella distribuzione delle risorse stesse.
" Trasporto pubblico: soluzioni per la gestione in tempo reale del servizio di
trasporto pubblico, la determinazione dello stato e la fornitura di informazioni
aggiornate ai fruitori del servizio.
63
Finanziamento Tipo. Campo che distingue la tipologia del finanziamento che può essere:
" Pubblico, se ad erogarlo sono esclusivamente istituzioni o enti pubblici.
" Privato, se il caso è totalmente finanziato da investitori privati.
" Misto, la versione ibrida dei due precedenti, descrive quelle situazioni in cui le
forme di finanziamento vedono coinvolti soggetti sia pubblici che privati.
Finanziatori Pubblici/Istituzionali. Campo che riporta l’elenco dei principali finanziatori
a carattere pubblico o istituzionale.
Finanziatori privati. Campo che riporta l’elenco dei finanziatori privati che hanno
contribuito al progetto.
Dimensione Finanziamento. Campo che rappresenta l’entità del finanziamento
complessivo del caso. Il riferimento riguarda l’investimento iniziale e non tiene conto di
finanziamenti successivi collaterali.
Valuta. Esprime la valuta del finanziamento. Tipicamente GBP (sterlina inglese) o EUR
(Euro).
Modalità Finanziamento. Metodo utilizzato per apportare soldi.
Gestione. Riporta l’ente, l’organizzazione o la società che è responsabile della gestione
del progetto. In taluni casi i soggetti possono essere molteplici.
Progetto/Startup/Collaborazione. Campo che indica se il progetto è portato avanti da una
startup (S) creata ad hoc oppure si tratta di un progetto portato avanti da un singolo (P) o
da una collaborazione (PC) tra due o più partner, che tipicamente includono università o
centri di ricerca.
Benefici. Campo che riporta il beneficio o i benefici apportati o quantomeno attesi.
Stato. Campo che indica se il progetto è ancora in corso di svolgimento e se può essere
annoverato come un progetto pilota.
Tecnologie. Campo che riporta alcuni dei principali strumenti o tecnologie impiegate nel
progetto e che sono direttamente funzionali e determinanti per lo stesso. Tra i più
frequenti si ha:
64
" ICT, sigla che sta ad intendere lo sfruttamento nel suo complesso delle
piattaforme di telecomunicazione e della rete Internet.
" Smartphone
" GPS
" Rete Cellulare/Wi-fi, che definisce nello specifico la modalità di connessione
" Sensori, che sono parte integrante di quasi tutti i sistemi IoT. L’elenco completo
sarebbe lungo in quanto possono essere di vario tipo a seconda della misurazione
che devono operare.
" RFID, acronimo di Radio Frequency Identification.
" NFC, acronimo di Near Field Communication, una tecnologia molto diffusa sugli
smartphones per la connessione in radio frequenza.
Descrizione ed Obiettivi. Campo che fornisce una descrizione sintetica del caso o del
progetto.
Riferimenti. Campo che riporta i link di maggior interesse per il progetto.
4.2 - Analisi e discussione In questo paragrafo si pone l'accento sulle informazioni ricavabili dal database creato e
descritto in precedenza. Per ogni gruppo o voce maggiormente rilevante ne viene fornita
la distribuzione rispetto ai dati del database. Lo scopo è di fornire una lettura sintetica dei
dati, analizzando singolarmente le voci che in esso compaiono. Grazie a quest’analisi
vengono identificati eventuali trend nei dati a disposizione e fornita una discussione
mirata ad individuarne le possibili cause. Alcuni casi di maggior interesse presenti nel
database verranno approfonditi nella seguente trattazione.
Distribuzione del numero dei casi rispetto alle città
Il Grafico 6 esprime il numero dei casi presenti nel database rispetto alla città a cui si
riferiscono.
65
Grafico 6- Casi analizzati per singole città.
Innanzitutto si evince che la città di Londra è quella maggiormente rappresentata poiché
raccoglie poco meno della metà dei casi totali. Il risultato era atteso vista la dimensione,
l’importanza e le caratteristiche che la rendono interessante anche fuori dai confini
nazionali. Su tutti, lo Smart London Plan è un progetto ambizioso, fortemente promosso
dall’amministrazione cittadina, già in preparazione dei giochi olimpici del 2012. Esso
contiene l’aspetto che dovrà avere la futura Londra, almeno nelle intenzioni e a grandi
linee, individuando settori innovativi ed aree di intervento infrastrutturale per il medio e
lungo periodo. Non si tratta di un progetto a sé stante, ma di una visione complessiva,
motivo per il quale nel database non compare una citazione esplicita, sebbene molti casi
analizzati possono essere ricondotti ad esso.
Rispetto al numero di casi londinesi, le altre città si trovano ben più distaccate, ma questo
non significa che vi sia un minore interesse verso le tecnologie IoT/Smart City. A
testimonianza di ciò, si può variare il punto di vista e normalizzare i dati tenendo conto
della popolazione. Incrociando i dati del numero dei progetti con quelli relativi al numero
di abitanti di ciascuna città (Tabella 1) si ottiene la distribuzione riportata Grafico 7 e che
sostanzialmente cambia i rapporti di forza.
0 5 10 15 20 25 30
Birmingham
Bristol
Cambridge
Coventry
Glasgow
Guilford
Liverpool
London
Manchester
Milton Keynes
Nazionali
Casi analizzaD per ciEà
66
Tabella 1- Numero abitanti per città. (fonte:Office for National Statistics, UK)
Grafico 7- Numero casi per città rispetto alla popolazione (espressa in Mln).
Con questa rappresentazione Londra assume una valenza ridimensionata rispetto alle
performance delle altre città. In particolare Milton Keynes e Cambridge (entrambe
peraltro non molto distanti dalla capitale) sono le città che rispettivamente mostrano le
performance migliori. Se nel caso di Cambridge ciò è spiegabile dalla presenza di una
Città N. abitantiBirmingham 1090000Bristol 432000Cambridge 123000Coventry 317000Glasgow 597000Guilford 96000Liverpool 466000London 8400000Manchester 503000Milton Keynes 230000
0 5 10 15 20 25
Birmingham
Bristol
Cambridge
Coventry
Glasgow
Guilford
Liverpool
London
Manchester
Milton Keynes
Numero casi per ciEà rispeEo alla popolazone (in Mln)
67
prestigiosissima università che funge da catalizzatore e da centro di attrazione di molti
progetti, Milton Keynes risulta la città che spicca su tutte per attenzione ed attività, con
riguardo alle tematiche di Internet of Things e Smart City. MK:Smart è uno dei progetti
più interessanti e completi in ottica Smart City tra tutti quelli analizzati. Parzialmente
finanziato dall’Higher Education Funding Council for England (HEFCE), il progetto
nasce da una collaborazione che racchiude diverse istituzioni sia amministrative che
accademiche al fine di sviluppare soluzioni innovative in grado di supportare fortemente,
nelle intenzioni, la crescita economica dei prossimi decenni.
Analisi degli ambiti principali
Il Grafico 8 riporta la distribuzione dei casi analizzati rispetto ai principali ambiti di
interesse dei progetti analizzati.
Grafico 8- Distribuzione principali ambiti di interesse rispetto numero progetti.
Come si può chiaramente vedere, trasporto e sicurezza del territorio sono i settori
maggiormente rappresentati, in termini di numero di progetti. Se si pensa alla
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Distribuzione ambiD di interesse
68
trasformazione del tessuto urbano che ha e sta tuttora interessando le grandi città, questo
dato non sorprende. Il trasporto pubblico è una delle voci che maggiormente affligge la
vita cittadina ed i bilanci locali.
Il raggiungimento di una migliore efficienza risulta un aspetto estremamente ed
uniformemente affrontato. Le città, comunque, non si muovono solo nella direzione del
risparmio economico, ma anche in quello riguardante il potenziamento dei benefici per
gli utenti finali, disincentivando di conseguenza l’uso dei mezzi di locomozione privati.
Londra è stata una delle capostipiti di tali progetti già nei primi anni 2000, con
l’introduzione di un servizio di bigliettazione integrato (Oyster Card) altamente
innovativo. Basato su tecnologia RFID, non solo ha permesso di agevolare l’acquisto dei
biglietti, ma ha anche contribuito a un notevole risparmio cartaceo con un impatto
positivo per l’ambiente. Qualche anno dopo gli strumenti di comunicazione ubiqui e le
tecnologie di geo-localizzazione hanno migliorato notevolmente il trasporto urbano su
gomma. Molti progetti in differenti città hanno portato già oggi ad avere informazioni in
tempo reale in merito alla posizione e all’effettivo tempo di attesa degli autobus. Ciò ha
permesso di agire positivamente sulla puntualità e sull’efficienza del servizio erogato.
Parallelamente, il trasporto urbano sta subendo cambiamenti anche in modo meno
tradizionale. La forte spinta in senso ecologista, insieme alla tecnologia disponibile, ha
permesso la nascita di nuove forme di trasporto pubblico: questo emerge chiaramente dai
dati che sono stati raccolti. Un chiaro esempio è rappresentato dai servizi di Bike sharing.
Londra ancora una volta è stata la città d’avanguardia attraverso il progetto Santander
Cycles (ex Barklays Cycle Hire). Mediante tali servizi è possibile il noleggio di biciclette
adatte a brevi e veloci spostamenti urbani. Se da un lato la numerosità di progetti di
questo tipo ha portato indubbi vantaggi in termini di varietà e sperimentazione, l’estrema
differenziazione pone il problema di una mancanza di una piattaforma unica che ne possa
agevolare la fruizione rispetto a spostamenti da una città all’altra. Il servizio non è rivolto
solo ai turisti, ma anche alla popolazione residente, per alcune fasce della quale è
divenuto un fenomeno di moda. Servizi analoghi sono attualmente diffusi in quasi tutte le
capitali e le maggiori città europee.
Sebbene non sia totalmente ad impatto zero come la precedente, un’altra forma di
trasporto che si va diffondendo è quella del Car Sharing, con progetti analoghi in diverse
città. Tra i più innovativi spicca quello di Milton Keynes che prevede l’impiego di auto
69
elettriche ed una gestione integrata ed intelligente degli spazi di parcheggio al fine di
ridurre l’inquinamento cittadino.
Fortemente connesso alla vita cittadina di tutti i giorni, l’altro maggiore ambito di
interesse è quello della sicurezza e del controllo del territorio. Unitamente alle tecnologie
di IoT per la misurazione capillare attraverso videocamere ed altri sensori, assumono un
ruolo importante le tecnologie di gestione dei dati così raccolti. Molti progetti inerenti al
controllo del territorio prevedono l’istituzione di database “open” nei quali i dati raccolti
possono essere immagazzinati e consultati. Si tratta di un ambito fortemente trattato, in
special modo negli ultimissimi anni. Ogni città inglese, tra quelle analizzate, ha almeno
un progetto riguardante misurazioni capillari e immagazzinamento dei dati. Raccolta ed
accesso alle informazioni costituiscono oltremodo le fondamenta per la costruzione di
sistemi aperti che possono successivamente catalizzare nuovi servizi e business di natura
privata.
Un altro ambito importante, anche in relazione ai benefici economici che discuteremo più
avanti, è quello dell’energia, qui rappresentato principalmente dalla voce Smart Metering
and Smart Grid. Occorre distinguere tra i progetti a carattere locale, quali quelli di
Londra, Cambridge, Milton Keynes e Birmingham che agiscono sulla riduzione ed
efficienza dei consumi, e i progetti di ampiezza nazionale. Questi ultimi impattano sia sul
piano distributivo, mediante l’impiego di una rete tecnologicamente avanzata e “smart”,
sia sul piano della responsabilizzazione del consumo dei singoli cittadini. I due progetti
più rilevanti in termini di finanziamento, presenti nel database, riguardano appunto il
tema dello smart metering domestico, ovvero l’installazione di un hub connesso in rete
attraverso cui le persone possano agevolmente monitorare i consumi delle proprie
abitazioni.
Quello della salute (eHealth) rappresenta un ulteriore importante ambito. Analogamente
ai trasporti, l’obiettivo primario è di rendere più efficiente un settore dai forti costi sociali
con l’impiego di tecnologie all’avanguardia. Vista la delicatezza della materia, i progetti
in questo ambito sono in una fase decisamente meno avanzata, come testimoniano anche i
principali progetti “SPHERE”, “CROSS” e “MyHealtLondon”, che ad oggi risultano
prevalentemente focalizzati su servizi assistenziali, informativi e di teleassistenza.
Comunque, in questa sede, sono riportati solo i progetti a carattere cittadino, quelli
destinati alle infrastrutture comunicative abilitanti la quasi totalità dei casi
70
precedentemente analizzati. Alcuni di essi, come nel caso di Guilford ed il suo Eye Hub,
guardano ad una rete dedicata ai futuri dispositivi IoT piuttosto che limitarsi ai più
comuni progetti di diffusione della banda larga a livello cittadino tramite WIFi.
In sintesi, per avere più chiaro come le diverse città stiano investendo in relazione ai
singoli ambiti di interesse, si può fare riferimento al Grafico 9.
Grafico 9- Distribuzione ambiti di interesse per singole città.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Educazione Entertainment & Servizi turisDci
Smart Building Trasporto Pubblico
eHealth Sicurezza e Controllo territorio
GesDone Parcheggi Smart Building
Sicurezza e Controllo territorio Sicurezza e Controllo territorio
GesDone Traffico Educazione
eHealth Entertainment & Servizi turisDci
GesDone Parcheggi Monitoraggio Ambientale
Sicurezza e Controllo territorio Smart Building
Smart Metering & Smart Grid Trasporto Pubblico
eHealth Sicurezza e Controllo territorio
GesDone Traffico Monitoraggio Ambientale
Sicurezza e Controllo territorio Trasporto Pubblico
Birm
ingham
Bristol Ca
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Cov
ent
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Lond
on
Manch
ester
Milton
Keyne
s
Distribuzione ambiD di interesse per ciEà
71
Si può osservare che Londra e Milton Keynes appaiono come le realtà più complete
anche nella distribuzione dei progetti secondo diverse aree di azione. Londra, in
particolare, ha uno spiccato interesse verso quelli relativi al trasporto e alla sicurezza del
territorio. Questo dato è compatibile con le dimensioni e le problematiche che affliggono
le più grandi metropoli.
Driver
Il Grafico 10 riporta la distribuzione del numero dei driver principali identificati
(Driver(1) nel database) rispetto ai vari progetti.
Grafico 10- Distribuzione dei principali driver
L’efficienza operativa risulta il driver che più degli altri ha spinto il finanziamento dei
progetti. Le ragioni possono essere riscontrate sia sulla natura infrastrutturale che sulla
maggiore sicurezza economica che questi investimenti offrono. Il perseguimento di
obiettivi di efficienza costituisce spesso un investimento con ritorni futuri più certi (in
senso economico e di benefici). Il secondo driver rappresentato è costituito dai benefici di
efficacia. I progetti che rientrano in questa categoria sono da intendersi volti ad un
0 5 10 15 20 25
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Sostenibilità ambientale
Distribuzione dei principali driver
72
aumento del livello qualitativo di un qualche servizio già esistente. Si tratta di progetti
che sono spinti sia da ragioni economiche, nella parte di finanziamento privata, che da
scelte politiche per quanto riguarda la parte pubblica. Da sole queste prime due voci
assorbono più del sessanta percento dei casi totali.
Premettendo che i progetti riportati in questa ricerca hanno tutti un certo grado di
innovazione, quelli per i quali questa componente rappresenta la voce principale risultano
solo un sottoinsieme contenuto degli stessi, pari a circa il dieci percento del totale.
In coda e contrariamente a quelli che sono i trend mondiali di maggiore attenzione
all’ambiente, la sostenibilità dello stesso si pone come il driver meno rappresentato.
Benché molti progetti pubblicizzino fortemente, o comunque contemplino al loro interno
obiettivi in tal senso, l’investimento in progetti completamente ambientali soffre ancora
di una scarsità di soggetti, pubblici e privati, disposti ad investirci.
Ulteriori informazioni si possono ottenere introducendo nell’analisi anche quelli che sono
i driver secondari, come da Tabella 2, dove le righe costituiscono i driver principali, le
colonne quelli secondari.
Tabella 2- Occorrenze driver principali e secondari.
Il passaggio dai principali ai secondari attenua in parte le considerazioni precedenti
poiché sia la componente innovativa che quella ambientale presentano un notevole
incremento. Premesso che la preponderanza del driver principale su quello secondario
non è in tutti i casi marcata allo stesso modo, ogni singola cella della Tabella 2
rappresenta l’occorrenza di una determinata ed ordinata coppia di driver. Anche espresse
a gruppo, si osserva che le combinazioni di efficienza, efficacia ed innovazione sono
quelle che realizzano le percentuali maggiori rispetto a tutte le altre voci.
Driver(1)/Driver(2)
Adempimenti normativi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operativa
Innovazione Sostenibilità ambientale
Totale
Adempimenti normativi 0.00% 4.08% 0.00% 6.12% 4.08% 14.29%
Benefici di efficacia 2.04% 0.00% 4.08% 18.37% 0.00% 24.49%
Benefici di efficienza operativa 8.16% 16.33% 0.00% 12.24% 6.12% 42.86%
Innovazione 0.00% 8.16% 0.00% 0.00% 4.08% 12.24%
Sostenibilità ambientale 0.00% 2.04% 0.00% 4.08% 0.00% 6.12%
Totale 10.20% 30.61% 4.08% 40.82% 14.29% 100.00%
73
Ambiti di applicazione e driver
Il Grafico 11 riporta la distribuzione dei driver rispetto agli ambiti di applicazione.
Grafico 11- Driver per ambito di interesse.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Benefici di efficacia
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficienza operaDva
Benefici di efficienza operaDva
Sostenibilità ambientale
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficienza operaDva
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Benefici di efficienza operaDva
Benefici di efficienza operaDva
Sostenibilità ambientale
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Sostenibilità ambientale
Educ
azion
e eH
ealth
Entertainm
ent
& Servizi
turisDci
GesDon
e Parche
ggi Ge
sDon
e Traffi
co
Mon
itorag
gio
Ambi
ental
e
Mon
itorag
gio
Territ
orio Si
curezza e Co
ntrollo
territo
rio
Smar t
Buildi
ng
Smart
Metering
& Smart
Grid
Traspo
rto Pu
bblico
Driver per ambito
Total
74
Visto l’elevato numero di classi, tale grafico ha una struttura molto frammentata (i.e. non
tutti i driver compaiono per ogni ambito). La distribuzione osservata è abbastanza
uniforme con dei picchi che mettono in evidenza la ricerca di una miglior efficienza
operativa negli ambiti dell’energia e dei trasporti.
Anno di inizio
Il Grafico 12 riporta la distribuzione degli anni di inizio rispetto ai casi. L’età media dei
progetti raccolti è di 2.6 anni.
Grafico 12- Distribuzione dei progetti rispetto all'anno di inizio.
L’anno 2013 è quello caratterizzato dal valore maggiore di casi avviati.
Complessivamente il periodo 2012-2014 comprende circa il 60% dell’insieme che
complessivamente va dal 2003 ai primi mesi del 2015.
Questa ricerca, ha fin dalle fasi iniziali privilegiato l’approfondimento dei casi che non
fossero già totalmente conclusi, ovvero che avessero ancora una continuazione e/o
un'evoluzione attuale. Sono quindi stati esclusi i progetti conclusisi, senza risultati di
rilievo, prima dell’inizio di questa indagine iniziata nel 2014.
Sviluppi tecnologici importanti in campo Internet of Things, che hanno spinto numerosi
progetti di investimento nelle Smart City, risalgono agli ultimi 5-10 anni. Parallelamente
0
2
4
6
8
10
12
14
16
2003 2006 2007 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Distribuzione dei progeY rispeEo all'anno di inizio
Total
75
è cresciuta anche la sensibilità rispetto a certe tematiche che ne ha favorito un dibattito
pubblico sempre più acceso.
Dettagli che riguardino progetti iniziati di recente (meno di un anno), risultano più
difficili da reperire non sempre sono abbastanza maturi da disporre di dati sufficienti ad
essere inclusi nella ricerca.
Incrociando i dati dell’anno di inizio con gli ambiti principali si ottiene il Grafico 13.
Grafico 13- Distribuzione degli ambiti rispetto all’anno di inizio.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
Trasporto Pubblico Smart Building Smart Building
Trasporto Pubblico eHealth
Monitoraggio Ambientale Sicurezza e Controllo territorio
Trasporto Pubblico eHealth
Sicurezza e Controllo territorio Smart Metering & Smart Grid
Trasporto Pubblico eHealth
GesDone Traffico Monitoraggio Ambientale
Sicurezza e Controllo territorio Smart Metering & Smart Grid
Trasporto Pubblico Educazione
eHealth Entertainment & Servizi turisDci
GesDone Parcheggi GesDone Traffico
Sicurezza e Controllo territorio Smart Building
Smart Metering & Smart Grid Trasporto Pubblico
eHealth GesDone Parcheggi
Sicurezza e Controllo territorio Trasporto Pubblico
Entertainment & Servizi turisDci Sicurezza e Controllo territorio
200 3 200 6
2007
2010
2011
2012
2013
2014
2015
Ambito rispeEo anno di inizio
76
Dall’analisi di questa rappresentazione non emergono sostanziali valori che mettano in
evidenza trend particolari. Si può dunque concludere che non ci sono periodi temporali
caratterizzati da una particolare predilezione per un ambito di interesse piuttosto che per
un altro. Di fatto, l’unica eccezione è rappresentata dai progetti che riguardano la
sicurezza e il controllo del territorio; essi mostrano una sostanziale crescita nel periodo
2011-2014. Non possiamo stabilire se questo trend stia continuando o meno anche nel
2015, in quanto questa ricerca è stata conclusa entro la prima metà del suddetto anno.
Natura del finanziamento
Il primo parametro analizzato riguarda la natura del finanziamento, in particolare se sia
pubblico, privato o misto. Il Grafico 14 mostra la ripartizione pubblico/privato rispetto a
tutti i casi del database, mentre in Tabella 3 sono riportati i valori assoluti espressi come
quantità di progetti.
Grafico 14- Natura del finanziamento dei singoli casi. Pubblico vs Privato.
Tabella 3- Numero progetti in relazione alla natura del finanziamento.
5, 10%
22, 44%
23, 46%
NATURA DEL FINANZIAMENTO
Privato
Pubblico
Misto
Finanziamento Numero progettiPrivato 5Pubblico 22Misto 23
77
La percentuale di casi in cui il finanziamento è di natura pubblica o mista è molto alta e si
attesta intorno al 90%. I soggetti coinvolti sono spesso rappresentati in primis da
amministrazioni locali, eccetto quelli a carattere nazionale dove l’amministrazione
governativa centrale è coinvolta direttamente.
I progetti caratterizzati da finanziamento misto hanno in generale il supporto di grandi
società leader del settore, non solo a livello nazionale, ma anche internazionale. Nei
progetti maggiormente innovativi si trovano aziende quali Intel, Microsoft, IBM, NEC e
Toshiba. Nel settore delle telecomunicazioni sono presenti Telefonica UK e Arqiva,
nell’energia British Petroleum ed e-ON, mentre nei trasporti Siemens e Nissan
costituiscono i maggiori partner delle singole amministrazioni. Perlopiù la partecipazione
di questi avviene più tramite la fornitura di strumenti, know-how e tecnologie necessarie
che non mediante finanziamenti diretti.
Nel 10% dei casi in cui il finanziamento è di natura totalmente privata, c’è da osservare
che a monte vi sono perlopiù startup operanti con capitali modesti oppure il livello di
rischio è piuttosto contenuto. Il Grafico 15 mostra la componente di startup e progetti in
collaborazione rispetto all’intero insieme.
Grafico 15- Numero di Progetti(P) Startup(S) o Collaborazioni(PC).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
P P C S
Num. ProgeY(P) Startup(S) o Collaborazioni(PC)
78
Si può osservare che il numero di progetti più cospicuo ha come principale responsabile
una singola entità capofila più che consorzi e/o startup. Per ragioni di trasparenza, è bene
tuttavia ricordare che la partecipazione a questa ricerca è stata volontaria e quindi il basso
numero di iniziative private prese in considerazione può non rappresentare appieno
l’effettiva situazione inglese. La maggior reticenza alla condivisione di informazioni che
non fosse materiale divulgativo/pubblicitario delle realtà private ha impedito a molti
progetti di comparire sul presente database.
Approfondendo l’analisi in merito alla natura dei finanziamenti, ulteriori informazioni
possono essere inferite incrociando la ripartizione con i singoli ambiti principali come
mostrato nel grafico Grafico 16.
Grafico 16- Natura del finanziamento (pubblico/private) rispetto ai singoli ambiti.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
eHealth
Entertainment & Servizi turisDci
Smart Metering & Smart Grid
Trasporto Pubblico
Educazione
eHealth
Entertainment & Servizi turisDci
Monitoraggio Ambientale
Monitoraggio Territorio
Sicurezza e Controllo territorio
Smart Building
Trasporto Pubblico
Educazione
eHealth
Entertainment & Servizi turisDci
GesDone Parcheggi
GesDone Traffico
Sicurezza e Controllo territorio
Smart Building
Smart Metering & Smart Grid
Trasporto Pubblico
Privato
Pubb
lico
Misto
Natura finanziamento rispeEo ai singoli ambiD
79
Vista lo scarso numero di progetti a finanziamento esclusivamente privato, l’attenzione è
rivolta ai casi in cui vi sia anche l’intervento pubblico. Il numero di finanziamenti è un
parametro che, assieme alla loro entità, rispecchia quello che è il progetto futuro o
quantomeno la direzione intrapresa di un paese verso determinati investimenti. La
distribuzione del numero di progetti rispetto agli ambiti è sostanzialmente la stessa sia per
progetti a finanziamento totalmente pubblico che misto. Presumendo che un investitore
privato sia mosso principalmente dal ritorno economico, di lungo o medio periodo, si può
dedurre che determinati progetti Smart City intrapresi siano caratterizzati da una
potenziale profittabilità. L’eccezione è data dai progetti appartenenti all’ambito di
monitoraggio ambientale, per i quali, al momento, gli interi finanziamenti sono
provenienti da istituzioni pubbliche e non vedono direttamente coinvolti attori privati.
Modalità di finanziamento
Sia che si tratti di finanziamento pubblico o privato, diverse sono le modalità con cui esso
si realizza. Il Grafico 17 mostra le modalità di finanziamento che sono state
principalmente riscontrate a riguardo.
Grafico 17- Numero di progetti per modalità di finanziamento.
In confronto a tutte le voci che compongono il database, questa è stata la più difficile da
definire e reperire. I motivi stanno sia nel fatto che questi dati non sono spesso esplicitati
o resi direttamente accessibili, sia nel fatto che per ciascun caso le modalità di attuazione
0 5 10 15 20 25 30 35
Direct
Direct and
Grant
Private finance iniDaDve
Seed funding
Sponsorship
Venture capitalist
Numero di progeY per modalità di finanziamento
80
possono essere molteplici . Per quanto riguarda questa seconda possibilità, si è scelto di
riportare la forma inizialmente dominante.
Come risulta dal grafico, la forma principale di finanziamento è quella pubblica, alla
quale si accompagnano eventualmente sponsorizzazioni private. In questo caso bisogna
ulteriormente osservare che le sponsorizzazioni delle aziende leader di settore si
concretizzano non in contributi economici, ma tramite un sostegno logistico/tecnologico.
Sebbene il Regno Unito abbia una storia economica molto legata agli Stati Uniti, non
sembrano essere altrettanto rilevanti le forme di finanziamento quali seed funding e
sostegni da parte di venture capitalist. Di fatto nella situazione analizzata del Regno unito
il capitale di rischio viene sempre immesso, più o meno direttamente, da operatori
pubblici.
Dimensione finanziamento
Il numero dei progetti rappresentati costituisce un indicatore di interesse rispetto ad
investimenti in determinati ambiti. Un ulteriore parametro (complementare) da tenere
presente è quello della dimensione di questi investimenti. Verranno anche discusse le
cifre, sia singolarmente per ciascun caso, che cumulative per i vari settori. E' doveroso
aggiungere che non è stato possibile stimare questo valore con affidabilità per la totalità
dei casi analizzati.
Qualora espressi in termini monetari, tutti i valori di seguito sono riportati in sterline
britanniche (GBP), applicando un tasso di cambio con l’Euro pari a 0,7 (EUR/GBP), nei
casi in cui si è reso necessario.
La Tabella 4 riporta in dettaglio le cifre; il Grafico 18 ne fornisce una sintesi visiva.
81
Tabella 4- Finanziamento progetti. Valori espressi in GBP.
Nome caso F inanz iamento
UK Smart Metering Implementation Programme 1,500,000,000Arquiva Smart Metering 625,000,000Smart Ci ty Platform for Bris tol 75,000,000Countdown 32,000,000Cycle hi re 25,000,000Future ci ty Glasgow 24,000,000iBus 18,000,000Project Fa lcon 16,900,000SPHERE 15,000,000Future Ticketing Programme 9,700,000Organici ty 5,040,000Living PlanIT Led Consortium 3,000,000CROSS: Manchester Pi lot 1,890,000EECi 2,400,000Hypercat Wireless Project 1,600,000Wireless in Publ ic Bui ldings 1,500,000MK Driveless car 1,500,000HAT (Hub of a l l things ) 1,200,000Eye Hub 1,000,000International a i rport demos 1,000,000IoT Bay 1,000,000The Internet of School Things 1,000,000i-‐Move 1,000,000Stride 1,000,000TaxiCast 680,000MyHealtLondon 120,000IMAGINE MK 2050 90,000Smart Street Project 30,000
82
Grafico 18-Ripartizione dei finanziamenti totali rispetto ai progetti.
Ripar3zione finanziamen3 (complessivo)
UK Smart Metering ImplementaDon Programme Arquiva Smart Metering
Smart City Pla`orm for Bristol
Countdown
Cycle hire
Future city Glasgow
iBus
Project Falcon
SPHERE
Future TickeDng Programme
Organicity
Living PlanIT Led ConsorDum
CROSS: Manchester Pilot
EECi
Hypercat Wireless Project
Wireless in Public Buildings
MK Driveless car
HAT (Hub of all things)
Eye Hub
InternaDonal airport demos
83
Da questi dati si evince che la somma complessiva riscontrata dei finanziamenti risulta
pari a 2.365.650.000 GBP con una media di circa 84 milioni di sterline a progetto.
Tuttavia, (v.Grafico 18) la ripartizione è tutt’altro che uniforme ed è particolarmente
evidente come due soli casi contribuiscano da soli al 90 per cento dell’intera somma. Si
tratta dei due progetti complementari, di caratura nazionale, UK Smart Metering e
Arquiva Smart Metering (entrambi approfonditi in questo lavoro).
Tali progetti fanno parte del programma Smart metering implementation programme e
mirano all’installazione di hub domestici per la misurazione dei consumi in ciascuna
abitazione del Regno Unito.
Nel seguente Grafico 19 riportiamo una nuova ripartizione, escludendo dalla somma
totale i progetti suddetti, aventi un'estensione praticamente nazionale.
Grafico 19- Ripartizione dei finanziamenti escludendo quelli a livello nazionale.
Ripar3zione finanziamen3 (escluso proge= nazionali)
Smart City Pla`orm for Bristol
Countdown
Cycle hire
Future city Glasgow
iBus
Project Falcon
SPHERE
Future TickeDng Programme
Organicity
Living PlanIT Led ConsorDum
CROSS: Manchester Pilot
84
La distribuzione appare ora decisamente più uniforme. La somma totale è di 240.650.000
GBP con una media che si attesta a valori più ragionevoli di 9.2 milioni di sterline per
caso. La deviazione standard è scesa ora a 16 milioni di sterline rispetto a circa i 296
milioni dell’intero insieme dei casi, un valore ancora abbastanza elevato, ma compatibile
con una popolazione di casi che varia da un massimo di 75 milioni a un minimo inferiore
alle 100.000 sterline.
Maggiori informazioni si possono estrapolare eseguendo l’analisi dei finanziamenti non
più per singoli casi, ma in forma cumulativa; rispetto agli ambiti principali si ottiene la
Tabella 5 ed il Grafico 20.
Tabella 5- Finanziamento complessivo progetti rispetto ambito.
Grafico 20- Dimensione finanziamento per ambito (complessivo).
Ambito Finanziamento complessivoEducazione 1000000eHealth 17820000Entertainment & Servizi turistici 3180000Gestione Parcheggi 1000000Gestione Traffico 1000000Monitoraggio Ambientale 90000Sicurezza e Controllo territorio 113000000Smart Building 2400000Smart Metering & Smart Grid 2141900000Trasporto Pubblico 87230000
Totale 2368620000
Dimensione finanziamento per ambito
Educazione
eHealth
Entertainment & Servizi turisDci
GesDone Parcheggi
GesDone Traffico
Monitoraggio Ambientale
Sicurezza e Controllo territorio
85
Anche in questa rappresentazione vi è un forte sbilanciamento a causa dei cospicui
finanziamenti ai due progetti nazionali precedentemente enunciati ed appartenenti al
settore smart metering and smart grid. Rimuovendo quest’ultimo settore dal computo
totale si ottiene la ripartizione mostrata nel Grafico 21 .
Grafico 21- Dimensione finanziamento (escluso smart metering and grid).
In questa rappresentazione la gestione del traffico ed il trasporto pubblico sono quelli che
godono dei maggiori finanziamenti. Trattandosi di dati cumulativi assoluti, questo non
significa tuttavia che i progetti in tali ambiti possano caratterizzati singolarmente da
finanziamenti maggiori.
Per acquisire questo dato, partiamo dall’ultima rappresentazione che esclude l’ambito di
smart metering e smart grid e mediamo i finanziamenti per ciascun ambito di
applicazione, secondo il numero di progetti in esso inclusi; otteniamo così il Grafico 22.
Dimensione finanziamento (escluso smart metering and grid)
Educazione
eHealth
Entertainment & Servizi turisDci
GesDone Parcheggi
GesDone Traffico
Monitoraggio Ambientale
Sicurezza e Controllo territorio
Smart Building
Trasporto Pubblico
86
Grafico 22- Finanziamento espresso in media per ciascun ambito di interesse (escluso
smart metering and smart grid).
Da questa rappresentazione risulta che il trasporto pubblico è quello che ancora
usufruisce dei finanziamenti maggiori, mentre per gli altri il finanziamento medio assume
un valore pressoché uniforme.
Una analisi simile a quella condotta per gli ambiti può essere fatta per i driver principali
caratterizzanti i progetti. Si ottiene così la Tabella 6 e il Grafico 23, dove non sono
riportati i progetti di sostenibilità ambientali a causa della mancata rilevazione dei dati
finanziari.
Tabella 6- Statistiche sulla rispartizione dei finanziamenti rispetto ai driver (escluso
sostenibilità ambientale).
Finanziamento medio rispeEo ad ambito
Educazione eHealth Entertainment & Servizi turisDci
GesDone Parcheggi GesDone Traffico Monitoraggio Ambientale
Sicurezza e Controllo territorio Smart Building
Driver Somma Media Dev. StandardAdempimenti normativi 8890000 2963333.3 3745935.6Benefici di efficacia 58320000 6480000.0 11088512.1Benefici di efficienza operativa 2274230000 174940769.2 432973570.7Innovazione 27180000 9060000.0 13810532.2Totale complessivo 2368620000 84593571.4 301178091.2
87
Grafico 23- Ripartizione dei finanziamenti cumulati rispetto ai driver principali.
Analogamente a quanto successo rispetto alla considerazione degli ambiti di applicazione
si osserva come la quasi totalità dei finanziamenti riguardino un solo driver, nel caso
particolare i benefici di efficienza operativa, nel quale, oltre ad esserci un maggior
numero di progetti, vi è anche la presenza di quelli con i finanziamenti maggiori.
Rimuovendo tali casi, caratterizzati dai maggiori finanziamenti, si ottiene quanto
riportato nella Tabella 7 e nel Grafico 24.
Tabella 7- Statistiche sulla rispartizione dei finanziamenti rispetto ai driver (escluso
sostenibilità ambientale e progetti maggiori con estensione nazionale)
RiparDzione finanziamento per driver
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Sostenibilità ambientale
Driver Somma Media Dev. StandardAdempimenti normativi 8890000 2963333.3 3745935.6Benefici di efficacia 58320000 6480000.0 11088512.1Benefici di efficienza operativa 74230000 7423000.0 8484571.7Innovazione 27180000 9060000.0 13810532.2Grand Total 168620000 6744800.0 9365868.1
88
Grafico 24- Ripartizione dei finanziamenti cumulativi rispetto ai driver (escluso progetti
nazionali).
Escludendo i maggiori progetti in termini di finanziamento, l'efficienza operativa risulta
ancora il driver che manifesta i più importanti investimenti. Seppur la maggioranza dei
finanziamenti in termini assoluti è ancora rivolta ai benefici di efficienza operativa ed a
seguire quelli di efficacia, gli investimenti dalla forte natura innovativa sono quelli che
hanno i finanziamenti in media maggiori, seppur caratterizzati anche da una elevata
varianza.
4.3 - Considerazioni globali Dall’analisi dei dati ottenuti, sottolineando ancora una volta che la raccolta degli stessi è
avvenuta su base volontaria e non statistica, si possono estrapolate alcune significative
considerazioni.
Come era prevedibile, tra tutte le città in esame Londra è quella che presenta il numero di
progetti considerevolmente più elevato. Si tratta di una città che ha effettuato e tuttora
effettua ingenti investimenti nella ricerca di soluzioni sia per affrontare vecchi problemi
RiparDzione finanziamento per driver (escluso progeY nazionali)
AdempimenD normaDvi
Benefici di efficacia
Benefici di efficienza operaDva
Innovazione
Sostenibilità ambientale
89
in chiave moderna sia per non farsi trovare impreparata rispetto ad attesi scenari futuri. Si
tratta anche di una delle città più ricche e multietniche del Regno Unito, caratterizzata da
una elevata disponibilità di figure professionali e, più in generale, di capitale. Una analisi
più approfondita mostra tuttavia che non è la sola ad aver preso in seria considerazione
l’innovazione cittadina; anche le altre città considerate in questa sede sono realtà molto
attive in termini di progetti Smart City. Tra queste, Milton Keynes, in rapporto al numero
di abitanti, presenta la performance migliore insieme a Cambridge; entrambe infatti
superano, da questo punto di vista, la stessa Londra e, in particolare, la seconda deve
molto di questo risultato alla presenza di una prestigiosissima università.
Sicurezza e controllo del territorio, unitamente al trasporto pubblico, risultano gli ambiti
caratterizzati dal maggior numero di progetti ed è la città di Milton Keynes a primeggiare
sulle altre.
In ottica nazionale, la motivazione alla base di molti progetti Smart City è il
miglioramento delle performance di efficienza. Potenziali risparmi economici si
dimostrano la motivazione dominante, che spinge verso l’adozione di modelli nuovi ed
innovativi. Incrociando tali dati con gli ambiti si osserva che il miglioramento delle
performance è un driver molto comune tra i progetti inerenti il trasporto pubblico.
L’attenzione alle Smart city, quantomeno in numero di progetti, segna un distinto
incremento a partire dal 2010. La finestra temporale è tuttavia ancora troppo esigua in
quanto si tratta di tecnologie la cui diffusione è abbastanza recente e tutt’ora in forte
espansione. Rispetto ai driver o agli ambiti di applicazione non si notano di anno in anno
particolari trend o predilezioni.
Un fatto molto evidente riguarda invece la modalità di finanziamento. Iniziative con
finanziamento interamente privato sono più rare e, quando non sono totalmente di natura
pubblica, si assiste al connubio pubblico-privato. In effetti le tecnologie in ambito IoT
non sono ancora sufficientemente mature e, in tutto il mondo, sono poche le soluzioni di
successo che si possono prendere a modello o esportare rapidamente. Da qui la necessità
di forti finanziamenti pubblici che stimolino e facciano da apripista a quelle che saranno
le soluzioni di domani.
In termini quantitativi, e rispetto ai dati raccolti, i progetti caratterizzati dal maggior
investimento riguardano lo smart metering. In particolare, in questa categoria sono
raccolti due progetti aventi estensione nazionale, con investimenti superiori al miliardo
90
di sterline complessivo. Eliminati questi dal computo, la gestione del traffico ed il
trasporto pubblico sono gli ambiti che hanno ricevuto e stanno tuttora ricevendo gli
investimenti maggiori. Gli obiettivi che si vogliono perseguire in questo campo sono
quelli di efficacia ed efficienza, come testimonia il fatto che costituiscono ancora i due
driver caratterizzati dai maggiori finanziamenti.
Un ulteriore punto che emerge da questa analisi riguarda la frammentazione degli
interventi. Molte città o realtà locali lavorano indipendentemente a progetti analoghi,
ovvero adottano diverse soluzioni per risolvere gli stessi problemi. Da un lato, questa
varietà è certamente un fattore positivo in quanto, rispetto ad una visione nazionale,
permette un numero maggiore di sperimentazioni, dall’altro, questo modello basato su
interventi autonomi ed indipendenti presenta alcuni svantaggi che meritano di essere
approfonditi. Il modello di intervento locale e senza significativi coordinamenti tra le città
comporta la nascità di servizi che in un secondo tempo saranno difficili da integrare.
Ammesso che sia realistico supporre che la vita delle persone si svolga prevalentemente
all’interno di una nazione, più difficile è che questa sia confinata esclusivamente
all’interno di una singola città. Se ciascuna realtà ricorre a soluzioni differenti per
problemi affini, significa che le persone, spostandosi da una città all’altra, dovranno ogni
volta adattarsi. Oltre che frustrare e disincentivare all’uso del servizio, tale metodo è
decisamente poco efficiente. Un secondo svantaggio di questo modo di operare riguarda
invece la dimensione dei finanziamenti. Può talvolta essere una soluzione migliore,
anziché realizzare tanti piccoli progetti che affrontino problemi analoghi, concentrare le
risorse finanziarie verso un'unica soluzione. Da un'unione di sforzi economici e
professionali scaturiscono soluzioni sperabilmente migliori, totalmente indipendenti dal
contesto geografico e dunque passibili di eventuali successive esportazioni. La presenza
di numerosi progetti, analoghi ed incompatibili, può ancora, parzialmente, essere
addossata alla scarsa maturità di questo settore e alla conoscenza non sempre adeguata di
questi temi, da parte delle amministrazioni pubbliche. E’ probabile che, con un aumento
dell’iniziativa privata ed un occhio alla profittabilità, questi problemi di inefficienza
nell’allocazione dei finanziamenti vengano col tempo attenuati.
91
4.4 - Casi di particolare interesse In questo capitolo sono descritti due casi in ottica IoT-Smart City che per dimensione e
pertinenza meritano di essere approfonditi. Si tratta di due progetti di fatto rapportabili fra
loro.
Lo Smart Metering Implementation Programme è un programma avviato dal governo del
Regno Unito nel 2013 e prevede di creare le basi per le future smart grid, secondo le
linee guida di un maggior sfruttamento di energie da fonti rinnovabili ed una maggiore
efficienza energetica a livello domestico. Mediante lo smart metering si perseguono
principalmente benefici di efficienza, aiutando i consumatori a gestire meglio le risorse a
disposizione. In questo contesto, più che in altri, è determinante la presenza di aziende
private, tramite investimenti e know how.
Il primo caso analizzato riguarda proprio l’approfondimento del programma Smart
Metering Implementation e delle sue implicazioni. Il secondo invece tratta di una
importante partnership tra due aziende volta alla creazione di una moderna piattaforma di
comunicazione M2M basata su reti di comunicazione a bassa frequenza. Da notare che i
due casi sono collegati dal fatto che una parte del primo programma viene realizzata
proprio con le tecnologie sviluppate nel secondo.
Caso I: UK Smart Metering Implementation Programme
Nella pletora di progetti Internet of Things e Smart City inglesi ve n'è uno che forse più
degli altri merita di essere approfondito sia per la dimensione degli investimenti, sia
perché rappresenta una efficace collaborazione pubblico-privato. Si tratta del progetto
“Smart Metering Implementation Programme”.
Questo progetto, che ha avuto inizio nel 2013 e prevede la sua conclusione entro la fine
del 2020, supporta il più ampio programma per la sensibile riduzione delle emissioni
inquinanti, con scadenza proprio nel 2020. Energie da fonti rinnovabili ed efficienza
energetica a livello domestico sono i punti chiave per il raggiungimento degli obiettivi
preposti. Lo smart metering persegue principalmente il secondo obiettivo aiutando i
consumatori a gestire meglio le risorse a disposizione e creando le basi per le future
Smart Grids.
92
Sinteticamente il progetto verte sull’installazione di dispositivi per la misurazione
“smart” dei consumi delle abitazioni, degli uffici e dei piccoli business praticamente
ovunque nel territorio della Gran Bretagna. Il progetto è finora focalizzato sui consumi di
corrente elettrica e gas, ma può essere facilmente esteso anche ad altri servizi/utenze. Di
per sé lo smart meter non è altro che un contatore digitale, che, a differenza degli attuali
analogici, è in grado di comunicare e ricevere informazioni dall’esterno. Fin qui non si
tratta di una novità. In Italia, ad esempio, per quanto riguarda la distribuzione di energia
elettrica, il contatore elettronico e il servizio di telelettura sono già attivi da vari anni,
sfruttando la tecnologia PLC (PowerLine Communication). Nel caso inglese l’architettura
implementativa è abbastanza differente e, in particolare, si tratta di una soluzione che
prevede da subito un singolo hub casalingo, facilmente scalabile rispetto alla raccolta di
altre misurazioni differenti da quella della corrente elettrica e del gas.
Oltre che una componente innovativa, il governo del Regno Unito si aspetta ritorni di
lungo periodo sia in termini economici che di benessere per i propri cittadini; primo tra
tutti, la razionalizzazione del consumo energetico e, in particolare, della quota
proveniente da fonti non rinnovabili ed inquinanti.
In perfetta ottica IoT il progetto prevede uno schema sense – communicate –
store/compute Figura 7.
Figura 7- Approccio IoT a livello qualitativo.
93
Nel caso in questione, l’architettura riflette a grandi linee quella rappresentata in Figura 8.
Figura 8- Rappresentazione dell’architettura del progetto Smart Meter.
Ciascun contatore analogico domestico (il programma prevede inizialmente gas e
corrente elettrica) verrà sostituito da un analogo digitale, in grado però di misurare e
trasmettere i consumi in tempo reale. E’ previsto che successivamente si possano
aggiungere anche altre funzionalità che non rientrano direttamente nello scopo iniziale
del progetto.
Tutte le informazioni dei contatori sono convogliate wireless ad un HUB domestico
(denominato anche IHD - In-Home Display) avente anche la funzione di principale
interfaccia con l’utente. L’HUB trasmette le informazioni ad un data service provider
centralizzato (denominato DCC - Data and Communications Company- per includervi
anche tutta la parte di infrastruttura comunicativa), il quale elabora ed archivia i dati
relativi ai consumi delle varie utenze. Si osserva che tale service provider è previsto
essere univoco per tutti i servizi. Le sue responsabilità e funzioni sono cruciali e per
questo verrà mantenuto sotto la supervisione dell’Ofgem - Office of Gas and Electricity
Markets – ovvero l’autorità governativa per il controllo del mercato energetico. I dati così
raccolti sono dunque a disposizione di attori esterni, quali i distributori o i fornitori dei
servizi, nonché delle autorità locali che possono essere interessate a tali dati sia per
controlli che per incentivare comportamenti virtuosi dei cittadini.
Oltre ad essere la principale interfaccia utente, la presenza dell’HUB (IHD) domestico
offre ulteriori benefici, quali:
94
" Scalabilità: anche se inizialmente sono previste solo le misurazioni di elettricità e
gas, sarà teoricamente possibile collegare anche altri servizi (es. acqua) alla stessa
interfaccia semplicemente cambiando il contatore/sensore associato.
" Disaccoppiamento protocolli di comunicazione: i contatori digitali non si
interfacciano direttamente al data service provider ma all’HUB domestico.
L’HUB a sua volta può interfacciarsi alla rete secondo differenti canali
comunicativi che non necessariamente saranno gli stessi in tutte le zone abitative.
La gestione delle comunicazioni è un aspetto molto importante, forse il più critico. La
Gran Bretagna non è coperta in modo uniforme a livello di telecomunicazioni. Ci sono
zone remote e/o e zone scarsamente abitate in cui anche la copertura di rete cellulare non
è garantita (circa l’1%). Il canale comunicativo tra l’HUB e il data service provider vede
molteplici possibilità, tra cui una comunicazione via rete cellulare (2G o 3G) oppure una
basata su nuovi sistemi di comunicazione a bassa frequenza. Il progetto approvato dal
governo prevede la creazione di due macro-aree, nord e centro-sud, affidate a partner di
telecomunicazioni differenti (Telefonica e Arquiva) ciascuno dei quali è specializzato in
differenti tecnologie di comunicazioni wireless.
Tutta l’architettura ed in particolar modo la parte comunicativa deve essere caratterizzata
da un elevato grado di sicurezza ed affidabilità nel trattamento dell’informazione.
L’utilizzo di contatori smart, oltre a permettere la lettura in tempo reale dei consum, avrà
successivamente funzionalità “attive” pilotabili da remoto, quali la rilevazione di
malfunzionamento e anomalie, ma anche la regolazione del flusso. Quest’ultimo punto è
importante in quanto, in un mercato dell’energia aperto, all’utente viene offerta la
possibilità di cambiare tariffa e/o compagnia distributiva in maniera rapida ed agevole.
Tutto il processo di misurazione e comunicazione avviene in ottica M2M e non prevede
interazioni umane.
Trattandosi di un progetto di ampia portata, sono molti i players e partners coinvolti.
In particolare, oltre alle autorità governative, troviamo:
" Distributori: le compagnie di vendita e distribuzione dell'energia .
" Contractors: responsabili della fornitura di determinati servizi rivolti allo smart
metering regolati da contratti pluriennali con le autorità.
" Fornitori: produttori delle tecnologie hardware e software necessarie
95
Il governo, principalmente tramite l’ente Ofgem è di fatto l’attore che ha dato il via a
questo processo innovativo. Senza un intervento dall’alto che regoli ed assicuri
l’interoperabilità tecnica e commerciale di questi dispositivi, sarebbe un investimento più
rischioso per le compagnie, considerando che quello dell’energia è un mercato oramai
aperto da diversi anni. L’installazione dei contatori è responsabilità dei fornitori di
energia, i quali tuttavia, in assenza di uno stimolo governativo, avrebbero potuto optare
per soluzioni ad hoc, incompatibili tra loro e non necessariamente coprendo l’intera
popolazione della Gran Bretagna. Da notare che quella della tele-rilevazione è una
tecnologia già presente sul mercato da qualche anno, senza però che vi siano stati concreti
investimenti da parte delle compagnie che operano nel territorio nazionale.
Tra i distributori principali della Gran Bretagna si annoverano aziende multinazionali del
calibro di British Gas, EDF, e-on. Su queste aziende (e le altre minori) ricadrà quasi
interamente il costo dell'installazione dei contatori e dell'architettura di misurazione, così
da non costituire una diretta spesa per le casse statali.
Per quanto riguarda i fornitori, le aziende che forniscono la tecnologia necessaria sono
molte e vanno dai produttori dei contatori quali Elster o GE, a quelle dell'Hub domestico
quali TOSHIBA e Huawei.
La gestione del DCC è forse l'aspetto più rilevante in quanto rappresenta il punto di
incrocio tra gli interessi delle compagnie e quelli del cittadino. Sono stati stipulati
contratti con due dei principali operatori di telecomunicazione del Regno Unito,
Telefonica UK e Arqiva. In termini di popolazione servita, più dei due terzi sono in mano
alla prima, in quanto responsabile di tutta l'area centro-meridionale della Gran Bretagna.
Il progetto nel suo complesso prevede l'installazione di 53 milioni di smart meters in circa
30 milioni tra case e piccoli business.
Sia Telefonica UK che Arqiva hanno stipulato un contratto di 15 anni per il DCC. La
prima ha un contratto da 1.5miliardi di Sterline per circa 23 milioni di HUB connessi,
mentre Arquiva, alla quale è affidato il compito di gestire i restanti 7-8 milioni, ha un
contratto di circa 0.6 miliardi.
Secondo il documento di Impact Assessment No. DECC0009 (Department of Energy &
Climate Change, 2014), il costo totale atteso del progetto a carico dei fornitori è di quasi
11 miliardi di Sterline (present value). Tali costi sono principalmente riferiti all'acquisto
dei contatori e degli Hub, l'installazione e la piattaforma DCC. Questi costi saranno in
96
parte recuperati dai benefici economici che questa nuova tecnologia apporterà ai
distributori e agendo sui prezzi dei servizi.
Secondo le stime governative tale investimento fino al 2030 (Tabella 8) dovrebbe tuttavia
portare dei benefici economici quantificabili in circa 15 miliardi di Sterline (valore
attualizzato) di cui poco più di 8 miliardi per i distributori.
Tabella 8- Stima monetaria dei costi e dei benefici attesi dal progetto fino all'anno 2030.
La Grafico 25 mostra la ripartizione dei costi attesi; il Grafico 26 quella dei benefici
attesi, monetizzabili e non, quali lo sviluppo di un mercato dei servizi più aperto e più
rivolto alle smart grid.
Grafico 25- Ripartizione dei costi attesi del progetto sulla base dell’attività.
(fonte:Ofgem)
97
Grafico 26- Ripartizione dei benefici monetari attesi dal progetto. (fonte: Ofgem)
In questi grafici si osserva come a fronte di un esborso elevato per tutti i partecipanti
privati del progetto, i ritorni attesi sono allo stesso modo importanti e decisamente
superiori alla cifra iniziale. A livello qualitativo i benefici attesi dallo Smart Meter
Implementation Programme variano in base all’attore considerato.
Attore - Consumatore:
" Informazioni in tempo reale dei consumi istantanei e totali.
" Fatturazione basata sui consumi effettivi.
" Disponibilità di strumenti per la gestione efficiente dei propri consumi.
" Disponibilità di nuove tariffe (es. oraria).
" Aumento della capacità contrattuale rispetto al distributore.
" Apertura a potenziali servizi futuri.
" Maggiore affidabilità e sicurezza.
98
Attore - Distributore/Gestore:
" Annullamento della lettura porta a porta.
" Riduzione del debito rispetto ai consumi non stimati/fatturati.
" Switching agevolato e facilitazione nell’attrarre nuovi clienti.
" Rilevamento anomalie/frodi.
" Rilevamento e risoluzione di guasti.
Attore - Produttore:
" Introduzione tariffe time-of-use che contribuiscano a limitare fenomeni di picco
dei consumi.
" Monitoraggio in tempo reale dei consumi al dettaglio e previsione della domanda
in modo più accurato.
" Incentivazione di comportamenti virtuosi.
Attore – Governo Nazionale:
" Miglioramento in termini di emissioni inquinanti.
" Rispetto di trattati internazionali.
Con il nuovo approccio l'utente è incentivato alla riduzione dei propri consumi da un
effettivo risparmio economico. Il monitoraggio in tempo reale permette a consumatori e
produttori di adottare comportamenti virtuosi che permettano un minor spreco di energia
ed un risparmio condiviso in termini economici. Tale meccanismo è quello che inciderà
maggiormente sul reale successo dell’iniziativa.
Caso II: Arqiva-SigFox partnership Arqiva è una società che, attraverso la sua esperienza nella creazione di infrastrutture di
telecomunicazione wireless, ha da qualche anno rivolto l’attenzione alla progettazione di
sistemi avanzati per l’Internet of Things. Uno dei più promettenti è dato dalla creazione
99
nel Regno Unito, in partnership con la società francese SIGFOX, di una rete dedicata
proprio alla comunicazione tra oggetti e definita generalmente come M2M-
communication. SIGFOX è un'azienda a sua volta leader per quanto riguarda le
comunicazioni a bassa frequenza. Oltre che nel Regno Unito ha accordi simili con altri
partner in Spagna, Paesi Bassi e Russia e l’intenzione di espandersi ancora a livello
europeo e mondiale in altri promettenti mercati.
L’obiettivo di questa partnership è quello di giungere ad una rete di oggetti che abbia
costi totali notevolmente ridotti rispetto alle soluzioni oggi dominanti. In ottica IoT gli
oggetti hanno necessità di comunicazione che differiscono da quelle tipicamente umane:
la maggioranza di oggetti connessi saranno semplici, spesso dislocati in zone più o meno
isolate, dotati di funzionamento a batteria, con sensori che rilevano determinati eventi o
informazioni da trasmettere successivamente in rete. Le informazioni possono essere di
qualsiasi tipo, quali il consumo di energia, la temperatura, l'umidità, la posizione, le
informazioni di presenza, i dati sanitari, etc... Queste applicazioni di comunicazione
M2M tendono ad avere diversi requisiti di rete e di trasmissione di dati rispetto a clienti
di rete tradizionali, come telefoni cellulari e computer. Un oggetto con bassa produttività,
in termini di trasmissione dei dati, dovrebbe avere anche consumi energetici e di banda in
linea con ciò. Nella pratica attuale questo non succede e la sfida per i fornitori di
connettività di rete tradizionali è appunto la loro capacità di migliorare realmente su
questi aspetti.
Ad oggi la mancanza di soluzioni di connettività adeguate per gli oggetti a basso
consumo rimane uno dei maggiori ostacoli per la crescita del settore.
I consumatori umani continuano a chiedere maggiore larghezza di banda per soddisfare le
loro esigenze informative e di intrattenimento e gli operatori di telecomunicazioni
tradizionali hanno investito principalmente per soddisfare le crescenti esigenze dei
dispositivi mobili, passando dal 2G, 3G, 4G e tra qualche anno 5G. L’aumento di velocità
richiede di operare su frequenze più elevate che in genere comportano compromessi
rispetto all’assorbimento energetico ed alla distanza di trasmissione. Da notare che
soluzioni di connettività a corto raggio hanno anche l'inconveniente di essere molto più
complesse da installare e gestire, nel senso della capillarità dell’infrastruttura hardware
sottostante.
100
Dunque la soluzione adottata per differenziarsi dagli operatori di telecomunicazioni
mobili esistenti richiede:
" Basso costo della connessione e capacità dell’architettura di rete di scalare
opportunamente.
" Basso consumo energetico, maggiore aspettativa di vita della batteria, minore
manutenzione.
" Facilità di installazione ed utilizzo.
" Connessioni a lungo raggio.
" Capacità di operare su più frequenze, per aumentare la copertura e la capacità di
adattamento in tutto il mondo.
" Identificazione dell'oggetto o del modem in maniera integrata evitando, come
avviene attualmente, l’utilizzo di schede SIM come nei telefoni cellulari.
" Capacità di penetrazione del segnale anche all’interno di strutture quali
abitazioni domestiche ovvero strutture parzialmente o del tutto interrate quali
metropolitane.
Come mostrato in Figura 9, tale rete si sta diffondendo a partire dalle maggiori città del
Regno Unito e vuole contribuire a sbloccare la promessa del futuro internet of things
rendendo facile e conveniente connettere in rete milioni di oggetti ed aiutare città e
imprese a crescere, migliorando i servizi per i propri cittadini.
101
A livello economico, l’idea di business nasce dalla considerazione che gli oggetti
connessi in rete, a livello globale, passeranno probabilmente dai due miliardi di fine 2011
a circa 18 miliardi nel 2022. In termini di ricavi si stima un potenziale di centinaia di
miliardi di dollari.
Ci sono innumerevoli applicazioni di immediata realizzazione, quali ad esempio le
affissioni cittadine di punti interattivi pubblicitari e/o turistici. In ambito Smart City si
pensi alla quotidiana gestione cittadina e a come questa può trarne beneficio anche al di là
delle esperienze già sperimentate. Si potranno monitorare cassonetti, buche,
illuminazione, segnalazione, parcheggio, rumore, flusso del traffico e qualità dell'aria.
Rispetto a quest'ultima, allo stato attuale la maggior parte delle città ha sensori distribuiti
in determinate aree rappresentative. Tali dispositivi si basano sulla infrastruttura di rete
esistente, quale quella cellulare. Il consumo tuttavia richiesto per la connessione,
estremamente dispendiosa e sovradimensionata rispetto alla reale necessità, fa sì che tali
dispositivi o siano collegati ad una fonte di energia elettrica dedicata oppure prevedano
delle batterie che necessitano di costanti ricariche. L’utilizzo di una rete di
comunicazione a bassissimo costo energetico, quale quella che sfrutta le basse frequenze,
permetterebbe di avere dispositivi installabili praticamente ovunque, in maniera diffusa e
caratterizzati da un tasso di manutenzione estremamente ridotto, se non del tutto assente.
Un altro esempio rispetto al quale ci sono le prime sperimentazioni, riguarda la gestione
della pulizia della città e lo svuotamento dei cassonetti. Infatti il massimo dell'efficienza
Figura 9- Diffusione della rete partnership
Arqiva-SIGFOX.
102
può essere raggiunto facendo in modo che i cassonetti vengano svuotati, solo quando ve
ne è un reale bisogno.
L’utilizzo delle tecnologie a bassa frequenza ha un costo in termini energetici più basso
per ciascun messaggio inviato, e una durata continuativa del funzionamento, per qualche
anno, di tali dispositivi prima di dover agire sulla ricarica della batteria. I primi test di
questa tecnologia hanno riguardato scenari più semplici, come il parcheggio intelligente e
il monitoraggio dei rifiuti, in varie città tra cui Birmingham, Bristol, Edimburgo,
Sheffield, Glasgow, Leeds, Manchester, Leicester, Liverpool e certamente Londra.
Tra questi, l’impegno più importante anche in termini economici è legato allo smart
metering implementation programme dove questa tecnologia viene proposta da Arqiva
come soluzione per la copertura delle aree più remote e meno densamente abitate del
paese.
103
Capitolo 5 - Regno Unito e Italia: scenari applicativi a
confronto Come già riportato nel Capitolo 4, nel quale viene analizzato il quadro applicativo del
Regno Unito, questo lavoro ha adottato, nello studio dello scenario Italiano, metodologie
analoghe a quelle impiegate dall’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di
Milano (di seguito abbreviato come “l’Osservatorio”). L’applicazione delle tecnologie
IoT in ambito Smart City è chiaramente solo una parte del lavoro svolto
dall’Osservatorio, ma è su questo punto che si basa il presente capitolo che ha come
intento quello di mettere a confronto, laddove possibile, i due paesi: Italia e Regno
Unito.
5.1 - Analogie e differenze di contesto Italia e Regno Unito sono due paesi che presentano numerose analogie ed interessanti
differenze (Tabella 9) tali da rendere possibile un significativo, e non solo contingente,
confronto tra i due contesti.
Italia Regno Unito
Superficie 301340 Km^2 243610 Km^2
Popolazione 61,2 milioni 63,6 milioni
Densità abitativa 208 abitanti/km^2 263 abitanti/Km^2
Crescita demografica 0,202 %/anno 0,604 %/anno
Aspettativa di vita 82,4 anni 80,5 anni
Human Development Index 0,872 0,892
Tasso disoccupazione 12,5 % 6,3%
Accesso ad internet
(n. persone)
38 milioni 59,1 milioni
N. contratti telefonia mobile 94,2 milioni 78,46 milioni
N. veicoli privati 43,2 milioni 32,3 milioni
PIL (nominale) 2129 miliardi ($) 2847 miliardi ($)
PIL procapite 35511 ($) 44141 ($)
104
Tabella 9 – Fonti: 1) International Monetary Fund MF, World Economic and Financial
Surveys , World Economic Outlook Database October 2014. 2)United Nations, 2014
Human Development Report, 2014. 3)World Bank Group (http://data.worldbank.org/)
2015 database.
Popolazione
La popolazione, in termini numerici, è praticamente la stessa in Italia e nel Regno Unito.
Vista la minor superficie, il Regno Unito presenta una densità media leggermente
superiore. Quello che però è interessante, per il confronto sulle attività Smart City, è
principalmente il tasso di urbanizzazione. Basandoci su fonte United Nations questo è
superiore all’80% nel Regno Unito; in Italia risulta inferiore di circa 12 punti percentuali.
Più persone si recano a vivere in città e più i servizi di queste ultime devono migliorare,
adattandosi ad una platea di potenziali fruitori in aumento. In sostanza non solo cresce la
richiesta di servizi da parte del singolo cittadino ma cresce anche il numero degli stessi
richiedenti. La risposta delle città a questo problema è un tema certamente non nuovo,
precedente ai concetti di Smart City e tecnologie correlate. Nel Regno Unito la presenza
della città di Londra, con tutte le sue peculiari caratteristiche, ha accumulato e portato alla
luce determinate problematiche in tempi antecedenti alle principali città italiane che, per
tradizione, dimensione e nonostante la forte presenza turistica, hanno tuttavia conservato
un'organizzazione meno innovativa. La gestione del trasporto pubblico, delle sue
modalità di accesso e pagamento automatizzato, il bike e car sharing sono alcuni esempi
applicativi che testimoniano la tendenza verso una città più smart fin dagli albori del
concetto di IoT. Da notare tuttavia che, esclusa la città di Londra, che da sola raccoglie
più di un decimo della popolazione del Regno Unito, le altre parti del paese risultano
avere una propensione meno innovativa e una dimensione più frammentata.
Storia
Dal punto di vista storico, essendo nello stesso continente e relativamente vicine, Italia e
Regno Unito hanno avuto una storia estremamente condivisa. Lasciando da parte i meri
confini nazionali, i due paesi hanno avuto una storia di rapporti e dunque contaminazioni
più che millenaria. Questo si traduce in due popolazioni che per quanto mantengano
ancora differenze, in primis la lingua, hanno culturalmente molto in comune. Analoga
105
cultura si traduce in analoga organizzazione e necessità urbane, che sono il fattore di
principale interesse in questa trattazione. L’evoluzione storica da piccoli centri a grandi
metropoli (Londra e Roma su tutte) ha fatto sì che oggi queste città si trovino ad
affrontare i problemi legati alla conservazione del patrimonio storico compatibilmente
con la quotidianità, le abitudini e gli standard della vita moderna. Problemi, come la
densità abitativa, i servizi essenziali, la congestione del traffico, il parcheggio e
l’inquinamento, riguardano in modo analogo i due paesi.
Società
Come risulta dei dati riportati in Tabella 9, gli indici di sviluppo umano calcolati dalle
Nazioni Unite testimoniano ancora la somiglianza tra le due società, quella italiana e
quella inglese (UK) per quanto riguarda gli ambiti principali di salute, educazione e
standard globali di vita. In ogni modo ci sono alcuni fattori, fortemente legati al tema
delle Smart City e IoT, che le differenziano. Il primo merita di essere sottolineato: la
popolazione italiana mostra, nel suo complesso, una maggior diffidenza rispetto all’uso
della rete internet. Stando alle rilevazioni, più di nove inglesi su dieci accedono
regolarmente ad internet, mentre in Italia questo valore scende a sei su dieci. Il dato
assume una connotazione curiosa e quasi paradossale, se si pensa che gli italiani risultano
molto propensi alla comunicazione, visto l’elevato numero di cellulari e contratti mobili
stipulati. Quanto alla gestione dei problemi legati al traffico veicolare, l’Italia dovrebbe in
teoria presentare un maggiore interesse nello sviluppo di nuove soluzioni, visto che ha un
parco auto ben più consistente di quello inglese ed un uso dei mezzi privati decisamente
maggiore.
Economia
I valori legati all’economia sono quelli che mostrano le più sostanziali differenze. Mentre
il Regno Unito è fortemente basato sul settore terziario, servizi e commercio, l’economia
italiana è ancora fortemente legata all’ambito produttivo e manifatturiero. Questa
distinzione è di per sè rilevante, se relazionata al mondo delle Smart City e dell’Internet
of Things. Entrambi, infatti, sono ambiti fortemente incentrati sul settore dei servizi e
necessitano di una forte capacità di innovazione ed adattamento, unitamente a capitali e
investimenti in ricerca. Tutti temi per i quali il sistema economico ed organizzativo
inglese appare quindi già in partenza più preparato.
106
Un’economia decisamente più liberale ed il forte e storico legame con gli Stati Uniti
comporta almeno due vantaggi sostanziali per il Regno Unito. Il primo è la presenza sul
territorio di headquarter, divisioni e centri delle maggiori società tecnologiche statunitensi
e mondiali, che permettono al Regno unito di costituire un polo attrattivo per il capitale
umano altamente qualificato, oltre per gli investimenti. Il secondo è invece dato dalla
maggiore presenza di fondi di investimento e venture capitalist specializzati nel settore
tecnologico. Si può osservare che questo divario riguarda in realtà tutto il mondo
anglosassone in rapporto alla gran parte dell’Europa continentale.
Ancora con riferimento alla Tabella 9 l’Italia presenta un prodotto interno lordo (sia reale
che nominale) inferiore rispetto a quello inglese, una disoccupazione più alta, una
tassazione maggiore ed uno stato sociale che assorbe maggiori risorse. Se, da un lato,
l’attuale situazione economica inglese può costituire un punto di vantaggio rispetto agli
investimenti, dall’altro, l’Italia dovrebbe essere maggiormente interessata ai temi legati
all’innovazione, che attualmente costituiscono uno dei principali settori di rilancio e
sviluppo.
5.2 - Nota sulle metodologie La metodologia impiegata in questa ricerca è analoga a quella seguita dall’Osservatorio
Internet of Things del Politecnico di Milano. Sono stati raccolti molti casi di studio
tramite interviste e/o ricerche da fonti secondarie, poi analizzati in una fase successiva.
Sebbene le metodologie impiegate nel caso di Italia e Regno Unito siano analoghe, è
opportuno puntualizzare che:
• La survey proposta dall’Osservatorio ha preso in considerazione progetti suddivisi
su 160 città di cui circa una metà in Italia. In questo contesto si tiene conto solo
della parte italiana della ricerca.
• Il database impiegato per la raccolta dati è stato mantenuto più simile possibile,
sia negli attributi che nelle voci principali.
• In entrambe le ricerche i comuni considerati hanno una dimensione, in termini di
popolazione, superiore ai 40000 abitanti.
107
• L’Osservatorio porta avanti le sue ricerche da diversi anni e dunque la situazione
Italiana è frutto di un lavoro più esteso e basato su un numero di progetti quasi
doppio rispetto alla situazione Inglese.
Il confronto che segue viene effettuato con materiale, articoli ed atti di convegno
dell’Osservatorio, relativo agli anni 2014 e 2015. La ricerca sul territorio inglese ha
avuto un tasso di risposta al questionario inviato ai potenziali candidati selezionati
sensibilmente più basso. Probabilmente ciò è dovuto alla minore motivazione dei soggetti
inglesi a partecipare ad una ricerca italiana senza alcun ritorno diretto. La trattazione è
riportata in forma prevalentemente qualitativa laddove i dati non sono direttamente
comparabili.
5.3 - Confronto con la situazione Italiana Come emerge dalle due inchieste sono numerosi, sia in Italia che nel Regno Unito i
progetti avviati che abbinano il concetto di Smart City al paradigma dell’Internet of
Things. Oltre alle similitudini di contesto evidenziate nella sezione precedente, si possono
isolare due interessanti ulteriori punti di analisi:
• Situazione applicativa attuale.
Progetti che impiegano tecnologie riconducibili all’IoT rappresentano solo un
sottoinsieme tra tutti quelli avviati in ottica Smart City. C’è da notare che di
questi, sia in Italia che nel Regno Unito, molti si trovano ancora in uno stato
sperimentale e mancano dunque di impatto incisivo, strutturale e sinergico.
• Approfondimento Smart Metering.
Si tratta di un argomento che vede entrambi i paesi fortemente impegnati con il
supporto delle rispettive autorità, AEEGSI (Autorità per l’Energia Elettrica, il Gas
e il Sitema Idrico) per l’Italia e Ofgem (Office of Gas and Electricity Markets) e
GEMA (Gas and Electricity Markets Authority) per il Regno Unito.
Localizzazione dei progetti nelle rispettive città
Al 2015 in Italia sono stimate in più del 70% le città analizzate aventi in programma
almeno un progetto in ambito Smart City-IoT e più della metà ammettono di esserne state
108
coinvolte negli ultimi anni. In Gran Bretagna, ad eccezione della città di Londra,
estremamente attiva, gli altri comuni presentano un approccio al tema in linea con quello
italiano. In entrambi gli scenari, quanto ai progetti, si assiste ad un consistente numero di
iniziative sperimentali. In molti casi queste attività risultano fini a se stesse, con un
approccio territoriale sparso e scarsamente integrato. Ci sono invece progetti che, sebbene
sulla carta possano risultare meno innovativi in quanto basati sull’adozione di consolidate
soluzioni smart già in commercio, riescono ad ottenere dei livelli di impatto ed incisività
decisamente più evidenti. A differenza dei progetti maggiormente sperimentali, in questi
casi esistono già aziende affermate nel settore in grado di proporre alle rispettive
amministrazioni soluzioni concrete, il cui impatto atteso in termini di rapporto
costi/benefici è noto a priori. Talvolta sono direttamente le imprese private a proporsi
all’aministrazione anche nel ruolo di gestore/finanziatore del servizio. Esempi in questo
senso sono il monitoraggio del traffico, il tracking real time degli autobus, semafori ed
illuminazione intelligente.
Se non opportunamente trattato, quello della frammentazione nonché successiva
integrazione delle soluzioni adottate è un problema che riguarda, e soprattutto potrà
riguardare nel corso degli anni, entrambi i paesi presi in considerazione. Da quanto risulta
dai dati raccolti, alcune città del Regno Unito appaiono leggermente più avanti rispetto a
questo tema. Tra le città con la più alta presenza di soluzioni Smart City troviamo
Londra; il motivo risiede nell’internazionalità della medesima e dalla forte presenza di
finanziamenti privati che spingono all’innovazione ed all’efficienza. Anche Milton
Keynes e Cambridge hanno già avviato progetti sperimentali mirati all’integrazione
cittadina di più servizi, in partnership con aziende nel settore informatico e delle
telecomunicazioni. Questo significa cominciare a definire una visione complessiva a
livello urbano della città del futuro e progettare un’infrastruttura distribuita sia dal punto
di vista hardware che software, in grado di gestire i vari apparati distribuiti e
convogliarne opportunamente i flussi dei dati raccolti. Il focus è dunque posto
sull’utilizzo di tecnologie interoperabili e di una piattaforma di comunicazione aperta e
condivisa.
109
Finanziamento
L’economia inglese è, sotto vari aspetti, più aperta e caratterizzata da una maggiore
propensione all’investimento privato rispetto a quella italiana. Nonostante tale apertura,
nel settore innovativo/tecnologico non si apprezzano, limitatamente ad investimenti in
Smart City-IoT, sostanziali differenze tra i due paesi. La quasi totalità (circa il 95%) dei
casi inglesi analizzati è affiancata da un finanziamento che vede sotto diverse forme la
partecipazione del settore pubblico. In particolare, nel caso di progetti aventi interesse
collettivo, la forma più adottata è riconducibile ad un finanziamento iniziale privato,
avente ritorni basati su flussi di cassa futuri, sponsorizzazioni di lungo periodo o
percentuali sui risparmi ottenuti dall’incremento di efficienza. Tra i progetti finanziati
interamente dal pubblico si distinguono nel Regno Unito quelli avviati tramite bandi
nazionali o dell’Unione Europea. In questo la situazione italiana si pone su valori affini,
con la maggioranza dei progetti finanziata o co-finanziata da fondi e/o progetti pubblici.
Nel caso di finanziamenti privati, questi sono perlopiù riconducibili a modelli di project
financing per investimenti a basso rischio, come, per esempio, quelli inerenti
all’illuminazione pubblica.
Anche la dove vi sia la presenza di multinazionali affermate nel settore, come ad esempio
nel car-sharing, si può osservare ad oggi una certa affinità di approccio tra i due paesi.
Più limitati sono invece i casi in cui i finanziatori privati agiscono per mezzo di
sponsorizzazioni di lungo periodo.
Si osserva che, rispetto a molti progetti, le scelte operate dalle singole amministrazioni
sono affiancate ad imprese specializzate in grado di fornire supporto ed adeguato know
how, sia in fase progettuale che esecutiva. Da questo punto di vista, la concentrazione di
aziende leader nel settore ICT è un punto di vantaggio territoriale notevole. Molti progetti
inglesi vedono affiancati partner tecnologici di primissimo piano a livello mondiale, in
grado di fornire le competenze necessarie alla loro efficace riuscita.
Driver ed ambiti applicativi
Il Grafico 27 riporta i benefici indicati, ovvero le motivazioni che hanno avuto maggior
rilievo rispetto all’avvio di progetti Smart City-IoT analizzati.
110
Il miglioramento dei servizi attualmente erogati e della loro qualità risultano i punti che
più degli altri sembrano guidare entrambi i panorami, italiano e britannico. Si osserva una
sostanziale somiglianza nella distribuzione percentuale per tutte e quattro le macro-voci
che compaiono; risalta solo una maggior predisposizione del Regno Unito verso progetti
dichiaratamente innovativi. Occorre in ogni modo precisare che, intrinsecamente, tutti i
progetti, siano essi italiani che inglesi, presentano una componente innovativa, motivo
per cui sono riportati in questa sede. Dietro ad un progetto possono tuttavia esserci
molteplici motivazioni.
Nella maggioranza dei casi italiani si nota una forte attenzione alla sostenibilità
ambientale. Più dell’80% di quelli analizzati vede nell’attenzione all’ambiente una delle
ragioni guida nelle scelte di intervento effettuate. In questo senso il Regno Unito appare
sensibilmente meno coinvolto, è invece la componente “innovativa” ad avere un ruolo
fondamentale in molti progetti intrapresi. Da notare che, al fine di determinare un
parallelo tra i due paesi, non sono stati riportati i progetti del Regno Unito (circa il 5%)
per i quali la motivazione principale è data da espliciti adempimenti normativi piuttosto
che da effettivo interesse da parte delle realtà locali coinvolte.
35,42
52,78
2,08
9,72
27,91
48,84
16,28
6,98
0,00
10,00
20,00
30,00
40,00
50,00
60,00
Benefici di efficacia Benefici di efficienza operaDva Innovazione Sostenibilità ambientale
% Casi
Driver
Benefici IT-‐UK
IT
UK
Grafico 27- Benefici IT-UK
111
Nel Grafico 28 sono riportati in dettaglio gli ambiti (con almeno un progetto in comune),
trasversalmente ai quali i driver indicati in precedenza trovano maggior compimento.
In Italia, la gestione della viabilità e della mobilità rivestono un ruolo di primo piano,
mentre nel Regno Unito è la sicurezza ed il controllo del territorio a raccogliere il
maggior numero di casi insieme al trasporto pubblico. Quest’ultimo è in ogni modo un
ambito al quale entrambi i paesi guardano con attenzione, per mezzo di progetti
0,59
4,14
1,78
20,12
7,10 8,28
7,69
1,78
21,30
2,96
12,50
10,42
4,17 4,17 4,17
2,08
29,17
6,25
8,33
18,75
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
35,00
E-‐health
Infotainment
& servizi turisDci
GesDone della m
obilità
GesDone della viabilità
Monitoraggio am
bientale
Monitoraggio
del territorio
Sicurezza e Controllo territorio
Smart
Building
Smart Grid &
Sm
art Metering
Trasporto pubblico
% Casi
AmbiD
AmbiD IT-‐UK
IT
UK
Grafico 28- Ambiti IT-UK
112
indirizzati al trasporto prevalentemente su gomma, alla possibilità di ridurne i tempi di
attesa, all'aumento della puntualità e al miglioramento del servizio offerto ai cittadini.
Riguardo allo Smart Metering si nota che, in termini di numero di casi, quelli italiani
risultano decisamente più numerosi. Tuttavia, come risulta anche dalla trattazione fatta
nel corso del capitolo 4, i progetti inglesi analizzati sono geograficamente e
finanziariamente molto più estesi.
Spostando l’attenzione sulle maggiori differenze, si possono fare alcune interessanti
osservazioni. La prima riguarda l’attenzione del Regno Unito rivolta all’ambito di
controllo e monitoraggio del territorio. Si potrebbe dedurre che questo tema sia meno
sentito in Italia, ma da un'analisi più approfondita, si nota che molti progetti su questo
argomento sono relativi alla sola città di Londra, mentre, nel resto del paese, le priorità
sono diverse e maggiormente in linea con i dati italiani. La seconda questione molto
importante nel Regno Unito è quella dell’E-Health che vede numerosi progetti volti a
favorire il decongestionamento delle strutture pubbliche e l’introduzione di servizi sia di
screening che assistenziali a distanza.
Una forte differenza è data anche dai progetti riguardanti l’illuminazione pubblica. In
questo caso è l’Italia che presenta il maggior interesse a riguardo. Occorre precisare che,
essendo uno dei paesi con i più alti livelli di densità di punti luce, questa si presenta per i
singoli comuni italiani come una delle maggiori voci di spesa. Avendo in precedenza
evidenziato il forte orientamento verso i benefici di efficienza ed efficacia, questo ne è
sicuramente un esempio. Non solo l’adozione di lampade led a basso consumo, ma anche
una migliore gestione dell’illuminazione pubblica nel suo complesso, con soluzioni di
tipo “smart” ovvero luce concentrata solo dove e quando serve, possono permettere un
immediato risparmio economico. Allo stato attuale non si può nemmeno parlare di
progetti veri e propri, poiché molte soluzioni adottate sono ampiamente commerciali e
standardizzate. Trattandosi di un settore abbastanza maturo rispetto agli altri, esistono ad
oggi molte aziende specializzate, che sono in grado di fornire soluzioni “chiavi in mano”
ai comuni, con garanzie e limitati rischi di investimento.
Più sperimentale e comune in entrambe le ricerche è invece il tema dello Smart Parking
dove, ad esempio, sia la città di Milton Keynes che quella di Pisa sperimentano un
progetto che ricorre ad una medesima sensoristica, posizionata nell’asfalto, al fine di
risolvere o alleviare i problemi relativi alla scarsità degli spazi di parcheggio.
113
Rispetto ad una analisi più qualitativa, come emerge in quelle effettuate
dell’Osservatorio, in Italia quella economica è una delle principali barriere indicate dai
comuni che ostacolono la realizzazione di progetti IoT per la Smart City. Analoga
situazione sembra esserci nel Regno Unito, la qual cosa testimonia ancora il fatto che, pur
a fronte di idee ed innovazioni possibili, per entrambi i paesi la mancanza di risorse
finanziarie, unitamente all’incertezza in merito ai possibili ritorni economici,
costituiscono i principali fattori frenanti il campo dell’IoT e delle Smart City.
In sintesi una maggior disponibilità di capitale di rischio potrebbe portare un’incremento
ed un’accellerazione delle trasformazioni in atto.
Lo smart metering vede attivamente impegnati i due rispettivi paesi, Regno Unito ed
Italia. Gli interessi dietro a questo settore sono molteplici. Il primo è la portata dei
progetti che, tralasciando le sperimentazioni iniziali, sono rivolti a coprire
progressivamente tutto il territorio nazionale. Il secondo punto di interesse è dato dal fatto
che lo Smart Metering implementa la visione Smart City-IoT (ed in parte anche quella di
smart home), con un approccio sense-communicate-act ovvero richiedendo un hardware
distribuito per la sensorizzazione, una architettura di comunicazione ed un centro di
raccolta dati e coordinamento. A breve termine i maggiori benefici sono per le compagnie
di servizi quali elettricità, gas ed acqua che possono facilmente misurare i consumi e
procedere ad una più accurata fatturazione. In un secondo tempo l’auspicio è che grazie a
questi sistemi si possa creare un mercato maggiormente aperto e concorrenziale.
Il Regno Unito, tramite l’Ofgem che di fatto è l’autorità nel settore energetico, ha già da
qualche anno avviato il progetto Smart Metering Uk. Il dettaglio di questo programma e
le sue ingenti risorse sono analizzate dettagliatamente nel capitolo 4.5. Si tratta di un
progetto già avviato ed in corso di sperimentazione. La fase di implementazione a regime
delle tecnologie di Smart Metering prevede come anno di inizio il 2016 e verrà portata
avanti per mezzo di selezionati partner aziendali.
In Italia, invece, il progetto di Smart Metering sta seguendo una diversa strada. A parte
alcune sperimentazioni, portate avanti dall’autorità AEEGSI preposta, di fatto il 2015
sembra essere l’anno chiave per l’avvio dei progetti di Smart Metering rivolto alla
distribuzione del gas domestico e che dovrebbe, entro il 2018, coprire più della metà delle
abitazioni. In particolare, entro tale data, l’Italia punta a sostituire il 60% degli attuali
contatori, mentre il Regno Unito ha un obiettivo di più lungo termine, ma comparabile,
114
puntando a raggiungere praticamente il 100% per la fine del 2020 con circa 50 milioni di
smart meter installati ed operativi.
Da notare che in Italia la gestione a distanza dei contatori elettrici è una realtà da oltre
dieci anni, grazie alla tecnologia di comunicazione PLC (Power Line Communication).
A livello tecnologico, il progetto inglese si basa sull’istallazione di hub centralizzati
casalinghi in grado di raccogliere dati ed interagire (wireless) con i vari smart meter
domestici relativi alle varie utenze.
L’approccio mediante hub centrale è quello che più si avvicina e si integra con l’idea di
smart home e con le soluzioni domotiche attuali. L’Italia, sebbene possa contare già su
un’architettura di comunicazione, quella PLC appunto, operativa e funzionante, al
momento l’adozione di una soluzione unificata, come quella inglese, richiederebbe la
sostituzione di tutti i contatori elettrici gia in essere. In particolare l’AEEGSI ha aperto a
sperimentazioni per quanto riguarda soluzioni multi-utility, vicine al modello inglese.
Come sottolineato in più occasioni dall’Osservatorio, anche a partire dal tema dello smart
metering, si può poi passare a parlare di Infrastruttura urbana “smart” (SUI-Smart Urban
Infrastructure), ovvero una piattaforma di comunicazione condivisa che, in ottica più
propriamente smart city, possa essere estesa a diversi ambiti che coinvolgano la città
intera piuttosto che le singole abitazioni. Il riferimento è alla gestione dell’illuminazione
pubblica e alle sperimentazioni per la raccolta dei rifiuti.
La situazione è analoga nel Regno Unito e, nonostante le sperimentazioni sparse in
alcune parti di Londra, non risulta che Cambridge e Milton Keynes abbiano ancora
adottato soluzioni efficaci per quanto riguarda le piattaforme condivise ed integrate per la
comunicazione e la gestione urbana.
In sintesi, Italia e Regno Unito sono due paesi che per geografia, società, cultura e
ricchezza si somigliano molto. Questa affinità permane talvolta nelle modalità in cui
viene affrontato il tema dell’innovazione e dell'efficienza cittadina, ovvero lo
sfruttamento delle tecnologie IoT a favore della smart city.
Anche le sfide che i due paesi si trovano ad affrontare hanno molto in comune. Traffico,
trasporto, urbanizzazione, inquinamento ed invecchiamento della popolazione sono solo
alcune delle problematiche principali. Da questo confronto con l’Italia, la situazione del
Regno Unito non appare sostanzialmente troppo differente. In entrambi i casi le priorità
115
sono analoghe, maggiore efficienza ed efficacia nei servizi offerti risultano le principali
motivazioni. Trattandosi di un terreno ancora inesplorato si assiste a molte
sperimentazioni territoriali e ad una frammentazione di scelte talvolta anche eccessiva.
Entrambi i paesi ricorrono in quota maggioritaria a finanziamenti pubblici, nazionali o
europei, per portare avanti molte tematiche in ambito smart city. Gli interventi privati,
quando ci sono, avvengono generalmente con modalità di project financing o affini ed
indirizzati alle iniziative più concrete e con maggiori garanzie remunerative. Su questo
punto il Regno Unito è avvantaggiato rispetto all’Italia per la maggior presenza di fondi
d’investimento e società finanziare di rilievo.
116
Capitolo 6 - Conclusioni Il concetto di Smart City indica un processo di sviluppo che molte città stanno
intraprendendo al fine di affrontare i propri processi di trasformazione in atto. Le
possibilità offerte dalle tecnologie ICT hanno già contribuito molto per quanto riguarda la
modernizzazione dei servizi cittadini ed oggi con l’emergente settore dell’Internet of
Things le possibilità si sono moltiplicate.
A livello mondiale sono innumerevoli i progetti riferiti come Smart City. Questa tesi,
seguendo le linee guida dell’Osservatorio Internet of Things del Politecnico di Milano, ha
indirizzato il suo contributo allo studio del contesto del Regno Unito.
A partire da Londra ed allargandosi ad altre principali città è stata effettuata una
mappatura dei casi più interessanti ed emblematici, raccogliendo informazioni sia con la
presenza personale sul territorio che tramite opportune ricerche online. I dati raccolti
hanno permesso dunque di definire lo stato attuale ed alcune caratteristiche delle Smart
City UK.
Nel Regno Unito l’attenzione all’innovazione urbana è molto alta. La capitale Londra, in
termini di numero di progetti, fa da capofila, rappresentando da sola circa la metà dei
casi; questo dato non sorprende in quanto si tratta, sicuramente di una delle città più
dinamiche, innovative e multiculturali a livello europeo. I suoi trend di crescente
urbanizzazione, attuale e soprattutto attesa, la pongono continuamente sotto stress,
perché segue un processo di continuo rinnovamento che manifesta problemi e criticità,
generalmente in anticipo rispetto alle realtà cittadine, non solo nel Regno Unito, ma a
livello mondiale. Trasporto pubblico, sicurezza e controllo del territorio rappresentano gli
ambiti che negli ultimi anni stanno ricevendo la maggior attenzione, più che nelle altre
città analizzate.
Nonostante Londra primeggi sia per quanto riguarda il numero che la dimensione
finanziaria complessiva dei progetti, altre realtà meritano di essere monitorate.
Se si volesse individuare un outsider, questo ruolo spetterebbe senza dubbio alla città di
Milton Keynes. Si tratta di una (relativamente) piccola città che, negli ultimi anni, anche
a causa dello spostamento verso una economia sempre più dominata dal settore terziario,
si sta impegnando molto sia economicamente che nelle iniziative autonome. Dai dati a
disposizione, Milton Keynes risulta la principale città per quanto riguarda il numero di
117
progetti Smart City rapportati alla popolazione ed è anche quella che, eccezion fatta per
Londra, presenta la più ampia distribuzione di quest’ultimi rispetto ai vari ambiti di
interesse.
Globalmente, non si rilevano, di anno in anno, particolari e ben definiti trend né
predilezioni nel numero di progetti rispetto ai driver o agli ambiti di interesse considerati.
A prescindere dal luogo geografico, il concetto di Smart City e nuove tecnologie IoT nel
Regno Unito è ancora fortemente sostenuto da finanziamenti pubblici. La quasi totalità
dei casi analizzati si divide praticamente a metà tra progetti a finanziamento pubblico e
quelli che vedono una situazione ibrida pubblico-privato. La media dei finanziamenti ai
progetti cittadini è di poco superiore ai 9 milioni di sterline ciascuno, ma con una
deviazione standard di valore quasi doppio a testimonianza di una elevata variabilità di
cifre.
Interessante è notare come i progetti che raccolgono i maggiori finanziamenti complessivi
siano quelli caratterizzati da driver principali legati a benefici di efficienza operativa e di
efficacia. Sebbene dunque sia alta la propensione alla sperimentazione ed alla
innovazione, forte è nel Regno Unito la volontà o la necessità di investire su strade che
possano portare a risparmi economici di lungo periodo.
In termini qualitativi e non solo finanziari, tra quelli mappati è stata sottolineata la
presenza di due casi, in ambito Smart Metering, di particolare rilevanza. Si tratta di
progetti aventi estensione nazionale, con investimenti superiori al miliardo di sterline
complessivo e la cui trattazione è stata approfondita in un capitolo a parte del presente
lavoro.
Infine, una valutazione complessiva che emerge da questa analisi riguarda la
frammentazione degli interventi. Infatti, molte città adottano diverse soluzioni per
risolvere gli stessi problemi. Se da un lato questa varietà è positiva dal punto di vista della
ricerca, poiché permette un numero maggiore di sperimentazioni, dall’altro, questo
modello basato su interventi autonomi ed indipendenti presenta alcuni svantaggi che nel
futuro potranno portare a problemi di coordinamento e di integrazione futura tra le varie
soluzioni.
Succesivamente, un possibile sviluppo di questo lavoro potrebbe prendere in
considerazione l’analisi dell’impatto dei casi applicativi Smart City e IoT analizzati a
distanza di qualche anno.
118
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Appendice A – Internet of Things in dettaglio IoT: Nascita e contesto di inserimento Sono passati quasi ventiquattro anni dal 6 Agosto 1991 data a cui comunemente si fa
risalire la nascita del World Wide Web nei laboratori del CERN di Ginevra. Circa due
anni dopo, software, linguaggi e protocolli alla base del web vennero resi pubblicamente
disponibili dando il via all’esplosione tecnologica, economica e sociale, alla quale ancora
oggi stiamo assistendo. Il web ha contribuito alla diffusione a livello planetario di internet
tanto che nel linguaggio colloquiale moderno i due termini vengono frequentemente
usati, seppur impropriamente, in maniera interscambiabile. Il successo di Internet è
testimoniato dal fatto che oggi l’accesso alla rete è trattato, in diverse nazioni del mondo,
come un diritto equiparabile a quello dell’accesso ai servizi essenziali di fornitura di
acqua ed elettricità. Internet rappresenta la base su cui il web e tanti altri servizi esistono.
La sua nascita risale agli anni ’60-‘70 e, prima della sua diffusione di massa, i suoi
ristretti ambiti di utilizzo erano confinati a quelli militari ed accademici.
Per dare una definizione di “che cosa è internet”, a livello prettamente tecnico, basta
affermare che si tratta di un insieme di protocolli (pila protocollare) che permette ad un
certo numero di dispositivi eterogenei di poter dialogare tra loro e di scambiarsi
informazioni (Kurose & Ross, 2012). Tra questi il protocollo IP (Internet Protocol) ha un
ruolo di spicco in quanto è quello che assegna un identificativo univoco a ciascun
dispositivo nodo della rete; prerequisito essenziale affinché ciascun membro sia
raggiungibile e, a sua volta, possa raggiungere gli altri. Internet ha una estensione
pressoché mondiale e, in questo senso, ha giocato un ruolo fondamentale il concetto di
neutralità rispetto ai dati e servizi che vi transitano (Krämer, Wiewiorra, & Weinhardt,
2012).
La diffusione di tecnologie “wireless” e la conseguente diffusione di dispositivi con
accesso ad Internet tra cui spiccano gli smartphone, hanno trasformato “la rete” in
qualcosa di ordinario, ovvero quasi indispensabile, nella vita di tutti i giorni. Il livello di
pervasività di Internet è sostanzialmente esploso negli ultimi anni e, insieme si è
sviluppata una pletora di nuovi servizi ad esso più o meno collegati. Nel finire degli anni
'90, l'accesso alla rete era ancora sostanzialmente orientato alla ricerca statica di
122
informazioni (motori di ricerca-siti web) ed alla comunicazione testuale (e-mail e chat).
Oggi, altri aspetti quali “social” ed “e-commerce” hanno una valenza altrettanto
importante e quotidianamente un elevato numero di business passano, del tutto o in parte,
dalla rete. Rispetto agli albori, si tratta in ogni caso di una internet che vede la persona
umana come attore e fruitore principale tramite dispositivi più o meno smart quali PC,
tablet, smartphone. Sarà sempre così? Certamente no e, di fatto, si sta già sviluppando
un'idea di Internet, nella quale praticamente qualsiasi oggetto potrà essere connesso in
rete e messo nelle condizioni di dialogare direttamente con gli altri. Si tratta del modello
Internet of Things (IoT). Dall’interazione (automatica) degli oggetti del mondo reale,
l'intento è quello di far nascere servizi sempre più innovativi. Fino a qualche anno fa si
sentiva parlare del frigorifero connesso ad internet come esempio evocativo di quello che
sarebbe stata la possibile evoluzione della rete del futuro. Oggi, domotica, tutela
ambientale e città sono solo alcune delle aree in cui l'IoT viene applicata con successo.
Sarebbe in ogni modo riduttivo considerare l’IoT come una semplice evoluzione
dell’Internet attuale. Quando il paradigma dell’internet of things venne inizialmente tirato
fuori dalla comunità scientifica, le prime idee erano relative al “sensing the physical
world”, ovvero la costruzione di reti di sensori efficienti ed a basso costo che potessero
aprire le porte a nuove scoperte, benefici ed applicazioni. Sebbene alla base vi sia ancora
questa idea, negli ultimi anni diverse cose sono cambiate e sono stati ideati molti nuovi
utilizzi. Si tratta certamente di uno sviluppo che va di pari passo con le innovazioni
riguardanti l'hardware, le tecnologie di comunicazione ed i software disponibili, mentre
l’impatto e le potenzialità che questi avranno sono ancora tutte da scoprire.
IoT: Definizione In letteratura esistono varie definizioni di Internet of Things, che spaziano da quelle che
forniscono una visione di alto livello e dunque concettuale, a quelle invece molto
specifiche che si limitano a particolari declinazioni di IoT relative ad un campo piuttosto
che un altro. Per prima cosa si evidenzia che l’IoT è sostanzialmente un paradigma, una
visione che coinvolge trasversalmente tutte le discipline ICT (Information and
Communication Technologies). Attenendosi ad una interpretazione quanto più prossima a
quella letterale, l’Internet of Things, può essere descritto come una rete di estensione
mondiale di oggetti interconnessi basata su protocolli di comunicazione standard.
123
Esiste già una notevole quantità di differenti tecnologie di comunicazione per l’IoT,
alcune complementari ed altre in concorrenza tra loro. Non siamo quindi in presenza di
un vero e proprio standard, ma di un vasto insieme di possibilità.
Secondo Miorandi, Sicari, Pellegrini, & Chlamtac (2012), la rete IoT è caratterizzata da
oggetti che abbiano:
" Natura hardware.
" Identificatore univoco.
" Capacità di calcolo, seppure estremamente limitate.
" Efficiente gestione energetica.
" Trasmissione dati limitata.
" Set minimo di funzionalità di comunicazione e/o interfacciamento con altri
dispositivi (non è richiesto invece l’interfacciamento diretto con persone).
" Capacità per cercare e/o scoprire altre entità della rete.
" Sensori e/o attuatori che forniscono capacità di interazione con l’ambiente
circostante.
Sebbene non vi sia una linea di demarcazione netta, di fatto l’ultimo punto della lista è
quello che differenzia in maniera sostanziale questi oggetti dai dispositivi con i quali le
persone si trovano già oggi ad interagire nell’accesso ad Internet (es. PC, smartphone,
etc..).
124
Figura 10- IoT, alcuni attori ed aree coinvolti.
In (Gubbi, Buyya, Marusic, & palaniswami, 2013)
Osservato da una prospettiva di sistema, l’IoT può essere invece descritto come un
ambiente di comunicazione altamente dinamico e fortemente distribuito. In maniera più
radicale si potrebbe definire l’Internet of Things come la massima realizzazione dei più
classici sistemi distribuiti o una estensione della Internet attuale rispetto a come la
conosciamo, sia in termini di funzionalità che di distribuzione geografica (Figura 10).
Nell’IoT molti nodi della rete, in particolare quelli posti ai margini, sono costituiti da
sensori che forniscono i punti di contatto con il mondo fisico e costituiscono la parte più
cospicua delle informazioni in input alla rete. Un esempio è quello del monitoraggio del
territorio e la tutela, la prevenzione e la previsione di possibili fenomeni catastrofici.
Attraverso una o più reti di sensori si possono tenere sotto controllo in modo continuativo
intere aree geografiche rilevando, in maniera più accurata e tempestiva di quanto non
accada oggi, eventuali situazioni di allarme o pericolo.
Quella di acquisire e di analizzare dati del mondo esterno è una operazione che
chiaramente non presenta evidenti effetti collaterali. Quando le tecnologie saranno più
mature ed affidabili, è prevedibile che la rete si evolverà dai nodi-sensori verso un
125
numero sempre maggiore di nodi-attuatori, cioè di dispositivi hardware in grado di
modificare attivamente l’ambiente circostante sulla base delle informazioni
ricevute/analizzate. In maniera limitata, simili tecnologie sono già impiegate nel campo
della domotica e della produzione industriale.
A fianco dei nodi-sensori e dei nodi-attuatori, l’evoluzione dell’IoT è determinata anche
dai nodi interni alla rete. Non avendo interfacce verso il mondo esterno, questi sono
essenzialmente nodi deputati alla raccolta e alla elaborazione delle informazioni. Si tratta
di unità con elevate capacità in termini di calcolo e memorizzazione, assimilabili agli
attuali servizi di cloud computing. Tali capacità, unitamente alla complessità degli
algoritmi che su di essi vengono eseguiti, costituiscono di fatto la vera intelligenza della
rete con focus verso quelle tecniche di automatic reasoning che permettono di elaborare
decisioni razionali in maniera sempre più autonoma.
A livello di sistema la letteratura analizzata (Atzori, Iera, & Morabito, 2010) (Akyildiz,
Sankarasubramaniam, & Cayirci, 2001) (Gubbi, Buyya, Marusic, & palaniswami, 2013)
isola le seguenti caratteristiche peculiari per la Internet of Things:
Scalabilità – La rete deve essere in grado di gestire un numero sempre crescente di
dispositivi (nell’ordine di miliardi) che quotidianamente potranno essere connessi (o
anche disconnessi) dalla rete, senza che questo ne degradi le prestazioni. Il passaggio
dalla versione del protocollo IP dalla 4 alla 6 va proprio nella direzione di allargare il
numero di dispositivi che possono essere connessi contemporaneamente alla stessa rete.
Senza contare configurazioni particolari l’IPv4 è teoricamente in grado di gestire fino ad
un massimo di 2^32 dispositivi (4,3 miliardi circa). L’evoluzione di Internet ha mostrato
ben presto che questo numero, inizialmente considerato sufficiente, non avrebbe retto uno
scenario in cui la partecipazione alla rete non fosse più solo appannaggio dei soli PC, ma
fosse potenzialmente estesa a qualsiasi oggetto. La versione successiva, ovvero l’IPv6,
sebbene non ancora globalmente adottata, è in grado di gestire teoricamente fino ad un
massimo di 2^128 dispositivi (Internet Engineering Task Force, 1998).
Eterogeneità – In linea teorica non ci sono restrizioni in merito alla tipologia di
dispositivi che possono essere connessi. Possono essere i più svariati purché condividano
i medesimi standard, protocolli ed interfacce di comunicazione.
Ottimizzazione energetica – Nell’idea di una rete diffusa da un punto di vista geografico,
in special modo per i nodi più esterni, spesso non forniti da una linea elettrica stabile, è
126
necessario una particolare attenzione al dispendio energetico. Il riferimento è a dispositivi
perlopiù alimentati a batteria e dotati di comunicazione radio. L’esempio classico è quello
di un sensore per il monitoraggio ambientale in luoghi remoti. Tralasciando la questione
della possibilità di sfruttare fonti rinnovabili, moltissimi studi e progetti riguardano la
ricerca di soluzioni che minimizzino il consumo energetico di tali dispositivi, fermo
restando un set base di funzioni che devono essere necessariamente svolte.
Capacità auto-organizzative – La complessità ed il dinamismo che molti scenari IoT
presentano, rendono necessaria una intelligenza che sia distribuita nella rete in modo che
gli oggetti (o quantomeno un sottoinsieme vitale di essi) siano in grado di reagire
autonomamente ad un ampio spettro di situazioni. Già la sola e continua
connessione/disconnessione, accidentale e non, dei nodi della rete crea la necessità di
utilizzare protocolli specifici che permettano di adattarsi a tali eventi, senza la necessità
di una sovrastruttura di coordinamento.
Interoperabilità semantica e gestione dati – Non solo i protocolli di comunicazione
devono essere condivisi, ma anche la rappresentazione dei dati deve essere tale. In
sostanza i vari dispositivi devono potersi scambiare informazioni che siano mutualmente
interpretabili. Questo significa l’adozione di un linguaggio ed una strutturazione dei dati
uniforme o più in generale di una semantica che sia allo stesso tempo condivisa ed aperta
rispetto a modifiche ed estensioni future.
Sicurezza – Sia a livello protocollare che di hardware, le parole chiave sono
autenticazione ed integrità dei dati. Attraverso le attuali soluzioni di cloud computing
questi problemi sono stati in qualche modo già affrontati, sebbene vi sia ancora molta
strada da fare soprattutto in relazione al livello di pervasività che tali tecnologie
raggiungeranno rispetto alla vita delle persone, intese sia a livello di singoli che di
società.
Infine è bene considerare la necessità che siano definiti e dunque rispettati determinati
standard qualitativi in merito al servizio offerto affinché una tecnologia sia proficuamente
sfruttabile, soprattutto a livello di creazione di business. Si parla in questo caso di Quality
of Service (QoS), per riferirsi ai requisiti minimi che la rete deve essere in grado di
garantire rispetto ai vari flussi informativi. Non tutti i servizi infatti avranno la stessa
tolleranza rispetto a ritardi e/o errori di comunicazione. Pur nell’idea di mantenere una
rete per quanto possibile di tipologia best effort (Clark & Fang, 1998), è indubbio che
127
nella miriade di servizi ve ne siano alcuni che, per ragioni di sicurezza e/o economiche,
abbiano prelazione sugli altri. Come aggregare al meglio questi flussi e gestirne le
priorità è ancora un campo di ricerca molto attivo, non solo nel mondo IoT ma anche in
quello più generale dell’ICT.
IoT: Tecnologie abilitanti Un punto chiave dell’Internet of Things è quello delle tecnologie abilitanti. In realtà si
tratta di un argomento vastissimo e che da solo potrebbe coprire diversi volumi. Molta
della tecnologia del mondo dell’elettronica, dell’Information Technology e delle
telecomunicazioni è coinvolta e le linee di demarcazione sono sfumate quando non
proprio assenti. Una grossa fetta, se non tutto, della rete Internet odierna è inglobata ed
ancora non sono ben chiari i limiti ed i confini di applicabilità di questa tecnologia. Lungi
dal poter svolgere una trattazione esaustiva, l’attenzione è rivolta esclusivamente a quelle
che sono le tecnologie hardware e software che ad oggi hanno la rilevanza maggiore per
l’IoT.
Due dei blocchi costituenti questa nuova visione di internet sono le Wireless Sensor
Network (WSN) e la tecnologia Radio-Frequency Identification (RFId).
Una rete di sensori è composta di un gran numero di nodi posizionati in prossimità del
fenomeno di cui si vuole avere misurazione. La posizione dei sensori non deve
necessariamente essere conosciuta o determinata a priori, garantendo la massima
flessibilità di posizionamento anche in luoghi di difficile accesso per l’uomo. Ciò
significa che i protocolli di comunicazione devono implementare capacità auto-
organizzative e di cooperazione orientate al funzionamento del sistema nel suo complesso
piuttosto che al singolo dispositivo. Misure quali affidabilità e disponibilità del servizio
riguardano prima di tutto il funzionamento dell’intero complesso di dispositivi e non i
singoli componenti. Ciascun nodo-sensore è dotato di un proprio processore per eseguire
localmente semplici operazioni e trasmettere in maniera sintetica solo quei dati ed
informazioni di interesse. Questo permette un risparmio in termini di consumo di banda e
dunque energetico rispetto ad un sistema che trasmetta tutti i dati in forma grezza (raw).
Grazie ad una rete di sensori si ottiene una migliore comprensione dei fenomeni misurati
in modo da poter avere una base dati adatta per modelli di analisi e previsione sempre più
efficaci ed accurati. Non si tratta di una visione rivoluzionaria; per analogia si può
osservare come di fatto questa architettura sensoristica, tipica della visione IoT, sia la
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stessa adottata negli esseri umani. Semplici cellule recettive, distribuite più o meno
uniformemente in tutto il corpo, costituiscono le terminazioni del sistema nervoso che
vengono sintetizzate e raccolte a vari livelli di aggregazione fino a raggiungere il sistema
nervoso centrale, centro principale di elaborazione e decisione. In teoria dei grafi una
struttura simile viene chiamata struttura ad albero (West, 2001). L’analogia con l’IoT
comunque si ferma all’architettura di sensori, in quanto quest’ultima adotta una
organizzazione matematicamente rappresentabile con grafi più generali e complessi,
strutture distribuite, caratterizzate da più nodi di raccolta e/o elaborazione dei dati.
Visto che ciascun sensore è un'unità con limitate capacità di calcolo è importante che
possa trasmettere i dati a chi abbia le capacità di raccoglierli ed analizzarli. Le wireless
sensor network hanno molto in comune con le più diffuse reti ad hoc (Perkins, 2000).
Tuttavia, come fa notare (Akyildiz, Sankarasubramaniam, & Cayirci, 2001) molti dei
protocolli (e dunque algoritmi) di queste ultime, non sono applicabili al caso delle WSN.
Alcuni dei motivi riguardano:
• L’ordine di grandezza del numero di nodi che compongono una rete di sensori,
qualora si tratti di misurazioni ad alta densità.
• I nodi sono soggetti a guasti che modificano continuamente la topologia di rete.
• Predilezione della comunicazione broadcast piuttosto che una point-to-point.
• Limitatezza hardware dei dispositivi, anche dovuti al risparmio energetico.
• I sensori di misurazione non partecipano come singole entità alla rete IoT (i.e. non
posseggono un indirizzo univoco).
Diversamente dagli altri più comuni tipi di sistemi wireless la comunicazione RFId è di
tipo prettamente asimmetrico, nel senso che una delle due parti coinvolte, chiamato
lettore, ha il ruolo di trasmettitore, mentre l’altra, il transponder (può essere un semplice
RFId-tag) ha il ruolo di risponditore. Punto cruciale del successo della tecnologia RFId è
quello per cui l’entità rispondente in generale lo fa riflettendo, opportunamente modulate,
le onde elettromagnetiche emesse dal trasmettitore.
Il tag (di cui un esempio è riportato in Figura 11) può essere visto come una unità
estremamente semplice e dal basso costo, cosa che peraltro lo rende già diffuso nella vita
quotidiana delle persone, ad esempio in ambito di dispositivi antitaccheggio nei negozi,
129
nelle carte di pagamento contactless, per identificare automaticamente i podisti lungo un
percorso, etc.
Figura 11- Esempio etichetta con tag RFId (Fonte Wikipedia).
Benché ne esistano di dotati di batteria propria e definiti tag attivi, più diffusi ed
interessanti sono quelli definiti passivi che sfruttano totalmente l’energia trasmessa dal
lettore per generare la risposta. In sostanza non sono alimentati da alcuna batteria e la
risposta avrà una portata limitata e non richiederà calcoli particolari.
Si tratta del punto di forza delle tecnologie RFId che riducono i costi di mantenimento
praticamente a zero e dunque, laddove applicabili, vengono preferiti ad altre tecnologie.
Figura 12- Tag RFId
130
Se non diversamente specificato, in generale,parlando di tag RFId, si intende quelli di
tipo passivo (Figura 12).
Dal punto di vista hardware un tag RFId è un device composto da tre elementi:
• Antenna: per ricevere e inviare il segnale.
• Condensatore: per immagazzinare l’energia accumulata in ricezione.
• Chip: non si parla di processore in quanto per la maggior parte si tratta di una
semplice macchina di stato che mantiene un identificativo e poco altro.
Tutti i componenti sono rivestiti mediante protezioni più o meno robuste a seconda della
destinazione d’uso del tag.
Sulla base delle tecnologie RFId, si è sviluppato, più recentemente, quell’insieme di
standard e tecnologie che prende il nome di Near Field Communication (NFC). A
differenza dello schema asincrono e dei ruoli fissati tra lettore e ricevitore, l’NFC
permette una comunicazione bidirezionale. Quando due apparecchi NFC vengono
avvicinati entro una certa distanza, si crea tra i dispositivi una rete peer-to-peer, dove
entrambi possono scambiare informazioni e dunque fungere rispettivamente da ricevitore
o trasmettitore. L’NFC ha distanze di trasmissione decisamente più contenute dell’RFId,
ma permette una migliore programmazione dei tag, adattandoli ad esigenze più specifiche
e personali. In generale, essendo una tecnologia caratterizzata da una velocità di
trasmissione non particolarmente elevata, le informazioni scambiate sono contenute e, nel
caso di trasferimenti di grosse moli di dati tra due dispositivi, può essere utilizzata al fine
di sincronizzare i due dispositivi nella fase iniziale, e poi continuare con il trasferimento
dati mediante altre tecnologie quali quella Bluetooth.
La tecnologia Bluetooth è presente già da molti anni soprattutto a corredo di dispositivi
portatili quali cellulari e notebook. Si tratta di un protocollo di trasmissione nato a cavallo
degli anni 2000 e pensato principalmente per tutti quei dispositivi che a vario titolo
entrano a far parte della cosiddetta personal Area Network (PAN). Rispetto al Wi-Fi è
caratterizzato da velocità (teoriche) ridotte, distanze di funzionamento minori, ma anche
un consumo energetico minore. Questo lo rende adatto a connettere tra loro dispositivi
tipo auricolari, speaker, smartwatch o ad una unità centrale quale lo smartphone.
Dalla versione 4.0 il protocollo Bluetooth si pone come tecnologia di comunicazione
valida anche per l’ambito IoT. Infatti, la nuova versione (oggi siamo alla 4.2) definita
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Bluetooth Low Energy (BLE) o Bluetooth Smart ha introdotto una serie di migliorie,
quali:
• Basso consumo energetico, pur mantenendo le prestazioni sul livello delle
precedenti.
• Basso costo di produzione.
• Riduzione delle dimensioni del chipset.
• Tecniche crittografiche più avanzate.
A testimoniarne il livello di diffusione è il fatto che quasi tutti gli attuali smartphone
supportano questo protocollo, pur mantenendo compatibilità anche con le versioni
precedenti. Il Bluetooth LE supporta la topologia di rete denominata a stella (Figura 13) e
dunque risulta ancora una scelta valida per gestire tutti i dispositivi ed applicazioni a
servizio della persona, magari con al centro lo smartphone che funge così da gateway per
l’accesso ad Internet.
Le tecnologie di comunicazione trattate fino ad ora e definite anche machine-to-machine
(M2M) costituiscono quelle più propriamente sviluppate in ottica IoT. Accanto a queste
non sono da dimenticare anche le altre tecnologie quali Wi-fi, Wi-MAX, reti cellulari di
n-ma generazione.
Al di là dell’ambito della ricerca, occorre puntualizzare che quelle che sono e saranno di
fatto le tecnologie di spicco sono decise da fattori che vanno al di là delle reali capacità e
potenzialità di ciascuna di esse, ma dipendono anche e soprattutto da ragioni di mercato.
Non è difficile imbattersi in situazioni dove a seguito di una analisi ex post risulta come il
successo di una tecnologia piuttosto che un’altra sia conseguenza del successo, magari
per altre ragioni, della diffusione dei dispositivi che la implementano.
Figura 13- Hub a stella
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Oltre ai sensori ed ai protocolli di comunicazione, l’Internet of Things è fatta anche di
applicazioni che usano i dati raccolti dalle varie strutture terminali della rete al fine di
interfacciarsi con gli utenti finali ed offrirgli determinati servizi. A collegare la parte
applicativa a quella hardware c’è uno strato software denominato genericamente
middleware (Figura 14). In pratica possono essere molteplici i livelli che compongono il
middleware e dunque è più corretto parlare di una pila di livelli. Lo scopo del middleware
è quello di nascondere i dettagli delle particolari tecnologie utilizzate ai livelli superiori,
ovvero, uno sviluppatore di applicazioni non dovrà conoscere tutti i protocolli e le
tecnologie dei livelli sottostanti, ma potrà concentrarsi esclusivamente sul servizio di alto
livello che intende sviluppare. Le funzioni offerte dalla rete sottostante verranno
presentate e rese accessibili attraverso interfacce software (in genere APIs - Application
Program Interface). In questo modo si disaccoppiano i due strati, di rete e applicativo, e,
anche cambiando le tecnologie di rete sottostanti, sarà sufficiente agire sul middleware
per mantenere compatibilità con tutti i servizi precedentemente sviluppati.
Figura 14- Middleware.
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In merito all’IoT le architetture proposte negli anni tendono in larga parte a seguire i
principi SOA (Service Oriented Architecture). Si tratta di un paradigma il cui modello di
riferimento, dato dall’organizzazione OASIS (OASIS, 2015) , lo definisce sinteticamente
come:
“A paradigm for organizing and utilizing distributed capabilities that may be under the
control of different ownership domains. It provides a uniform means to offer, discover,
interact with and use capabilities to produce desired effects consistent with measurable
preconditions and expectations.”
Lo scopo di questo modello è quello di favorire la scomposizione ed il disaccoppiamento
di grandi servizi monolitici come composizione, orchestrata, di un certo numero di servizi
più piccoli. L’uso di interfacce comuni e protocolli standard permette lo sviluppo di
processi anche a livello business senza imporre tuttavia l’uso di tecnologie specifiche per
l’implementazione. Le parole chiave sono semplicità, integrazione, velocità di sviluppo e
riuso dei componenti software.
Sia dal punto di vista hardware che software l’Internet of Things è in ogni caso un
Figura 15- Mappa dei settori coinvolti in IoT. In (Raconteur, 2014)
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paradigma estremamente innovativo. Oltre a quelle citate, più proprie del cuore IoT, vi
sono molti ambiti coinvolti ed annoverati nella veste di tecnologie “sinergiche”. Si tratta
cioè di quegli ambiti che, in ottica IoT, sebbene non siano essenziali, possono
aggiungervi valore oggi o in un futuro prossimo. Tra queste abbiamo i settori che
riguardano: robotica, biometria, machine vision, tele-presenza, georeferenziazione, etc.
(Figura 15)
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Appendice B – Allegato email
POLITECNICO DI MILANO SCHOOL OF MANAGEMENT
INVESTIGATION ON THE SMART CITY PROJECTS ENABLED
BY THE NEW PARADIGM OF THE INTERNET OF THINGS
INTERVIEW GUIDE
An extended version of the results of the Research shall be sent to all the companies and Public Administrations that will contribute to its implementation.
Definition of the Internet of Things 1 Internet of Things (IoT) applications are all those solutions based on “smart” objects – that is, objects provided with one or several functionalities of self-‐awareness (identification, locating, diagnosis of status), measurement and/or interaction with the surrounding environment and data processing, and capable of connecting to a network to communicate the information possessed, collected and/or processed.
-‐1 For the description of the application fields of the Internet of Things, see Appendix A
“ INTERNET OF TH INGS OBSERVATORY”
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1. THE INTERLOCUTOR
1.1 The name, surname and role of the interlocutor within the Public Administration and the Smart City projects
2. THE PROJECTS AND THE PROGRESS
2.1 Synopsis of the Smart City projects enabled by the Internet of Things:
# Project title Application field* Progress** Start date 1 2 [...]
* See Appendix A ** Progress: preliminary analysis, pilot project, executive project
3. THE DESCRIPTION OF THE PROJECTS
3.1 Description of the projects mentioned in Table 2.1 and of the main technologies adopted (HW, SW, communication)
3.2 Other stakeholders involved (e.g., suppliers of technologies, advisors, etc.) and contribution of each stakeholder within the framework of the projects
4. THE DECISION-‐MAKING PROCESS
4.1 Start-‐up and genesis of the projects (PA as a promoting entity, private citizen's initiative, decision following a consulting project, etc.)
4.2 Roles - within the PA - of the persons responsible involved in the decision (promoter, coordinator, person responsible for defining the objectives, etc.)
4.3 Initial macro-‐objectives of the projects (e.g., cost reduction, external quality improvement, demand for clients / suppliers, etc.)
5. THE BENEFITS AND THE CRITICALITIES DETECTED
5.1 Benefits obtained/expected from the projects (e.g., improvement in the quality of life, cost reduction, level of productivity, etc.), if available in terms of quantity
5.2 Major criticalities, errors to be avoided in the subsequent implementation of new Smart City / IoT projects
6. THE COSTS AND THE METHODS OF FINANCING
6.1 Total costs incurred and indications on the profitability of the projects
6.2 Methods of financing (external financing, direct investment by the PA, private financing) that have allowed the Smart City / IoT projects to be started and developed
6.3 Payment methods for the projects (one-‐off payment or “as a service”)
7. FUTURE PLANS
7.1 As regards the application fields described in Appendix A, specify for each of them whether any projects are scheduled to be started over the next 3 years and, if these are not planned, specify the reasons why (lack of funds, issue not at the top of the agenda, lack of interest, etc.)
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APPEND IX A
INTERNET OF THINGS AND SMART CITY: THE APPLICATION FIELDS CONSIDERED
! Traffic management: measurement of the real urban traffic flow and use of the data collected to prevent congestion, regulate access to controlled traffic zones, manage the traffic light system dynamically, as well as the parking status and duration
! Public transport: locating means (through the on-‐board GPS boxes of vehicles) to provide citizens with reliable information on the waiting times, enable priority at traffic lights and dynamically improve the management of vehicle flows
! Road network: intelligent street lighting, involving the installation of street lamps with self-‐diagnosis of status and powering (turning on / off); monitoring of road conditions to detect any potholes or criticalities in the road surface
! Waste collection: automatic identification of street bins during the emptying step and concurrent weighing for control and reporting purposes; monitoring of the waste quantities in street bins, to correctly determine the emptying needs
! Environment monitoring: detection systems for air pollution and weather parameters and for the detailed monitoring of air and water quality, as well as of microclimate conditions
! Territory safety and control: urban video surveillance systems, accident detection systems, gunshot identification systems, etc.
! Territory monitoring: monitoring of natural risks – fire, landslide, flooding, etc. – within or near the urban areas
! Entertainment & Tourism services: applications aimed at supporting the sightseeing, such as the NFC applications to provide tourists with further information on most interesting urban points (e.g., monuments)
! Smart Metering & Smart Grid: smart meters (Smart Metering) to measure consumption (electricity, gas, water, heat), their correct invoicing and remote management; smart electricity network (Smart Grid) to optimize distribution, managing the distributed production and electrical mobility
! Smart Building: automatic management of any equipment and systems of a building (such as the lighting and air-‐conditioning systems), with special attention to the monitoring of the indoor environment in view of energy saving and personal safety
! eHealth: solutions for the real-‐time remote monitoring of vital signs, thus reducing hospitalization, for diagnosis and care purposes; locating patients to ensure greater freedom of movement and, at the same time, to guarantee control and safety
* * *
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