نگاهی به پروژه هوشمندسازی رصد تخلفات ساختمانی در مناطق پیرامون شهر

علیرضا وفایی نیا | شهرآرانیوز - در عمر بیش از صدساله شهرداری‌ها در کشورمان، یکی از اصلی‌ترین کارویژه‌های این نهاد نظارت بر ساخت‌وساز و پروژه‌های ساختمانی بوده است، مسئولیتی که سال‌های گذشته و با توجه به گسترش پرسرعت محدوده‌های شهری مشهد، اجرای آن با روش‌های سنتی، هر روز سخت‌تر از گذشته می‌شود. این چالش به طور خاص در حریم شهر پررنگ‌تر هم می‌شود و با توجه به گستردگی جغرافیایی این مناطق و دشواری نظارت بر آن‌ها با استفاده از روش‌های قدیمی و نیروی انسانی، هر سال شاهد هزاران ساخت‌وساز جدید غیرقانونی در حریم مشهد هستیم.

چالشی که باعث شد از حدود ۲ سال پیش سازمان فناوری ارتباطات و اطلاعات شهرداری مشهد برای اولین‌بار در کشور به دنبال هوشمندسازی فرایند نظارت بر ساخت‌وساز‌ها باشد و با کمک شرکت‌های دانش‌بنیان و دانش بومی، پروژه نظارت پهپادی بر ساخت‌وساز‌های حریم شهر را اجرا کند. با توجه به اینکه از حدود ۲ هفته پیش فاز دوم اجرای این پروژه آغاز و محدوده‌های گسترده‌تری از مناطق حریم شهر زیر نظارت پهپاد‌ها قرار گرفته‌اند، روند توسعه این پروژه را در گفتگو با نوید زهدی، معاون هوشمندسازی سازمان فاوای شهرداری مشهد، بررسی کردیم.

راهکاری تازه برای مشکل قدیمی

یکی از مشکل‌های جدی مدیریت شهری، ساخت‌وساز‌های غیرمجاز در حریم شهر مشهد است که به دلایل مختلف مثل مهاجرت از اطراف شهر به مشهد و هم‌چنین افزایش تمایل مردم به ساخت باغ‌ویلا‌ها در حریم شهر در سال‌های گذشته رو به افزایش بوده است.

به گفته معاون هوشمندسازی فاوا، کمیسیون ماده ۱۰۰ شهرداری که مسئول شناسایی ساخت‌وساز‌های غیرمجاز اطراف شهر و رسیدگی به آن‌هاست، تصمیم گرفت که به سمت استفاده از فرایند‌های هوشمند برای این کار حرکت کند: با توجه به گستردگی حریم شهر و دشواری دسترسی به برخی از منطقه‌ها، شیوه‌های سنتی شناسایی ساخت‌وساز‌های غیرمجاز از بازدهی مطلوبی برخوردار نبود.

در شیوه سنتی، اکیپ‌های بازرسی باید به صورت حضوری در حریم شهر گشت می‌زد و ساخت‌وساز‌های غیرمجاز احتمالی را رصد می‌کرد و علاوه بر محدودیت‌های استفاده از نیروی انسانی، امکان نظارت بر ساخت‌وساز‌هایی که در پشت دیوارکشی‌های زمین‌ها هم رخ می‌داد وجود نداشت. در کنار این موضوع، احتمال وجود فساد هم در فرایند نظارت سنتی بر ساخت‌وساز‌ها وجود داشت.

به همین دلیل و با شناسایی نقاطی از حریم شهر که تعداد ساخت‌وساز‌ها در آن‌ها بیشتر است، کمیسیون ماده ۱۰۰ شهرداری درخواست ارائه راهکاری هوشمند برای نظارت بر این موارد را داشتند. بر همین اساس، پروژه نظارت هوشمند بر ساخت‌وساز‌های حریم شهر با استفاده از پهپاد و الگوریتم‌های هوش مصنوعی در سازمان فناوری اطلاعات و ارتباطات شهرداری مشهد آغاز شد. ابتدا یک محدوده آزمایشی ۱۱۷۲ هکتاری در غرب بولوار شاهنامه را مشخص کردیم و از ابتدای اسفند ۹۸ تا انتهای تیر ۹۹ این پروژه را در این محدوده اجرا کردیم.

راهکاری متناسب با نیاز مدیریت شهری

با توجه به فراگیرشدن دسترسی به تصاویر ماهواره‌ای در سال‌های گذشته و خدماتی که وب‌سایت‌های مختلف در این زمینه به کاربران ارائه می‌دهند، در نگاه اول به نظر می‌رسد می‌توان این تصاویر را جایگزین عکس‌برداری با پهپاد کرد. اما به گفته زهدی، ۲ تفاوت مهم باعث شد که مدیریت شهری به جای استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، به سراغ پهپاد برود: در بررسی‌هایی که در ابتدای کار انجام دادیم، پروژه‌ای را که کاملا شبیه این طرح باشد چه در داخل کشور و چه در دیگر شهر‌های دنیا مشاهده نکردیم. البته تا امروز پروژه‌های مشابهی چه در عرصه ملی و چه در دیگر نقاط دنیا انجام شده است، اما نقطه تمییز این طرح با نمونه‌های مشابه، به ۲ بخش برمی‌گردد. اولین بحث تفاوت، به هدف اجرای پروژه برمی‌گردد.

در پروژه‌های بین‌المللی شناسایی تغییرات ساخت‌وساز، از تصاویر ماهواره‌ای استفاده می‌شود. این مدل تصاویر برای تعیین تغییرات مناسب است، اما زمانی که هدف شما از اجرای پروژه، جلوگیری از ساخت‌وساز‌های غیرمجاز باشد، باید بازه زمانی بین ثبت تصاویر به حداقل برسد. در تصاویر ماهواره‌ای، با ۲ محدودیت بزرگ روبه‌رو هستیم. اول اینکه بازه‌های زمانی میان تصاویر گرفته‌شده در بهترین حالت بین ۱۵ تا ۲۰ روز است.

دوم هم اینکه جزئیات این تصاویر برای حوزه‌های نظارتی که در شهرداری مشهد مورد نظر است، مناسب نیست. اما ما با استفاده از تصاویر پهپادی، می‌توانیم به اطلاعات ۸ مورد مشخص از جمله دیوارکشی، اضافه شدن طبقه، احداث استخر و گودبرداری، برسیم. به همین دلیل تصمیم گرفتیم در این طرح به جای کمک گرفتن از تصاویر ماهواره‌ای، به سمت استفاده از پهپاد برویم. با این کار، هم می‌توانیم بازه زمانی میان ثبت تصاویر را به حدود ۳ روز یک‌بار کاهش دهیم و هم تصاویر گرفته‌شده دارای جزئیات موردنظر ما باشند.

۴۵ برابر مؤثرتر از روش‌های سنتی

در این طرح ابتدا منطقه‌ای خاص مشخص می‌شود و سپس پهپاد به طور متوالی در روز‌های مختلف، تصاویر هوایی از منطقه‌های مورد نظر را به ثبت می‌رساند و در نهایت به کمک هوش مصنوعی، تغییر‌هایی که در تصاویر در طول زمان اتفاق می‌افتد شناسایی خواهد شد. پس از آن هم اطلاعات این موارد به اکیپ‌های اجرای ضوابط منتقل می‌شود تا به محل مورد نظر مراجعه کنند و با ساخت‌وساز‌های غیرمجاز برخورد قانونی انجام دهند.

استفاده از هوش مصنوعی از نکات ویژه این طرح در صحبت‌های معاون هوشمندسازی سازمان فاوا به شمار می‌رود: در این پروژه شناسایی همه تغییراتی که در زمین‌ها در طول زمان اتفاق می‌افتد (مانند دیوارکشی، حفر چاه، اضافه شدن طبقه، قطع درخت، ساخت استخر و ...) توسط هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی شناسایی می‌شود و در دستور کار قرار می‌گیرد. در گام اول، در محدوده غرب بولوار شاهنامه، هر ۵ روز تصاویر از محدوده اجرای پروژه گرفته می‌شد تا بتوانیم ساخت‌وساز‌های غیرقانونی احتمالی را با سرعت مناسب شناسایی کنیم.

اجرای این طرح در عمل با نتایج خوبی همراه بود و بر اساس آمار‌های به‌دست‌آمده، تغییرات شناسایی‌شده با استفاده از پهپاد، در مقایسه با روش سنتی در بازه زمانی یکسان، ۴۵ برابر بیشتر بود. در ادامه پروژه و با توجه نتایج مورد قبول اجرای آزمایشی آن، کمیسیون ماده ۱۰۰ درخواست کرد که اجرای آن را به سایر نقاط حریم مشهد که ساخت‌وساز بالایی دارند هم گسترش دهیم. به همین دلیل، امسال محدوده ۵ هزار هکتاری در غرب کمربند شمالی مشهد به مناطق اجرای پروژه نظارت پهپادی اضافه شد. در این مرحله از اجرای کار، از تاریخ ۱۰ آذر، هر ۳ روز تصاویر این مناطق با پهپاد عکس‌برداری می‌شود.

دقت بالاتر، هزینه‌ای پایین‌تر

با اینکه هدف اصلی از فرایند‌های هوشمندسازی و استفاده از فناوری در انجام کار‌های مختلف، افزایش سرعت و دقت انجام کارهاست، معمولا شیوه‌های فناورانه به صرفه‌جویی در هزینه‌های انجام کار‌ها هم منجر می‌شوند، موضوعی که به گفته معاون هوشمندسازی سازمان فاوا، در اجرای این پروژه هم محقق شده است: در نظارت به شیوه سنتی نیاز به نیروی انسانی، خودرو و هزینه‌های سربار دیگری وجود داشت. با استفاده از پهپاد همه این هزینه‌ها حذف می‌شود و شاهد صرفه‌جویی در انجام نظارت‌ها هستیم. هرچه مقیاس اجرای این پروژه گسترش پیدا کند، میزان صرفه‌جویی مالی این روش هم بیشتر نمود پیدا خواهد کرد.

در بخش‌هایی از حریم مشهد ساخت‌وساز چندانی صورت نمی‌گیرد و لزومی به اجرای این طرح در آن‌ها نیست، اما برای گسترش پروژه در مناطقی که ساخت‌وساز بیشتر است، با توجه به حجم بالای اطلاعات و پردازشی که باید روی آن‌ها انجام شود، نیازمند ایجاد زیرساخت جامعی هستیم. برای اجرای این کار در حال طراحی سامانه‌ای بومی هستیم که بتواند در پهنه‌های وسیع‌تر پردازش اطلاعات ثبت‌شده توسط پهپاد‌ها را انجام دهد. سامانه‌ای که تا امروز نمونه مشابهی در کشور ندارد. با ساخت این سامانه می‌توان استفاده‌های دیگری هم در پردازش تصاویر انجام داد و اطلاعات پردازش‌شده را به خروجی‌های مورد نیاز حوزه‌های دیگر مدیریت شهری تبدیل کرد.

عکس‌برداری از ارتفاع ۴۰۰ متری

تصاویری که با پهپاد‌ها ثبت می‌شود دارای مقیاس‌های مختلفی است و همین تفاوت در مقیاس عکس‌ها باعث می‌شود که دقت تصاویر هم دارای درجه‌بندی‌های مختلفی باشد. زهدی با اشاره به اینکه دقت تصاویر ثبت‌شده در این پروژه تنها در حدی است که نرم‌افزار‌های هوش مصنوعی بتوانند عارضه‌های ساخت‌وسازی را شناسایی کنند ادامه داد: در واقع، جزئیات تصاویر به صورت سایه‌روشن است و تنها به اندازه مورد نیاز نرم‌افزار‌ها ثبت می‌شود و به هیچ عنوان جزئیات مشخص و واضحی از حریم ساخت‌وساز‌ها در تصاویر مشخص نیست.

در قراردادی هم که برای این پروژه به ثبت رسیده، ارتفاع پرواز پهپاد در محدوده ۴۰۰ متری تعیین شده است و خروجی این تصاویر، تنها به صورت نقاطی در اختیار نرم‌افزار قرار می‌گیرند. به طور کلی اگر شما بخواهید این تصاویر را به صورت عادی مشاهده کنید، هیچ مفهوم خاصی نخواهند داشت و تنها فضا‌هایی در حالت سایه‌روشن را نمایش می‌دهند. این تصاویر بدون کمک نرم‌افزاری که برای آن طراحی شده است قابلیت تفسیر ندارد و دارای جزئیات قابل تشخیصی نیست. در فاز یک پروژه، ۸۰۴ احداث بنای جدید در محدوده غرب شاهنامه داشتیم که نشان‌دهنده شدت ساخت‌وساز بالا در این منطقه است.

پوشش تمام حریم شهر در گام سوم

معاون هوشمندسازی سازمان فاوای شهرداری در ادامه با بیان اینکه تا امروز ۲ مرحله از این پروژه پشت سر گذاشته شده است و در حال حرکت به سمت پوشش مناطق بیشتری از حریم مشهد با نظارت پهپاد‌ها هستیم افزود: مرحله سوم این پروژه که امیدوار هستیم از ابتدای سال آینده آغاز شود، نیازمند تغییراتی در فرایند‌های کاری شهرداری است به طوری که بتوانیم نظارت بر ساخت‌وساز‌های همه محدوده حریم شهر مشهد را به کمک این پروژه و با استفاده از پهپاد‌ها انجام دهیم. انجام این مرحله از کار چند پیش‌نیاز دارد. اول در بحث بودجه باید همه هزینه‌هایی را که برای روش نظارت سنتی انجام می‌شود حذف کنیم و بخشی از این بودجه حذف‌شده را به این پروژه اختصاص دهیم.

دومین مورد هم به حداقل رساندن نیرو‌های نظارتی است که در روش سنتی و در گذشته کار را انجام می‌دادند. سومین مسئله هم تبدیل فضای مدیریت سنتی نظارت بر حریم مشهد به نظام نوین مدیریت بر ناوگان پهپادی و استفاده از ظرفیت‌های شرکت‌های دانش‌بنیان و خصوصی برای اجرای بهتر این پروژه است. با انجام این کار علاوه بر اشتغال‌زایی مناسب، خروجی کار هم کیفیت بالایی پیدا می‌کند و به طور مستمر انجام خواهد شد.

توسعه همکاری مدیریت شهری با شرکت‌های دانش‌بنیان

زهدی با اشاره به اینکه سابقه نظارت بر ساخت‌وساز‌ها تقریبا برابر با عمر تأسیس شهرداری‌هاست، اظهار کرد: شهرداری مشهد عمری حدود صدساله دارد و از ابتدای تشکیل این نهاد، بحث نظارت بر ساخت‌وساز‌ها از کارویژه‌های شهرداری مشهد بوده است. به همین دلیل تغییر یک رویکرد سنتی صدساله و تبدیل آن به روشی نوین با مقاومت‌هایی همراه است. البته خوشبختانه امروز در بدنه مدیریت شهری حجم همراهی با این رویکرد جدید خیلی بهتر شده است و به همین دلیل معتقدیم به زمان توسعه این پروژه به تمام محدوده حریم مشهد بسیار نزدیک شده‌ایم.

با توجه به حمایت‌های خوبی که شهردار و اعضای شورای اسلامی شهر هم از این رویکرد نوین و هوشمند داشته‌اند، به‌زودی شاهد اتفاق‌های خوبی در این زمینه خواهیم بود. هم‌چنین با توجه به اینکه محور اصلی اجرای این پروژه در حوزه هوش مصنوعی و یادگیری ماشینی بوده است، در آینده می‌توانیم در زمینه‌های دیگر هم از ظرفیت‌های ایجادشده دانشی در این بخش استفاده کنیم. با توجه به اینکه اجرای نظارت هوشمند پهپادی با کمک شرکت‌های دانش بنیان وابسته به پارک علم و فناوری انجام شده است، فناوری که امروز در اختیار داریم کاملا بومی است و در آینده و با گسترش بیشتر کار، ظرفیت‌های بیشتری برای استفاده از توانمندی‌های شرکت دانش‌بنیان و فناور مشهدی در همکاری با مدیریت شهری مشهد هم فراهم خواهد شد.