IoT/アナリティクス時代におけるスマートシティの実現方法を考える

超越した複合体を構成するテクノロジーコンポーネント

超越した複合体の実現には、3つの要素で構成されるエコシステムが必要とされています。それらを一つひとつ見てみましょう。

超越した複合体のための統合リファレンスアーキテクチャー

1. データ収集

データの取込み

現代社会において、電子機器類のIoT対応などあらゆるモノのインターネット化が可能と言われていますが、改修物件の設計においてはデータ収集戦略の定義が重要なステップになります。(すべてのデバイスがIoT化するまでは旧機器とIoTデバイスを接続する互換システムが必要となります)そのステップがデータ取り込みや移行の際に、クラウドベースのソフトウェアアプリケーション側でのスムーズな処理を左右します。

リアルタイムアプリケーションにおいては、業界内で広く浸透していますが、明確に定義づけられていないデータ移行のプロトコルやメカニズム、崩壊したバリューチェーンや不明確なデータ所有権とその利用などが阻害要因となります。

ここではRESTful API、CoAP、HTTP(s)、AMQP、MQTTといった最適化データ移行プロトコルが欠かせません。ネットワーク内のスマートエッジデバイスがこうしたプロトコルを活用する場合、ゲートウェイがIoT定義のプロトコル変換において重要な役割を果たします。ゲートウェイは、非IP旧システム(または非IoT対応の従来型システム)とデータの転送処理や分析のための軽量クラウドサービスを備えたプロトコル間のブリッジとして機能します。

さらに、収集されたデータはリアルタイムや時系列順であるとは限りません。構造的もしくは非構造的データフィードであることが多く、メンテナンス履歴やソーシャルメディアの情報などがシステムの一部として使用されることがあります。

データソース

エッジコンピューティング(エッジゲートウェイ)

エッジコンピューティング(もしくはエッジゲートウェイ)とはデータを実行してソースの近くでネットワーク処理するクラウドコンピューティングシステムの技法の1つです。

これにより、データソース付近もしくはデータソース内でパフォーマンス分析やナレッジの創出が行われ、デバイスと中央データ処理ユニット(サーバー内またはクラウド内)の通信帯域幅が削減されます。

IoTの世界においてエッジデバイスは、知能を備えたコンピューティングデバイスとして定義されており、入力系統やその他のスマートデバイス、リモートサービスからの入力信号にしたがって事前に設定されたアクションを実行する「モノ」を指します。

エッジコンピューティングは不安定な接続時でも確実なIoTエコシステムの動作を実現します。エッジアプリケーションサービスはデータ移動量を削減し、データ負荷を大幅に低減することができ、結果的に送信コスト削減、遅延短縮、サービス品質向上につながります。スマートシティサブシステムとそのコンポーネントを設計する際は、より多くのエッジデバイスを実装することが有用です。

2. クラウド、データプラットフォームと分析

データ戦略と相互接続性や複数システムの相互運用性の成功はデータプラットフォームに依存します。一般的に知られているガイドラインなどはありますが、主にプロバイダーのデータプラットフォームとソフトウェアアーキテクチャーが接続されています。確認事項は以下の通りです。

データの互換性(データの取り込み方法とサポート):時系列ごとのイベント、非構造的テキスト、画像、映像配信、PDF、スキャナデータ
エッジレベルでの自律分散コンピューティング用のマイクロサービスを実装した分散アーキテクチャー
ビッグデータストレージおよびプロセッシングシステム:(例、Hadoop Systemなど:ビッグデータの管理を分散処理技術によって実現するオープンソースのミドルウェア)

分析サイドのデータプラットフォームは以下の条件を満たしている必要があります。

ルール(単純な計算や数学的表現)を基本とした分析法のアプローチ
統計学的分析能力
最適化およびディープラーニング。統計に基づいたデータで履歴をもとにパターンを認識、適切なアクションを自動的に実行
複雑なワークフロー管理

3. モビリティ、アプリケーション、見える化

昨今のビジネス上の課題はテクノロジー、最適化、コンプライアンスとセキュリティ、およびコスト削減です。その結果として、エンドユーザーのニーズや体験はあまり注目されていません。技術やユースケースはエコシステムにおけるペルソナの体験を考慮する必要があります。スマートシティの居住者向けのインタフェースには以下が必要となります。

エンゲージメント:社会的、創造的、協力的な結びつき
満足感:幸せな市民による幸せな街が直接影響
エンパワーメント:選択肢や柔軟性を与え制御できる感覚