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ユーザー(市民)を起点としたサービスの再構築

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最近、スマートシティが話題で、世界的広がりを見せている。普遍的定義はなさそうだが、“スマートシティ”として想像されているビジョンは世界全体でほぼ共通しているようだ。すなわち、「情報やデータにより、都市は、公共交通機関から電力使用、廃棄物管理から給水まで、都市生活のあらゆる側面が完全に制御できる」という認識。このような大変技術的な考え方は、都市全体に設置されたセンサーやデジタルインフラストラクチャによって、人々の動きや交通移動、公共交通機関、エネルギー使用などに関する膨大なデータが蓄積できる。だから、それらによって、実現の可能性は増している、との認識に結び付いているようだ。“IoT時代の到来”という耳あたりの良い表現とともに。
しかし、それには、エネルギー最適化やスムーズな管理などで、理想的で効率的なインフラストラクチャシステムの構築が前提である。そして、何事であれ、巨大システムの構築には苦労が絶えない。そして終わりの無い都市の変容に関わる問題を一手に引き受けなければならない。そんな風に考えると、都市の持続的成長の一切の問題解決を押し付けられるシステムの苦労ははかりしれないものがあるように思う。
そんな中で、このような厳しい取り組みを継続的に成功に導くには、都市住人である一般市民とそれを支えシステム提供の各種サービスプロバイダーとの共創・連携が死命を制するのではないかと思える。そこで、期待の高まっているスマートシティ構築の裏方としてのシステムの構築、特にユーザー(市民)と共創するシステムの中核と思われる仕組みの実際の事例や今後に向けた工夫についてサーベイしてみる。

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ユーザー(市民)を起点としたサービスの再構築

  1. 1. ユーザー(市民)を起点とした サービスの再構築 - プラットフォームによるスマートシティ向け価値創造- B-frontier研究所 高橋 浩
  2. 2. 目次 1.はじめに 2.理論的枠組み 3.新モデルの導入 4.新モデルによる事例分析 5.その他のプラットフォームの検討 6.まとめ 2
  3. 3. 問題意識 • スマートシティは、現在、最も有望で挑戦的 なIoTアプリケーション分野である。 • スマートシティの概念は学術分野および産業 分野で重要な役割を果たしている。 • 交通システム改善や廃棄物管理など多様なサ ービスによって都市変革が期待されている。 • しかし、この拡張は、IoTエコシステムの断 片化など課題も生み出している。 • また、大都市圏での効率的な公共サービスの 提供,統合,改善はかなり困難なことが示され ている。 3 1.はじめに
  4. 4. • そのような中で、最終的にスマートシティ を成功に導くのは、ユーザー(市民)と各 種ステークホルダー間の継続的な価値共創 の仕組みにあると考えられる。⇒課題認識 • 出発点はサービスドミナントロジック( SDL)とし、真にユーザー(市民)の価値 創造に寄与するプラットフォームの枠組み を検討する。 • SDLとプラットフォーム理論の組み合わせ によって、プラットフォーム形成と進化の 過程をフォローし、価値共創がどのように 行われるかを考える。 4 問題意識(続)
  5. 5. • プラットフォームは共創の概念と密接に関連する。 • 共創の概念は、公共サービスプロバイダーとユーザ ー(市民)に持続可能なソリューションをもたらす可 能性がある。 • そこで、スマートシティでデジタルプラットフォームベ ース価値共創の確立を目指す。 • サービスドミナントロジック(SDL⇒次頁)とプラット フォーム理論を創造的に組み合わせる。 • スマートシティ向けに、情報公開チャネルとしてだけ でなく、市民にインタラクティブなサービスとガバナンス インターフェイスを提供する。 5 検討の構想
  6. 6. サービスドミナントロジック(SDL)とは • 企業と顧客がともに価値を生み出す「価値共 創」の場を企業活動の中心に位置づけて経 営論理を構築する。 • サービスをモノ経済の特殊形とする従来の見 方から脱し、モノをサービス経済の一形態と 捉えようとする見方(表現例は下記) 2.理論的枠組み • 「世の中の商売はすべてサービス」 • 「お客様は価値を作り出すパートナー」 – 「価値は企業と顧客との相互作用によって創造」 • 「お客様が使った時点で価値が生成」 – 「お客様が実際に利用した瞬間が価値創造の瞬間」 • 「価値の表現主体は顧客であり、企業ではない」 Stephen L. Vargo & Robert F. Lusch, “Evolving to a New Dominant Logic for Marketing”, Journal of Marketing Vol.68,January 2004
  7. 7. SDL視点とプラットフォームを組み合わせた既存モデル • 発明家、起業家、イノベーターなどあらゆる種 類の有形/無形イノベーションを超越した精神 的モデルとしてサービスを俯瞰 • 全ての製品イノベーションがサービスイノベー ションであるならば、「サービスイノベーション 」と「製品イノベーション」の区別は必要ない。 – 製品は、サービスを提供するためのメカニズム、 媒体、または乗り物に過ぎない。 • 以下、サービスイノベーションに向けたモデル を3相互関連要素、4メタ理論で構築する。 7R. F. Lusch, S. Nambisan, " Service Innovation: A Service Dominant Logic Perspective", MIS Quarterly, 2015. 代表格は 「Lusch & Nambisan 2015」 の提案である
  8. 8. 3つの相互関連要素 サービスエコシステム:効果的な行動を通じて作 成されるA2A (アクターツーアクター)ネットワ ーク構造の中でアクターがサービス交換し価 値創造する組織論理 サービスプラットフォーム:リソース液化し、リソ ース密度を高めて適切なリソース束へのアク セスを促進し、イノベーションを活性化させる サービス交換の効率化と有効性を高める場 価値共創:リソース統合を通じてサービス提供 者とサービス受益者が共同で作った価値や経 験 8 R. F. Lusch, S. Nambisan, " Service Innovation: A Service Dominant Logic Perspective", MIS Quarterly, 2015. ① ② ③
  9. 9. 4つのメタ理論 9 メタ理論名 メタ理論の内容 アクターツーアク ター(A2A)ネット ワーク 全てのアクターが他のアクターのネットワーク内で のリソース統合者で、潜在的なイノベーターまたは 価値の共創者となる形態 リソース液化 関連する物理形態または装置から情報を切り離 すこと。この分離は組織のパフォーマンスを高める ため、仮想層と物質層を絡み合わせることを可能 にする。(その結果、デジタル化に付随する社会技 術的プロセスが、新しい社会的つながりと認知モ デルを生み出す助けとなる ・・・Tilson et al.2011) リソース密度 希望するサービス提供のためのリソースを如何に 迅速に動員できるかの度合い。または、最も効果 的かつ効率的にリソースを動員できる手法やアル ゴリズム、あるいはその成果 リソース統合 全ての社会的、経済的アクターをリソース統合者と 見做す。(全てのイノベーションは、既存リソースを 再結合した結果・・・Arthur 2009) リソース液化 リソース密度 A2Aネットワーク リソース統合 R. F. Lusch, S. Nambisan, " Service Innovation: A Service Dominant Logic Perspective", MIS Quarterly, 2015.
  10. 10. 10 3相互関連要素と4メタ理論を組み合わせた広範な展望図 R. F. Lusch, S. Nambisan, " Service Innovation: A Service Dominant Logic Perspective", MIS Quarterly, 2015. リソース液化 リソース密度 A2Aネットワーク リソース統合 4つの メタ理論 3つの 相互関連要素 ① ② ③
  11. 11. しかし、既存モデルは問題がある • SDLに関する研究は従来、ビジネスサービスが 中心で、公的部門でのアプリケーション適用に あまり注意が向けられて来なかった。 • また、スマートシティのような複雑で大規模な システムに本モデルを適用するような際、指 針となる適切な評価尺度が必要になるが、評 価尺度が明確にされて来なかった。 • そこで、公的サービス面でのユーザー(市民) とプロバイダーとの共創の評価も考慮したス マートシティ向けモデルを作成する。 11 スマートシティに適応するには
  12. 12. スマートシティに向けた新モデルの構築 ◼スマートシティの中心目標である、市民、自治体 、その他の利害関係者間で持続可能な価値を 生み出すことに焦点を当てる。 ◼独自環境で、SDLのコアであるリソースの液化*1 とリソース密度の増加を通じてサービス交換の 効率化と有効性の向上に焦点を当てる。 ◼そのための属性追加と評価尺度の設定を行う。 ◼これをスマートシティ向けのSDL+プラットフォーム 理論の組み合わせ(新モデル)と捉える。 ⇒次節へ 12 リソースの液化とは、関連する物理的な形式または情報を保存、送信、ま たは処理するデバイスから情報を切り離すこと *1:
  13. 13. • 複雑なシステムを管理するための4つの属性を 追加する。 – ①オープン性, ②サービスイノベーション, ③ガバナ ンス, ④リソース • 4つの属性を細分化した9つの評価項目を設 定する。 – ①アクセシビリティ, ②透明性, ③参加,④サービス ポータルの統合,⑤サービスプロセスのイノベーショ ン,⑥リーダーシップ,⑦コントロールポイント,⑧ガバ ナンス構造, ⑨オペラントリソース ⇒次頁表 13Jiang Yu et al., " Towards a service-dominant platform for public value co-creation in a smart city: Evidence from two metropolitan cities in China", Technological Forecasting & Social Change 142 (2019) 168–182. 3.新モデルの導入
  14. 14. 14 4つの属性 定義 9つの評価項目 視点 オープン性 プラットフォーム上のア クターにはサービスプロ バイダー、コンシュー マーが存在する。これに 絡んで3つの評価項目を 設定 アクセシビリティ リソースにアクセス制限で きるか 透明性 何が起きているか情報開 示・追跡できるか 参加 部外者にも機会提供可か サービスイノ ベーション 様々なリソースを統合し プラットフォーム上のア クターによって新しいリ ソースを革新するプロセ ス。関連して2つの評価 項目を設定 サービスポータル の統合 様々なセクターの様々な サービスを効果的にまとめ ているか サービスプロセス のイノベーション サービスプロセスの革新。 特に、共同作成者の参加 を実現しているか ガバナンス プラットフォームの決定 (リーダーシップ)と、リー ダーがアクターにどのよ うに制御または柔軟に するかの側面。関連して 3つの評価項目を設定 リーダーシップ イノベーション促進奨励の 戦略を推進しているか コントロールポイ ント 他アクターに適切なコント ロールを提供しているか ガバナンス構造 様々なアクター間の関係 性が適切か リソース 他リソースに作用して価 値創造をもたらすオペラ ントリソース オペラントリソース 適切なリソース活用か(イ ンターフェース、支払い、 認証、など)
  15. 15. 1. アクセシビリティ:プラットフォームによって提供さ れるリソースに、アプリケーションプロバイダー( または非スポンサー)がアクセスまたは制限な どができるようにしているか 2. 透明性:アプリケーションプロバイダーがプラット フォーム上でアプリケーションを開発し、何が起 こっているか追跡できるようになっているか 3. 参加:ユーザーがプラットフォームのアクティビ ティに自発的に参加する方法を見つけられてい るか 15 オープン性関連の3評価項目 サービスイノベーション関連の2評価項目 ① ② ③
  16. 16. 1. サービスポータルの統合:プラットフォームが異な るセクターからの多様なサービスをより効果的 方法でまとめられているか 2. サービスプロセスのイノベーション:サービスプロセ スのイノベーションと再作成を行っているか 16 ガバナンス関連の3評価項目 1. リーダーシップ:補完的なプロバイダーがまとまり のある協力の中でより多くのサービスや製品を 提供し、利用可能なリソースに基づいてイノベー ションを促進させているか ④ ⑤ ⑥
  17. 17. 1. コントロールポイント:コントロールの強化は、プラ ットフォームの整合性維持には役立つ一方、一 部のコントロールの放棄はプラットフォームのイ ノベーションを促進される可能性がある。 2. ガバナンス構造:上記のジレンマのバランスを上 手く確保しているか 17 1. オペラントリソースの側面からの分析。多 数の源からのリソースを上手にまとめて、 目的のサービスプロビジョニングを提供し ているか、など リソース関連の評価項目 2. 3. ⑦ ⑧ ⑨
  18. 18. 新モデルの事例への適応 • 事例1:下記論文から採用する: – Jiang Yu et al., " Towards a service-dominant platform for public value co-creation in a smart city: Evidence from two metropolitan cities in China", Technological Forecasting & Social Change 142 (2019) 168–182. – 中国の先進2事例: • Wechatベースによる公共サービス:広州市 • Citizen Cloudによる公共サービス:上海市 • 事例2:下記情報などから(先進国の事例) – Slideshare: Barcelona digital city plan – Putting technology at the service of people • スペインのバルセロナ市 • オーストラリアのメルボルン市 18
  19. 19. 19 中国のスマートシティプロジェクト状況 4.新モデルによる事例分析 Slideshare: “2018 China Smart City Ranking - Top 10 Smart Eco-Cities” by SmartEcoCity (SEC) , Dec 13, 2018. 事例1
  20. 20. 20 ステージ1 2012年8月~2014年12月 ステージ2 2014年12月~2015年7月 ステージ3 2015年7月〜現在 • 「広州緊急サービス」開 始(ポイントツーポイント の警告メッセージ配信) • それ以降、同様の電子 政府サービスが急速に 成長 • 2012年11月WeChat「広 州公安サービス」開始 • 2013年11月、「ID管理 サービス」開始(申請者 のプロセスの開放性が 向上) • 2014年6月以来、「ス マートホスピタルサービ ス」開始(オンライン予約 サービス+支払いや通知 も) • 2014年12月広州公共 サービス「City Service」を 正式開始(+より多くの公 共サービスを提供) • 様々なサービスをポータル 「City Service」に統一 (政府と公的機関のアカ ウントを「City Service」に 統合) • 医師予約、社会保障情 報照会、電気の支払い、 長距離輸送予約、大気 質モニタリングと天気予 報、交通違反罰金の支 払い、事件の警察への 報告、出入国管理や識 別管理、社会保険などに サービスカテゴリ分割 • 2015年7月「City Service Open Platform」 が正式に開始 • オープン性により、より 多くのサービスプロバ イダーが登録(3rd パーティーが公共サービ スを提供する機会獲得) • 大学入学試験のスコア、 結婚登録のスロット予 約、教育情報の問い合 わ、など、注目のサービ スも登場(2016年8月広 州の台風の際、浸水し た通りの位置問い合わ せに対応) • スマートシティサービスエ コシステムが繁栄 Wechatベースによる公共サービス:広州市 Jiang Yu et al., " Towards a service-dominant platform for public value co-creation in a smart city: Evidence from two metropolitan cities in China", Technological Forecasting & Social Change 142 (2019) 168–182.
  21. 21. 21 「Wechatベースによる公共サービス:広州市」への新モデル 評価尺度の適応 • 2016年4月迄に、WeChat City Servicesは83都市をカバーし1億2000 万件のサービスを提供した。 • WeChatによって開始されたプラットフォームは、ユーザー(市民)と公共サービ スプロバイダー接続のチャネルとなり、G2B2Cと見なせる状態になった。 ステージ1 ポイントツーポ イントの警告メ ッセージ配信 申請者のプロ セスの開放性 が向上 オンライン予約 サービス+支 払いや通知も) ステージ2 より多くの公共 サービスを提 供 様々なサービス をポータル「City Service」に統一 サービスカテゴ リの分割 ステージ3 3rdパーティーが 公共サービス提 供の機会獲得 注目のサービ スが登場 スマートシティ サービスエコシ ステムが繁栄 ④ ① ⑤ ⑥ ② ⑧
  22. 22. 22 ステージ1 2004年前半〜2013年7月 ステージ2 2013年8月から2016年11月 ステージ3 2016年12月〜現在 • 実用的なプロジェクト 「Citizen Mailbox」が 2004年上海政府によっ て開始 • 住民は、社会保障基金 の口座の照会、公共料 金の照会と支払い、個 人情報サービスへのア クセスなど統合ポータル から公共サービスを利用 可能 • 但し、Mailboxは、直接 的な情報の欠如、サー ビスの深さの制限、モ バイルアプリの不足な どの制限があった。 • 2012年から市民中心の 新しいフレームワーク が提案 • 2013年8月「Citizen Cloud」を提供(当初は 「Citizen Mailbox」に基づ いていたが、クラウド サービス用プラットフォー ムとユーザーデータセン ターを確立して変換) • 2014年4月プラットフォー ムのコア機能をプロバイ ダーに利用可能にした 「Citizen Cloud 2.0」が開 始(個人サービス、公共 サービス、一般参加、 サードパーティアプリ ケーションなどを追加) • 2015年12月ID認証シス テムと個人クレジットシス テムに基づいた「Citizen Cloud 3.0」サービス開始 • 2016年12月上海の公 共サービスのワンストッ ププラットフォームとして、 新しいバージョン 「Citizen Cloud」が開始 • 2017年初頭以来、上海 政府が、「Citizen Cloud」に基づいて、ス マートシティのすべての 成果を収集するための 公共サービスプラット フォームを強力に推進 • 「Citizen Cloud」は市民 向けの統合された公共 サービスであるだけで なく、市のさまざまな公 共サービスを管理および 監視するための共通プ ラットフォーム Jiang Yu et al., " Towards a service-dominant platform for public value co-creation in a smart city: Evidence from two metropolitan cities in China", Technological Forecasting & Social Change 142 (2019) 168–182. Citizen Cloudによる公共サービス:上海市
  23. 23. 23 • 2015年末までに、登録ユーザー数は約438万人に達した。約987千の電子請 求書が送信され、33種類のサービスが提供された。 • 2016年4月までに、「Citizen Cloud」は500万人の住民をカバーした。 2017年7月までには710万人に達し、提供されたサービスは70を超えた。 ステージ1 Citizen Mailboxから開 始 統合ポータル から公共サー ビスが利用可 能に モバイルアプリ の不足などの 制限があった ステージ2 「Citizen Cloud 」を提供 ユーザーデータ センターを確立 「Citizen Cloud 2.0」(コア機能 をプロバンダー が利用可能に) ステージ3 公共サービスの ワンストッププラ ットフォームとし て新版「Citizen Cloud」提供 上海政府が強 力に推進 市のさまざまな 公共サービス を管理監視す るためのプラッ トフォームへ ① ③ ② ④ ⑥ ⑧ 「Citizen Cloudによる公共サービス:上海市」への新モデル 評価尺度の適応
  24. 24. 24 広州市、上海市プロジェクトの位置づけ Slideshare: “2018 China Smart City Ranking - Top 10 Smart Eco-Cities” by SmartEcoCity (SEC) , Dec 13, 2018. 広州市 上海市 杭州市深圳市
  25. 25. 25 事例2 バルセロナ市の「スーパーブロック」とは・・ スマートシチズンが創造する都市モデル例 「スーパーブロック」は、市民の健康と幸福に大きな利益をもた らすと期待されるが、一方で良いガバナンスが必要である。 ⑧(ガバナンス構造) スペインのバルセロナ市
  26. 26. スーパーブロックの目的 • スーパーブロックの目的は、街路を住民に戻 し、気候変動と戦い、公共空間をより緑豊か な市民のエリアに変え、レジャー、交流、レク リエーション、文化の空間に変えることである 。 • バルセロナでは、近隣のグループ、プランナ ー、建築家、デザイナー、学生が大規模な都 市計画プロセスに参加している。 26 ③ ⑤ (参加) (サービスプロセスのイノベーション)
  27. 27. 27 ⑥(リーダーシップ) (透明性)
  28. 28. 28 健康で住みやすい都市の指標 オーストラリアがRMIT大学(メルボルン市)中 心に進めるLiveability Indicatorとは・・ ⑦ (コントロールポイント) オーストラリアのメルボルン市
  29. 29. 29 下図は30分毎に運行する公共交通機関の 停留所から400m以内の郊外の住宅の割合 健康で住みやすい都市とは・・ (透明性)
  30. 30. • メルボルンには、公共交通機関へのアクセス に関する野心的なポリシーがある。 – 住宅の95%がバス停まで400メートル以内 – 市街電車(トラム)停留所まで600 m以内 – 駅まで800 m以内 • 現在、住宅の69%が目標を達成している。 • シドニーとメルボルンの一貫した比較を作成す るため、頻繁な公共交通機関(30分運行頻度 )へのアクセス(400m以内)を測定する共通の 国民生活指標が開発されている。 30 健康で住みやすい都市とは・(続) ⑥(リーダーシップ) ⑧(ガバナンス構造)
  31. 31. 「新モデルによる事例分析」のまとめ 新モデルを通じた価値共創のメカニズムは下記の図式で捉えられる。 SDPオープン性: アクセシビリティ 透明性、参加 SDPガバナンス: リーダーシップ コントロールポイント ガバナンス構造 SDPリソース: オペラントリソース SDPサービスイノベーション: サービスポータルの統合 サービスプロセスイ ノベーション 公共サービスに おける価値共創 価値提案 使用価値 交換される 価値 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨
  32. 32. • 事例1:中国の大都市の2事例は先進的取 り組みを具体化している。 – 広州市ケースは8年程度、上海市ケースは15年程 度と長期間のサービス進展の実績がある。 • これをステージに分解して評価することで、新 モデルで導入した評価尺度でサービス価値共 創の進展が対応付けられる。 • 事例2:先進国の2事例はユーザー(市民 )の価値創造に寄与するには何を行うべき かのより具体的な例を示している。 • また、新モデル評価尺度でも価値共創の特性 を確認できる。 32 「新モデルによる事例分析」のまとめ(続)
  33. 33. その他のプラットフォームの考え方 • その他に、世界中でのスマートシティへの取り 組みや研究状況から関連情報を探索する。 • 前節迄で取り込んだ、1)ユーザー(市民) との共創が最重要視点であることは確かだが、 その他にも、2) これを支える多様なサイズの 都市への展開、3) 都市自身の規模をカバー するためのエッジコンピューターの導入等も重要 と考えられる。 • そこで、複数プラットフォーム混在の階層的シ ステムとしてスマートシティを把握することを検 討する。 ⇒検討モデルは次ページ 33 5.その他のプラットフォームの検討
  34. 34. これからのスマートシティに向けた プラットフォームの3つの側面 • プラットフォームのスケーラビリティ • エッジベースのプラットフォーム • 市民中心のサービス (複数都市で共有するため)インフラストラ クチャの拡張と縮小のためのプラットフォーム 市民に向けてAPの開発と共有を行うた めのプラットフォーム ネットワークを隠蔽するプラットフォーム Application
  35. 35. 20195) プラットフォームのスケーラビリティ 2017 2018 エッジベースのプラットフォーム 3) 4) 2017 2017 市民中心のサービス 1) 2) 該当する文献を探索する
  36. 36. 3) カラブリア大学、レンデ、イタリア 4) NECヨーロッパ研究所、 ハイデルベルグ、ドイツ 5) サンパウロ大学、 サンパウロ、ブラジル デウスト大学、ビルバオ、スペイン 1) 2) ロバートモリス大学、 ピッツバーグ、米国 南デンマーク大学、 デンマーク ユナイテッド・アラブ・ エミレーツ大学、UAE 市民中心のサービス エッジベースのプラットフォーム プラットフォームのスケーラビリティ 文献作成の機関
  37. 37. • スマートシティは、経済的および社会的側面 の両方から、市民に提供するサービスの改 善を目指している。 37 • IES Citiesプラットフォームは、市民に力を与えるこ とを目的に、アプリケーションの創造的開発と簡易 な展開を可能にしている。 • また、オープンデータをユーザー提供のデータと組 み合わせて利用するユーザー中心のモバイルサー ビスを促進させている。 市民中心のサービス 1)
  38. 38. 38 IES Cityのプラットフォームアーキテクチャ Unai Aguilera, et al., “Citizen-centric data services for smarter cities”, Future Generation Computer Systems 76 (2017) 234-247. 1)
  39. 39. IES Cityプラットフォームの特徴 • このプラットフォームは、オープンデータとユーザ ー提供データを活用するモバイルサービス作成 を開発者に容易化することに焦点を置いている。 • データソース管理を解決するだけでなく、データ 利用者の要件間のギャップを減らすことに焦点を 当てたソリューションを提供している。 • 様々なソースでアクセス可能なデータを公開する ためのオープンプラットフォームである。 • これは、都市サービスの創出を促進させることを 目指している。 39
  40. 40. SmartCityWareと呼ばれるSOM • サービス指向ミドルウェア(SOM:プラットフォーム と等価)であるSmartCityWareは、スマートシ ティサービスの開発と運用における課題の解決 を目指している。 • このような取り組みをサポートする技術は、クラウ ドとエッジコンピューティングである。 • しかし、クラウドとエッジコンピューティングの適切 な統合と効率的利用は簡単ではない。 • SmartCityWareは、スマートシティアプリケーシ ョンに関連するサービスとコンポーネントをサービスア クセスモデルとして抽象化している。 40 2)
  41. 41. 41 SmartCityWareサービスは、複数のクラウド、エッジ、IoTデバイスに分散され ている。 各サービスは、他のサービスへの簡単なインターフェースをいくつか定義している。 SOMの概念を使用すると、利用可能なサービスをリンクして新しいサービスを構 築するメカニズムが提供される。 Nader Mohamed, et al., “SmartCityWare: A Service-Oriented Middleware for Cloud and Fog Enabled Smart City Services”, SPECIAL SECTION ON THE NEW ERA OF SMART CITIES:.IEEE ACCESS.2017.2731382. 2)
  42. 42. 42 交通信号制御は、交通パターンを正確にキャプチャしてモデル化するため に、多くの場所(道路センサー、車両センサー、隣接車両など)に監視デ バイスを備えている。 この情報を使用して、信号を調整してフローを最適化する。 応用例:インテリジェント交通信号制御システム Nader Mohamed, et al., “SmartCityWare: A Service-Oriented Middleware for Cloud and Fog Enabled Smart City Services”, SPECIAL SECTION ON THE NEW ERA OF SMART CITIES:.IEEE ACCESS.2017.2731382. 2)
  43. 43. SmartCityWareの特徴 • 同様の例は、Civitas、SOFIA、VITAL、SmartUM 、SMArc、GAMBAS、CityHubなどである。 • SmartCityWareとその他との主な違いは、 SmartCityWareがクラウドとエッジコンピューテ ィングの両方を利用してスマートシティに様々 なサービスを提供するSOMであることである。 • また、このアプローチの主な利点は、ミドルウ ェア自体を拡張して、スマートシティをサポー トする新しいより高度なサービスを含められる 柔軟性である。 43
  44. 44. • エージェントメタファーとコンピューティングノ ードの分散ネットワークの活用による「エッジ コンピューティングパラダイム」の必要性 44 • スマートシティのためのプラットフォーム は、物理的環境に合わせて成長し、増 加する都市ユーザーのニーズと需要を 満足させるために、地理的および機能的 に拡張可能である必要がある。 エッジベースのプラットフォーム 3)
  45. 45. 45 iSapiensは、仮想オブジェクト(VO)とエージェントという2つの主要な抽象化に依存 している。VOは、物理オブジェクトの抽象化と管理に使用され、デバイスとプロトコルの不 均一性を隠蔽する。 提案されたiSapiensプラットフォームの層構造 Franco Cicirelli, et al., “An edge-based platform for dynamic Smart City applications ”, Future Generation Computer Systems 76 (2017) 106–118. 3)
  46. 46. iSapiensの特徴 • iSapiensは、分散サイバーフィジカルシステム とスマート環境を設計/実装するための機能を 提供するエージェントベースプラットフォームであ る。 • これらの機能は、エッジコンピューティング、 IoTおよび最先端のコンピューティングサービ スを活用することで実現される。 • このようなシステムは、ソフトウェアコンポーネ ントと異種の物理デバイスおよびプロトコルの 組み合わせ利用によって特徴づけられる。 46
  47. 47. FogFlow:クラウドとエッジを介したIoT サービスのプログラミング • スマートシティのインフラストラクチャは大規模な IoTシステムを形成している。 • そのようなIoTシステムは地理的に分散されている ので、エッジコンピューティングが検討されている。 • ただし、エッジコンピューティングの利点を活用す るためには、IoTサービスをプログラミングすること が開発者にとって大きな課題になる。 • FogFlowは、IoTスマートシティプラットフォーム向 けに新たなエッジコンピューティングベースフレームワ ークを設計/実装するための標準ベースのアプロー チである。 4)
  48. 48. 48 FogFlowのシステムアーキテクチャ Bin Cheng, et al., “FogFlow: Easy Programming of IoT Services Over Cloud and Edges for Smart Cities”, IEEE INTERNET OF THINGS JOURNAL, VOL. 5, NO. 2, APRIL 2018. 4)
  49. 49. FogFlowの概要 • 既存のプログラミングモデルは、クラスターや クラウド環境でのバッチとリアルタイムデータ 処理に焦点を合わせていた。 • FogFlowは、エッジコンピューティングを可能 にするために、従来のデータフロープログラミ ングモデルを拡張した。 • 新しいメソッド(NGSI)は、標準ベースのAPIに いくつかのAPIを追加している。 • FogFlowフレームワークにより、柔軟性のある IoTサービスを簡単にプログラミングできる。 49
  50. 50. 50 • 非オープンソースソフトウェアの広範な開発と使用 は、相互運用性の問題を引き起こし、コラボレーシ ョンを制限する。 • これらの問題を解決するためにマイクロサービスア ーキテクチャを使用することは、スマートシティプラ ットフォームの実際的な解決策である。 ◆InterSCityはマイクロサービスベースのオープンソー ススマートシティプラットフォームであり、共同で斬新 なスマートシティの研究、開発、展開の取り組みを サポートする。 ◆マイクロサービスアプローチにより、柔軟性と拡張性 が可能になり、このプラットフォームのスケーラビリ ティが実証される。 プラットフォームのスケーラビリティ 5)
  51. 51. • スケーラビリティの要求は、展開されるアプリケー ションやサービスの特性だけでなく、都市の特性に よっても異なる。 • その重要性にもかかわらず、プラットフォームスケー ラビリティは、スマートシティ研究で必要な注意を受 けてこなかった。 • スマートシティのプラットフォームは、通常複雑な分 散アーキテクチャを実装するため、それらの実行、 構成、テストはかなりの労力が必要であった。 • そのため、特に現実的で大規模なスマートシティシ ナリオを検討する際には、InterSCityプラットフォ ーム上で包括的なパフォーマンスとスケーラビリティ実 験をサポートするシミュレータが必要である。 51
  52. 52. 52 マイクロサービスアーキテクチャを実装することにより、InterSCityプラット フォームは、その機能を一連の小さくて相互接続されたコラボレーティブサービ スに分解する。 Arthur de M. Del Esposte, et al., “Design and evaluation of a scalable smart city software platform with large-scale simulations”, Future Generation Computer Systems 93 (2019) 427–441. 5)
  53. 53. 53 InterSCSimulatorは、大規模なスマートシティシナリオ向けのオープンソースで スケーラブルなシミュレータである。 シミュレーターは、高度に並列化された分散アプリケーションの開発に適した言語で あるErlangで実装されている。 Arthur de M. Del Esposte, et al., “Design and evaluation of a scalable smart city software platform with large-scale simulations”, Future Generation Computer Systems 93 (2019) 427–441. 5)
  54. 54. • InterSCityプラットフォームのスケーラビリテ ィとパフォーマンスを評価するメカニズムは、 プラットフォームとInterSCSimulatorの統合に よって確立されている。 • プラットフォームを評価するためのより典型的 ワークロードを得るために、 InterSCSimulatorは、大都市から収集さ れた実際のデータを取り込むことができる。 • 現在、InterSCityはブラジルを中心にBRICS諸 国で活用されている。 54 InterSCityの概要
  55. 55. 55 InterSCity/ InterSCSimulator オープンソースソフトウェア マイクロサービスアーキテク チャ プラットフォームの スケーラビリティ iSapiens エッジコンピューティング パラダイム VOとエージェントの抽象化 FogFlow 新しいデータフロープログ ラミングモデル 柔軟性のあるIoTサービスの 簡単なプログラミング IES Cities オープンプラット フォーム データ消費者の要件間のギャッ プを減少させる SmartCityWare サービス指向ミドル ウェア クラウドとフォグコンピューティ ングの統合 プラットフォームのスケーラビリティ エッジベースのプラットフォーム 市民中心のサービス 「その他のプラットフォーム例」のまとめ 5) 4) 3) 2) 1)
  56. 56. 56 • プログラミングの簡易化からプラットフォーム のスケーラビリティまで、さまざまな提案が登 場している。 • 現在、あらゆる規模の都市が、都市の持続可 能性のプログラムにスマートシティを取り入れ ようとしていることが背景にある。 • スマートシティは、社会的利益、経済成長、新 しい機会の創出に焦点を当てている。 「その他のプラットフォーム」の概要
  57. 57. • 提案の多くはプロトタイプとして開発されてお り、小規模な適応が試みられている。 • それらのいくつかには詳細な評価情報が含ま れているが、各提案は実際のシステムにはま だ充分には導入されていない。 • 本格的実装には他コンポーネントとの統合も 必要になるが、多くの提案が将来的には展開 段階に入ると予想される。 57 「その他のプラットフォーム例」のまとめ(続)
  58. 58. 「その他のプラットフォーム」関連の課題 • 多数の提案の出現は、将来のスマートシティソ リューションが複数提案の組み合わせの可能 性を示唆する。 • このような環境では複数プラットフォームが共 存する可能性が高い。 • 新たな環境に向けた複数エコシステムの連携 のような理論が重要になってくる。 58 6.まとめ
  59. 59. ユーザー(市民)を起点としたサービスの再構築 をまとめた概念図 市民に向けた価値創 造のための プラットフォーム ネットワークを隠蔽する プラットフォーム 規模拡張縮小のための プラットフォーム
  60. 60. ユーザー(市民)を起点としたサービスの 再構築の特性と推測されるもの 1. 目的対応のプラットフォームを組み合わせた階 層構造によるアーキテクチャとなっている。 2. 性格の異なる複数階層がアプリケーション開発 者や運用者に負担を感じさせない適切な機能 隠蔽(仮想化)が必要になる。 3. これを前提に、ユーザー(市民)との共創のため の種々の多様な工夫が行われる。 4. その上で、持続性を担保するための柔軟性を 保有することが必要になる。 60
  61. 61. スマートシティ向けサービスに期待される プラットフォームの役割とは・・ • 不確実性の低減 • 複雑性の緩和 • 顧客導入リスクの軽減 • 顧客からのフィードバックの容易化 • サービスプロバイダーと連携した価値創造、など 知識の集積の場としてのプラットフォーム というだけでなく、多様な環境への適応性 と導入容易性の場としてのプラットフォー ムの役割が求められる。 61 一般的には・・ 現環境では・・
  62. 62. 1.今後、スマートシティのサービスイノベーション はサービス受容者であるユーザー(市民)に近い 領域で主に発生すると考えられる。 2.更に今後の都市ニーズの変化に対応するには 柔軟で創造的なシステム構造が重要になる。 3.それには、性格の異なる複数プラットフォームの 階層構造と複数方式の混在形も想定される。 4.このような環境で適切なソリューションを構築す るには複数プラットフォーム運営を統括する組織 的課題(例えば、オーケストレーターの特定とイニ シアティブ確保など)が重要に成る。 5.このような課題は先進国、途上国に関わらない 新たな課題である。このような状況への対応が今 後重要になると考えられる。 62 全体まとめと今後の課題
  63. 63. 日本のスマートシティプロジェクトへの示唆 • 既にかなりの程度に規模拡大しているケースも ある。 – 中国のWechatベースシステムなど、中国各種プロジェクト • より市民に寄り添った先進事例も登場している。 – スペイン、バルセロナ市のスーパーブロックなど • 各国研究開発でも、過去の苦い経験を踏まえ、 それを克服する研究が盛んである。 – 例:オープンソース、microservice活用の InterSCity、エッジコ ンピュータ絡みの抽象化のiSapiens、オープンデータとユーザ ー提供データ活用のIES Cities、など各種 • 翻って、日本も真にグローバルに有用なスマート シティ構築のため、海外事例からもヒントを得て 見直しなどの努力が一層必要かもしれない。 63

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