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スマートシティ（Smart City）とは？定義や課題、日本と海外の事例を紹介

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2023-06-14

9min

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「スマートシティ」は、日本国内だけでなく、世界中の都市で注目を集めています。この記事では、スマートシティの意味や特徴、さらに国内外の事例を詳しく紹介します。民間企業や政府が熱心に社会実装を進めているスマートシティについて、興味深い情報をお伝えします。

スマートシティ（Smart City）の6つのスマート

スマートシティとは、下記6つの「スマート〇〇」の集合体のことで、IoTやAI、ビッグデータを活用し、人や企業の利便性や快適性がより向上し、地球環境への配慮を含めた持続可能な未来都市のことをいいます。

・【生活】スマートリビング（Smart Living）
・【経済活動】スマートエコノミー（Smart Economy）
・【交通】スマートモビリティ（Smart Mobility）
・【環境】スマートエネルギー（Smart Energy）
・【行政】スマートガバナンス（Smart Governance）
・【教育】スマートラーニング（Smart Learning）

このスマートシティの中心となる「6つのスマート〇〇」は、ウィーン工科大学がヨーロッパの「The smart city model（スマートシティモデル）」として開発をしました。

（参考）european smart cities 4.0 (2015)｜TU Wien

また、スマートシティの考え方自体に様々な捉え方ができ、スマートシティには、決まった1つの正解などはないため、世界中で国の慣習や文化、宗教観などに合わせて様々な実証実験が行われています。

【生活】スマートリビング（Smart Living）

スマートリビング（Smart Living）とは、IoTやAI、ビッグデータなどの最先端テクノロジーを活用して、人々の生活の質を向上し、より快適に生活できる状態のことをいいます。

【経済活動】スマートエコノミー（Smart Economy）

スマートエコノミー（Smart Economy）とは、IoTやAI、ビッグデータなどの最先端テクノロジーを活用して、高効率化された供給体制と革新的な生産体制と高購買消費が実現している状態のことをいいます。

【交通】スマートモビリティ（Smart Mobility）

スマートモビリティ（Smart Mobility）とは、IoTやAI、ビッグデータなどの最先端テクノロジーを活用して、自動運転（コネクテッドカー）技術を社会で実現している状態のことをいいます。

【環境】スマートエネルギー（Smart Energy）

スマートエネルギー（Smart Energy）とは、IoTやAI、ビッグデータなどの最先端テクノロジーを活用して、再生可能エネルギーの活用や効率的なエネルギー管理を行なっている状態のことをいいます。

【行政】スマートガバナンス（Smart Governance）

スマートガバナンス（Smart Governance）とは、IoTやAI、ビッグデータなどの最先端テクノロジーを活用して、家庭と都市全体のインフラをインターネットに繋げて管理している状態のことをいいます。

【教育】スマートラーニング（Smart Learning）

スマートラーニング（Smart Learning）とは、IoTやAI、ビッグデータなどの最先端テクノロジーを活用して、学習指導や計画、管理、コーチングなどをより効率的に行なっている状態のことをいいます。

スマートシティが注目される背景

そもそもこのスマートシティ構想は、2009年にオランダのアムステルダムが「Amsterdam Smart City Challenge」として、世界の中でもいち早くスタートさせました。
その後、IoTやAI、ビッグデータ、5GやWi-Fi6、LPWAなどさまざまな領域で急速に進化を続けるテクノロジーの後押しを受け、世界中でスマートシティの実現可能性が高まったことで、日本も「Society5.0」の一環としてスマートシティ構想を打ち出しました。

（参考）Society 5.0 - 科学技術政策｜内閣府

スマートシティ1.0とスマートシティ2.0

スマートシティには、テクノロジードリブン（テクノロジー中心型）の「スマートシティ1.0」とユーザードリブン（利用者中心型）の「スマートシティ2.0」があります。
この考え方は、ドイツのエバーハルト・カール大学テュービンゲン（Eberhard Karls Universität Tübingen）のヘニング・グンター（Henning Günter）教授がまとめた考え方です。

スマートシティ1.0
スマートシティは、エネルギー需給や地球温暖化など世界が抱える大きな問題の1つの解決策として始まりました。そのため、スマートシティ1.0では、人を中心とした設計ではなく、テクノロジーを中心とした設計と開発がされています。

スマートシティ2.0
一方、スマートシティ2.0は、人々の生活の質の向上など人を中心に、IoTやAIなどのテクノロジーを導入するような設計と開発がされています。

スマートシティのメリットと課題

スマートシティには、多くのメリットを享受することができると同時に、その実現には、多くの課題も存在します。その中でも主に語られるメリットと課題を紹介します。

メリット

ここでは、スマートシティの主な3つのメリットを紹介します。

・突発的な停電リスクの低減
スマートシティの1つの要素であるスマートエネルギーやスマートガバナンスの分野で挙げられるメリットがこの停電リスクの低減です。効率的なエネルギー管理と、各家庭や都市ごとの消費電力をインターネットで一元管理できることで、電力供給不足を事前に予測し、都市全体や国全体で最適なエネルギー管理を実現することができれば、突発的な停電のリスクを下げることができると期待されています。

・医師の診断の簡略化
スマートリビングに関わる分野で挙げられるのが、この医師の診断の簡略化です。5GやWi-Fi6などの通信技術とIoTやAI、ビッグデータを組み合わせることで、遠隔診療や遠隔手術が実現すると予測されており、これまでかかっていた医師の負担を低減できると期待されています。

・交通渋滞の緩和
スマートモビリティの分野で挙げられるメリットが交通渋滞の緩和です。自動運転（コネクテッドカー）が社会全体に普及すると、これまで渋滞で悩まされていた道や時間帯などに合わせて最適な交通状況にできると期待されています。

課題

ここでは、スマートシティの主な2つの課題を紹介します。

・未来都市構想が不明確
スマートシティの議論がなされる際に一番大きな課題となっているのが未来の都市のあり方をどう定めるかという都市のビジョンに関してです。様々な人や企業、組織、地方自治体の思惑が交差し、それぞれが別々のビジョンを描いているため、日本全体として、どのような都市を目指していくのかという明確なビジョンが定まっていないのが現状です。

・個人情報の取り扱い問題
スマートシティの前提となるのがテクノロジーの活用です。人や企業、都市、インフラ情報など様々な情報がインターネットを介し繋がることでスマートシティが実現すると言っても過言ではないですが、その際に問題になるのが、個人情報の取り扱いに関してです。どの情報をどのように誰に対して開示や共有ができるのかなど、人に関わる情報への取り扱いやセキュリティの問題が依然として解決していないのが現状です。

スマートシティの国内事例

日本国内のスマートシティの事例を紹介します。

日本全国各地のスマートシティに関する事例は、国土交通省が運営する「スマートシティ官民連携プラットフォーム」で様々なスマートシティの取り組みや関連事業におけるプロジェクトが紹介されています。

【トヨタ】静岡県裾野市「Toyota Woven City」

「Toyota Woven City」は、トヨタ自動車がコネクティッドシティとして、静岡県裾野市で2024年から2025年ごろにオープンを目指しているとされる日本で一番注目度の高いスマートシティの1つです。

Toyota Woven Cityの初期の人口は、2,000人を想定しており、初期には、下記8タイプの人々が居住するとされています。

・トヨタの従業員と家族
・退職した夫婦
・小売店舗で働く人
・プロジェクトに参画する科学者
・各業界のパートナー企業の担当者
・報道関係者
・トヨタと一緒にこのプロジェクトに参画することに関心がある人
・将来の暮らしを改善したいと思っている人

また、このToyota Woven Cityの中では、自動運転技術の実証実験の他にも様々な最先端テクノロジーを活用したスマートシティの実証実験を行うことが予定されています。

（参考）Toyota Woven City｜Toyota Woven City
（参考）トヨタWoven City、初期住民は8種類！自動運転を試す実証都市、いつオープン？｜自動運転ラボ

町田スマートシティプロジェクト（東京都町田市）

このプロジェクトでは、エネルギー効率の向上や低炭素社会の推進を目指しています。太陽光発電や蓄電池システムの導入、電気自動車の普及など、持続可能なエネルギー利用が行われています。

神戸スマートシティプロジェクト（兵庫県神戸市）

神戸では、地震や災害に備えたスマートシティの実現を目指しています。地震情報をリアルタイムに収集し、建物やインフラの安全性を監視するシステムが導入されています。

つくばスマートシティ（茨城県つくば市）

つくばでは、次世代のエネルギーシステムや交通システムの開発が進められています。太陽光発電や風力発電の活用、スマートメーターの導入などが行われており、住民の生活の質を向上させる取り組みが行われています。

フクシマスマートコミュニティ（福島県郡山市）

福島県では、震災後の復興を兼ねてスマートシティの実現に取り組んでいます。再生可能エネルギーの活用や省エネルギーの推進、地域との連携などが特徴的です。

スマートシティの海外事例

海外のスマートシティの事例を紹介します。

【アリババ】中国杭州市「ETシティブレイン / 城市大脳」

中国の巨大テクノロジー会社の阿里巴巴（アリババ）は、中国杭州市に、ETシティブレイン（城市大脳）を導入し、都市データをリアルタイムに活用し、都市のオペレーション上の不備や欠陥を即座に修正できるようなシステムを構築しています。

（参考）Alibaba Cloud Intelligence Brain: Ultra-Intelligent AI Platform Solutions for Business Problems

【テンセント】中国深圳市「NetCity」

中国大手のテクノロジー会社のテンセントでは、中国深圳市の東京ドーム40個分の敷地に人工都市「NetCity」の建設を2027年に予定している。
「NetCity」では、データ駆動型のデザイン手法が用いられ、徒歩移動だけで、生活と仕事が可能になる都市を目指しており、アメリカの建設会社NBBJが都市設計を手掛けています。

（参考）Home｜NBBJ
（参考）Tencent Japanの公式ウェブサイト｜Tencent Japan

スマートシティで活用されるテクノロジー

ここでは、スマートシティで活用される主なテクノロジーを紹介します。

IoT・M2M

スマートシティを推進する上で、何よりも重要なテクノロジーが「IoT」と「M2M」です。

IoTとは
IoTとは、「アイオーティー」と読み、「Internet of Things」の略で、日本では「モノのインターネット」とも呼ばれています。もっとわかりやすくいうと、「これまでインターネットに繋がらなかったモノがインターネットに繋がるようになった」と解釈することができます。
具体的に、現在、私たちの生活の中でもメガネや時計、自動車などのありとあらゆるモノがインターネットとつながり、私たちの生活を便利にしています。

「IoT」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『IoTとは？Internet of Things（モノのインターネット）の意味や仕組みを事例を交えてわかりやすく簡単に解説！』

M2Mとは
M2Mとは、「エムツーエム」と読み、「Machine to Machine」の略称で、「人間を介在することなく、モノ同士が相互に情報のやり取りをする仕組み」のことです。

M2Mの特徴として、専用のネットワークだけに限らず、インターネットを介した接続をすることで、モノ同士のやりとりをすることもあります。

M2Mは、機械（モノ）同士が制御を行うため、高度な操作も可能になります。この技術を応用して、自動運転システムを実現したり、住宅の電力を自動制御したりと、あらゆる場面での活躍が期待されています。

「M2M」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『M2M（Machine to Machine）とは？意味や仕組み、IoTとの違い、事例を簡単に紹介！』

5G・Wi-Fi6・LPWA

スマートシティの通信領域を支える重要なテクノロジーが「5G」「Wi-Fi6」「LPWA」の3つです。

5Gとは
5G（第5世代移動通信システム）とは、移動通信システムの一種で、2022年現在、最新の移動通信システムのことです。第5世代というのは、これまでの移動通信システムの中で第5世代目にあたる最新のバージョンということです。
5G（第5世代移動通信システム）の特徴は、「超高速・大容量」「超低遅延」「多数同時接続」の3つです。

「5G」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『5Gとは？5G（第5世代移動通信システム）の特徴や仕組みをわかりやすく解説！』

Wi-Fi6とは
Wi-Fiは「ワイファイ」と読みます。スマホやPC、タブレットなどの端末を無線でLAN（Local Area Network）に接続する技術のことです。自宅や職場、カフェなどでWi-Fiを利用するには、専用のWi-Fiルーターが必要です。
Wi-Fi 6の特徴は、「Wi-Fi 5と比べて、約1.4倍の高速通信」「混信が起きにくく、複数通信に強い」「消費電力が低く、バッテリーが長持ち」の3つです。

「Wi-Fi 6」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『Wi-Fi 6とは？次世代Wi-Fi規格の特徴やメリット、対応ルーター・スマホ・PCを紹介！』

LPWAとは
LPWA（LPWAN）とは、「エルピーダブリューエー（エルピーダブリューエーエヌ）」と読み、「Low Power Wide Area（Low Power Wide Area Network）」の略で、低消費電力で遠距離通信を実現するデータ通信方式または無線通信技術のことです。
また、LPWAの記載方法として、「LPWA」と記載しても、「LPWAN」と記載してもどちらも同じ意味です。日本では、「LPWA」と表記されることが多いです。
LPWA（LPWAN）の特徴は、「広範囲・遠距離通信」「低消費電力」「低速度」「低コスト」「複数デバイスの同時接続性」の5つです。

「LPWA」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『LPWA（LPWAN）とは？IoTに最適な通信方式LPWA（LPWAN）の特徴や種類、周波数、メリット・デメリットを紹介』

エッジコンピューティング・クラウドコンピューティング

スマートシティをコンピューティングシステムから支えているのが「エッジコンピューティング」「クラウドコンピューティング」の2つです。

エッジコンピューティングとは
エッジコンピューティングとは、スマホやタブレットをはじめとするIoTデバイスとその利用者の近くに分散設置されたサーバーでデータの処理や分析をおこなうコンピューティングモデルのことです。

このコンピューティングの処理のことを「エッジ処理」とも呼び、インターネットに接続されているIoTデバイスをクラウド上にデータ送信せずに、リアルタイムに処理することができるため、IoT時代に重要となる通信遅延やシステムへの負担が軽減される技術として注目を集めています。

「エッジコンピューティング」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『エッジコンピューティングとは？意味や仕組み、メリット、課題を徹底的に紹介！』

クラウドコンピューティングとは
クラウドコンピューティング（cloud computing）とは、「クラウド」「クラウドサービス」「クラウドコンピューティングサービス」とも呼ばれ、インターネットなどのネットワークを通して、クラウドサービス提供事業者の提供するサービスを利用する仕組みです。
提供される機能には、サーバーやストレージ、データベース、アプリケーションなどがあります。

「クラウドコンピューティング」について詳しく知りたい方は、こちらの記事をご覧ください。
『クラウドコンピューティングとは？意味や仕組み、メリット、課題を徹底的に紹介！』

スマートシティソリューション提供企業3選

ここでは、スマートシティソリューションを提供する3社を紹介します。

HITACHI「日立のスマートシティ」

主な支援内容
▼官公庁
・ハイリスク検知高度化ソリューション
・大規模オープン基幹系システム向けアプリケーションフレームワーク「Justware for LM Version 7」
・戸籍総合システム：照会発行
・戸籍総合システム：拡張オプション
・戸籍総合システム：戸籍情報保全ユティリティ
・戸籍総合システム：戸籍情報データ変換ユティリティ
・証明書検証サーバ
・電子申請 / 窓口基盤ソフト「アプリポーター」
・公共機関向け電子字典「五萬悦」
・指静脈認証ソリューション
・アクセシビリティ・サポーター「ZoomSight」

▼自治体
・日立自治体ソリューション ADWORLD
・地域IoT連携クラウドサービス
・自治体向けマイナンバーソリューション
・日立公的個人認証利用サービス
・AIを活用した保健事業支援サービス
・税業務支援サービス（都道府県向け）
・本人認証ソリューション
・公共機関向け電子字典「五萬悦」
・4Uweb Webユニバーサルデザインソリューション
・アクセシビリティ・サポーター「ZoomSight」

▼学術研究
・研究開発データ管理ソリューション
・材料開発ソリューション

▼社会基盤
・マルチモーダル深層学習基盤
・ITS Solutions to Realize Safe and Comfortable Urban Area

会社情報
株式会社日立製作所
https://www.hitachi.co.jp/Div/jkk/jichitai/smart/

日本電気「NECのスマートシティ」

主な支援内容
・NEC 応援経済圏構築プラットフォーム
・NeoFace KAOATO
・NEC クロスドメイン型デジタルサービス構築プラットフォームキャッシュレスサービス
・NEC エリアデータ連携基盤
・GISAp
・NEC IoT センサデータ可視化サービス
・FieldAnalyst
・NEC ガイド予約支援サービス
・NEC ツアーガイドマッチング支援サービス
・NEC 健診結果予測シミュレーション
・NEC 歩行姿勢測定システム
・NEC 大学IR データ分析クラウドサービス
・NEC 営農指導支援システム
・NEC 集出荷コントロールシステム
・NEC 樹冠3D化サービス
・NEC やさい生育観測サービス
・NEC 地域資源循環サービス
・NEC データ匿名化ソリューション
・NEC 保育園AIマッチングシステム
・公債権徴収率向上支援ソリューション
・窓口改善ソリューション
・NEC デジタル変革支援サービス
・車両継続検査実施可否判断システム

会社情報
日本電気株式会社
https://www.nec-solutioninnovators.co.jp/sl/smartcity/solutions/index.html

CISCO「スマートシティ」

主な支援内容
・【照明】Cisco Kinetic for Cities ライティング
エネルギー消費とコストの削減、メンテナンスのシンプル化を実現します。
・【環境】
地域に特化した監視や予測モデルにより、環境被害から人命やインフラを保護します。
・【駐車場】Cisco Kinetic for Cities パーキング
住民が駐車スペースを探す時間を減らしつつ、需要に応じて駐車場を提供し、収益を確保します。
・【安全性とセキュリティ管理】
問題を正確に検出し、デジタル監視によって犯罪を防ぎます
・【交通】Cisco Kinetic for Cities セイフティ＆セキュリティ
道路の状況をライブ画像で確認し、交通管理を改善するための情報を入手します。
・【廃棄物管理】
廃棄物の管理、収集、追跡により、ゴミのオーバーフローや健康被害を回避します。

会社情報
シスコシステムズ合同会社
https://www.cisco.com/c/ja_jp/solutions/industries/smart-connected-communities.html