Smart streets. Real-time data exchange for an intelligent and adaptable urban environment

The thesis investigates the application of novel technologies - real-time data exchange within the city, smart mobility and drones as active participants for a smart urban environment - for the technological and urban renewal of Porta Romana area in Milan. Today and in the future the area will be an incubator for innovative projects like Beni Stabili “Symbiosis” project and the EU Horizon 2020 Lighthouse project called “Sharing cities”. Therefore, the area is selected as an appropriate case study for the introduction of smart and ingenious technologies. The more precise location is along Brembo and Lorenzini streets, that are currently a base for the experimentation and application of innovative electric self-driving buses - an initiative by Beni Stabili and Fondazione Prada. The research methodology in this thesis (Chapter 2) includes the development of a timeline of historical and contemporary, technologically-advanced, smart case studies in urban, architectural and industrial design scale. This time line provides a firm base of up-to-date tendencies in smart design solution from “yesterday” (historical), “today” (contemporary) till “tomorrow” (future). The pioneers of interactive and smart environments are investigated and some issues in the implementation of ingenious technologies in the past are analyzed. Then the tendencies and approaches in contemporary adaptive/interactive/responsive case studies are shown, where the notion of real-time data exchange emerges as an important common feature. Finally, an investigation of case studies in the intelligent environments of the future is made, where the smart mobility and the implementation of drones within the city start to be relevant and intriguing features. This time line proves the importance of envisioning long-term changes and improvements within the urban environment and shows in a chronological way how technology has evolved and, respectively, how the final result of its implementation can transform the city and the environment created today. In Chapter 3, following the analysis previously explained, the topics of smart mobility, real-time information exchange and drones technology are taken into consideration as a relevant and important parameters for changing the cities of tomorrow and, therefore, are further investigated. At the beginning of the chapter some of the issues within the contemporary urban environment are stated, like excessive car-traffic and limited space for pedestrian and recreation activities, as well as the limitations of some urban infrastructure like fixed urban furniture. Further on, the state-of-the-art in drone technology is investigated and analysis of the pros and cons in the implementation of this device within the city is made. In the second part of Chapter 3, the context of the city of Milan is revealed with the main urban regeneration strategies for the seven disused Railway tracks (Scali Ferroviari project) in which Porta Romana, San Cristoforo, Porta Genova, Rogoredo, Lambrate, Greco and Farini rail yards make part of. The results by local and international architectural firms regarding the project have been discussed in order to understand the tendencies regarding this massive development. Moreover, the project of the Municipality of Milan called “Rotaie Verdi“ - a concept for a linear park, a South Green Corridor between San Cristoforo, Porta Genova and Porta Romana - is considered. The urban changes for Porta Romana area that this project investigates are used as a base for the further strategic vision for Brembo and Lorenzini streets provided by this thesis. Finally, the chapter examines the on-going innovative projects in Porta Romana district for smart city and mobility like Beni Stabili “Symbiosis“ project, EU H2020 Lighthouse project “Sharing cities“, the Smart City Lab project of the municipality of Milan, the “Reinventing Cities“ competition in Serio street as well as the initiative of Beni Stabili and Fondazione Prada for the self-driving electric bus shuttles connecting Lodi square and Ripamonti street. The application of a strategic vision for the transformation of Porta Romana area with focus on Brembo and Lorenzini streets is further revealed in Chapter 4. The important location of Porta Romana within a currently under transformations urban tissue of southeast Milan is investigated in the first part of the chapter. Land use and building use analysis of the current condition of the area is made followed by an examination of the future situation when “Symbiosis“ and “Smart City Lab” projects are developed. This analysis provides a consistent and important base for the further strategy implementation. The analysis of Porta Romana area continues with the current and future condition of the public transportation system where walkability maps provide useful information for the local underground, bus, tram and filo bus lines. The situation after the implementation of the electric self-driving bus shuttles along Brembo and Lorenzini streets is examined and walkability maps shows the future improvements. Analysis is made for the current and the possible future change of the car traffic circulation in the area, leaving the neighborhood well-connected to the local and sub-urban infrastructure but, at the same time, making it a more pedestrian and community-oriented neighborhood. In the second part of the chapter, the implementation of drones within the context of Porta Romana is illustrated and several scenarios for the activities a drone can execute within the city are proposed. Finally, a strategic vision for the future of Lorenzini and Brembo streets is provided following the previously discussed issues of smart mobility, real-time data exchange and intelligent pedestrian-oriented urban environment. A few possible fixed and temporary activities along the streets are proposed in order to meet the people’s fast changing needs and desires and to provide for a pleasant city environment. The conclusions chapter raises the importance of several topics - the sharing and smart mobility as triggers for a new urban design; the real-time data exchange as a tool for future city change and the application of novel technologies within the cities as a challenging but necessary tool architects and designers should use in order to plan today for future of tomorrow.

La tesi studia l'applicazione di nuove tecnologie - lo scambio di dati in tempo reale all'interno della città, la mobilità intelligente e i droni come partecipanti attivi per un ambiente urbano intelligente - per il rinnovamento tecnologico e urbano dell'area di Porta Romana a Milano. Oggi e in futuro l'area sarà un incubatore di progetti innovativi come il progetto "Symbiosis" di Beni Stabili e il progetto Europeo Horizon 2020 denominato "Sharing cities". Pertanto, l'area viene selezionata come caso studio appropriato per l'introduzione di tecnologie intelligenti e ingegnose. La posizione più precisa è lungo le strade Brembo e Lorenzini, che sono attualmente una base per la sperimentazione e l'applicazione di navette elettriche autonome - un'iniziativa di Beni Stabili e Fondazione Prada. La metodologia di ricerca in questa tesi (capitolo 2) comprende lo sviluppo di una sequenza temporale di casi studio storici e contemporanei, tecnologicamente avanzati, in scala urbana, architettonica e di progettazione industriale. Questa sequenza temporale fornisce una solida base di tendenze aggiornate nella soluzione di design intelligente da "ieri" (storico), "oggi" (contemporaneo) fino a "domani" (futuro). Vengono analizzati i pionieri degli ambienti interattivi e intelligenti e alcuni aspetti dell'implementazione di tecnologie ingegnose nel passato. Sono mostrate le tendenze e gli approcci nei casi studio contemporanei adattivi / interattivi / reattivi, in cui il concetto di scambio di dati in tempo reale emerge come un'importante caratteristica comune. Infine, viene svolta un'indagine sui casi studio negli ambienti intelligenti del futuro, in cui la mobilità intelligente e l'implementazione dei droni all'interno della città iniziano ad essere caratteristiche rilevanti e intriganti. Questa linea temporale dimostra l'importanza di prevedere cambiamenti e miglioramenti a lungo termine all'interno dell'ambiente urbano e mostra in modo cronologico come la tecnologia si è evoluta e, rispettivamente, come il risultato finale della sua implementazione può trasformare la città e l'ambiente creato oggi. Nel capitolo 3, in seguito all'analisi precedentemente spiegata i temi della mobilità intelligente, dello scambio di informazioni in tempo reale e della tecnologia dei droni vengono presi in considerazione come parametri rilevanti e importanti per il cambiamento delle città di domani e, pertanto, vengono ulteriormente esaminati. All'inizio del capitolo si affermano alcune questioni all'interno dell'ambiente urbano contemporaneo, come l'eccessivo traffico automobilistico e lo spazio limitato per le attività pedonali e ricreative, nonché i limiti di alcune infrastrutture urbane come l'arredo urbano fisso. Più avanti, viene analizzato lo stato dell'arte della tecnologia dei droni e vengono analizzati i pro e i contro nell'implementazione di questo dispositivo all'interno della città. Nella seconda parte del capitolo 3, il contesto della città di Milano si rivela con le principali strategie di rigenerazione urbana per i sette binari dismessi (progetto Scali Ferroviari) in cui fanno parte i binari di Porta Romana, San Cristoforo, Porta Genova, Rogoredo, Lambrate, Greco e Farini. I risultati di studi di architettura locali e internazionali relativi al progetto sono stati discussi al fine di comprendere le tendenze relative a questo notevole sviluppo. Inoltre, è stato preso in considerazione il progetto del Comune di Milano denominato "Rotaie Verdi" - un concetto per un parco lineare, un Corridoio Verde tra San Cristoforo, Porta Genova e Porta Romana. I cambiamenti urbani per l'area di Porta Romana che questo progetto indaga sono utilizzati come base per l'ulteriore visione strategica delle strade Brembo e Lorenzini. Infine, il capitolo esamina i progetti innovativi in ​​corso nel quartiere di Porta Romana per smart city e mobilità come il progetto "Symbiosis" di Beni Stabili, il progetto EU H2020 Lighthouse "Sharing cities", il progetto Smart City Lab del comune di Milano, il " Reinventing Cities "in via Serio e l'iniziativa di Beni Stabili e Fondazione Prada per le navette elettriche autonome che collegano piazza Lodi e via Ripamonti. L'applicazione di una visione strategica per la trasformazione dell'area di Porta Romana con focus sulle strade di Brembo e Lorenzini è ulteriormente svelata nel capitolo 4. L'importante posizione di Porta Romana all'interno di un tessuto urbano attualmente in fase di trasformazione è indagata nella prima parte del capitolo. L'analisi dell'uso del suolo e dell'uso degli edifici delle attuali condizioni dell'area è seguita da un'analisi della situazione futura in cui saranno sviluppati i progetti "Simbiosi" e "Smart City Lab". Questa analisi fornisce una base coerente e importante per l'ulteriore implementazione della strategia. L'analisi dell'area di Porta Romana prosegue con le condizioni attuali e future del sistema di trasporto pubblico dove le mappe sviluppate forniscono informazioni utili per le linee locali di metropolitana, autobus, tram e filobus. Viene esaminata la situazione dopo l'implementazione delle navette elettriche autonome lungo le strade Brembo e Lorenzini e le mappe di percorribilità mostrano i miglioramenti futuri. L'analisi è fatta per l'attuale e il possibile cambiamento futuro della circolazione del traffico automobilistico nell'area, lasciando il quartiere ben collegato alle infrastrutture locali e sub-urbane ma, allo stesso tempo, rendendolo più pedonale e orientato alla comunità. Nella seconda parte del capitolo viene illustrata l'implementazione di droni nel contesto di Porta Romana e vengono proposti diversi scenari per le attività che un drone può eseguire all'interno della città. Infine, viene fornita una visione strategica per il futuro delle strade di Lorenzini e Brembo seguendo le problematiche precedentemente discusse di mobilità intelligente, scambio di dati in tempo reale e ambiente urbano intelligente orientato alle zone pedonali. Vengono proposte alcune possibili attività fisse e temporanee lungo le strade per soddisfare i bisogni e i desideri delle persone e per fornire un ambiente urbano piacevole. I conclusioni sollevano l'importanza di alcuni argomenti: la condivisione e la mobilità intelligente come fattori scatenanti per una nuova progettazione urbana; lo scambio di dati in tempo reale come strumento per il futuro cambiamento della città e l'applicazione di nuove tecnologie all'interno delle città come uno strumento impegnativo ma necessario che architetti e designer dovrebbero utilizzare per pianificare oggi il futuro di domani.