تتيح المدن الذكية المدعومة بإنترنت الأشياء توظيف التقنية في تحسين الحياة الحضرية وتطوير البنية التحتية، غير أن تحول البيئات الحضرية إلى مراكز مترابطة للابتكار الرقمي يجعل تأمين مكوناتها الحيوية، ومنها البنية التحتية للنقل العام، مطلبًا متزايد الأهمية، إذ إن أي اختراق لهذه الشبكات قد يعطل خدمات يعتمد عليها آلاف المستخدمين يوميًا، وتقدم هذه الدراسة نموذجًا متقدمًا لكشف التسلل إلى الشبكات مصممًا خصيصًا لمواجهة تحديات تأمين النقل العام داخل المدن الذكية، مع تركيز تطبيقي على منطقة تبوك في المملكة العربية السعودية، ويجمع النموذج المقترح بين شبكة الماكس أوت العميقة وخوارزمية تحسين الفظ البحري، بما يحقق كفاءة عالية في اكتشاف الأنماط الشاذة في حركة بيانات إنترنت الأشياء مع ملاءمة للتشغيل الآني على الأجهزة محدودة الموارد
أولًا: أهداف الدراسة ومنهجيتها
هدفت الدراسة إلى بناء نظام قوي لكشف التسلل يلبي المتطلبات الخاصة بتأمين النقل العام في المدن الذكية، ويعتمد النموذج المقترح على شبكة الماكس أوت العميقة مهيأة ببنية متعددة الطبقات ذات دوال تنشيط من نوع الماكس أوت، وهي طبقات قادرة على التقاط الأنماط المعقدة في البيانات، ما يجعل الشبكة فعالة بوجه خاص في التعرف على الشذوذ في حركة شبكات إنترنت الأشياء، واقترنت الشبكة بخوارزمية تحسين الفظ البحري لضبط أدائها، وصُمم النموذج ليكون مقتصدًا في استهلاك الموارد وملائمًا للنشر الآني على أجهزة مقيدة الإمكانات كأجهزة راسبيري باي الشائعة في أنظمة إنترنت الأشياء، وأُجري التدريب والتحقق باستخدام مجموعات بيانات معيارية معروفة في مجال كشف التسلل، إلى جانب بيانات آنية جُمعت من أجهزة راسبيري باي منشورة فعليًا في شبكة النقل العام بالمدينة الذكية
ثانيًا: أبرز النتائج
أظهرت النتائج أن النموذج المقترح حافظ على أداء قوي عند تطبيقه على البيانات الآنية، إذ بلغت دقته العامة 98.06 في المئة، وبلغ معدل الكشف 98.50 في المئة، ووصلت دقة التنبؤات الإيجابية إلى 98.81 في المئة، بينما بلغت النوعية 98.24 في المئة، وسجلت درجة إف واحد 98.57 في المئة، وهي مؤشرات متقاربة ومرتفعة تدل على توازن النموذج بين اكتشاف الهجمات الفعلية وتجنب الإنذارات الكاذبة، وتؤكد في الوقت ذاته أن الجمع بين شبكة الماكس أوت العميقة وخوارزمية تحسين الفظ البحري أثمر نظامًا قادرًا على التعامل مع حركة بيانات حقيقية متدفقة من بنية نقل عام عاملة، لا مع بيانات مختبرية فحسب، بما يعزز الثقة في إمكانية نقله إلى بيئات تشغيل فعلية في مدن ذكية أخرى
ثالثًا: دلالات الدراسة وتطبيقاتها
تسهم هذه الدراسة في تطوير تدابير الأمن السيبراني في تطبيقات المدن الذكية، إذ تقدم حلًا مرنًا لاكتشاف التهديدات الأمنية والتخفيف من آثارها في البنية التحتية للنقل العام، وهي بنية يتزايد اعتمادها على الشبكات المترابطة وأجهزة الاستشعار الموزعة، كما تضع الدراسة أساسًا لمزيد من التحسينات وعمليات النشر الواقعي في المشهد المتغير للمدن الذكية، فالنموذج المقترح بما يتميز به من اقتصاد في الموارد وملاءمة للأجهزة المقيدة يمكن أن يشكل لبنة في منظومات حماية أوسع تشمل المرافق الحيوية الأخرى كشبكات المياه والطاقة والمرور، وتفتح النتائج الباب أمام بحوث لاحقة تختبر النموذج على نطاقات مدنية أوسع وتواجهه بأنماط هجمات أحدث وأكثر تعقيدًا
وتبرز أهمية ملاءمة النموذج للأجهزة المقيدة بوصفها ميزة تطبيقية حاسمة، فشبكات النقل العام تعتمد على وحدات طرفية منتشرة في الحافلات والمحطات محدودة القدرة الحاسوبية والطاقة، وأي نظام حماية يتطلب عتادًا مرتفع الكلفة أو معالجة مركزية بطيئة يفقد جدواه العملية في بيئة تشغيل حقيقية، وقد صُمم النموذج المقترح ليعمل آنيًا على هذه الأجهزة ذاتها راصدًا حركة البيانات عند أطراف الشبكة حيث تنشأ محاولات الاختراق، وهو ما يقلل زمن الاستجابة للتهديدات ويخفف الضغط على البنية المركزية للمدينة، كما أن تحقيقه مؤشرات أداء مرتفعة على بيانات آنية مولدة من شبكة نقل عاملة، لا على محاكاة مختبرية فحسب، يمنح مشغلي النقل العام أساسًا واقعيًا لتعميم التجربة على خطوط ومحطات إضافية داخل المدينة الذكية وتوسيع نطاق الحماية تدريجيًا
وخلاصة القول إن تأمين النقل العام في المدن الذكية لم يعد شأنًا تقنيًا هامشيًا بل ركيزة لاستمرارية الخدمات الحضرية وسلامة مستخدميها، وقد أثبت النموذج المقترح في هذه الدراسة بمؤشرات أدائه المرتفعة على البيانات الآنية أن الجمع بين الشبكات العميقة وخوارزميات التحسين الذكية يمكن أن يوفر حماية فعالة وواقعية لبنى إنترنت الأشياء في المدن الذكية
