Умный город - это город, где живут счастливые люди. Мыслящие пространства: почему о концепции «умного города» должен знать каждый

21.09.2019

Каждая эпоха строит свои города. Строит, определяясь некоторой суммой исторических условий: общественного и политического устройства, уровня развития техники и технологии, своей особой психологией, культурой и т. д. Наше время -век знаний, информации и компьютерной инженерии. Почти ни одна область современной жизнине обходится без использования информационно-вычислительных технологий. Что уж говорить о градостроительстве.

Город себе на уме

Результатом интеграции современных технологий в градостроительство и городское управление стала концепция «умный город». Не то чтобы города когда-то были глупыми, а только теперь становятся умными. Нет. Просто раньше они выходили непосредственно из рук человека, а сегодня между ними встал посредник - компьютер.Нынешний умный город - это город, который с помощью технологийучат самостоятельно думать и принимать решения.

Думы его в основном заняты четырьмя базовыми вещами: как повысить комфорт, безопасность, где бы сэкономить и поменьше навредить.

Как это происходит на деле.

Модель умного города

Диалог

Первое - это коммуникация. Здесь умный город выступает в роли медиума между теми, кто принимает градостроительные решения, кто их осуществляет, и теми, ктопользуется результатами этих решений. Проще говоря - между муниципальной властью, управляющими и обслуживающими компаниями и гражданами.

На практике это различные открытые интерактивные веб-площадки, где каждый гражданин может повлиять на настоящее и будущее своего местожительства. Например, проголосовать за то, какой памятник будет стоять в его дворе, или как назвать улицу и где нужно быть остановке. Здесь можно на кого-нибудь нажаловаться: на полицейского, соседа, подозрительного субъекта; указать на несанкционированную свалку или потухший фонарь. Тут же: электронные библиотеки, школьные электронные дневники и журналы, электронная запись в поликлинику, интерактивные сервисы по оказанию государственных услуг и тому подобное.

Институт «Стрелка» в рамках программы обновления общественных пространств в регионах собирает мнения граждан

В итоге получается громадный архив протоколов гражданской активности. Вся информация затем фильтруется, анализируется, перерабатывается (в лучшем случае), и на основе этих данных выносятся конкретные решения.

Город «чувствительный»

В другом случае наукоёмкий город действует более самостоятельно. Для этого создаются условия его «чувствительности». В определённой городской локации или объекте инфраструктуры устанавливаются датчики и сенсоры, которые мониторят эту местность или объект, собирая данные:о состоянии окружающей среды, технической исправности коммуникаций, использовании ресурсов (электроэнергия, тепло- и водоснабжение), криминогенной обстановке и т. д.Так выявляют проблемные зоны, неэффективно функционирующие системы, чтобы в дальнейшем их оптимизировать.

Самый известный датчик - камера видеонаблюдения.И это уже не только инструмент безопасности. Камеры, используя общественный Wi-Fi, информируют граждан о свободных парковочных местах через мобильное приложение, упрощая жизнь и экономя время многим и многим.

Wi - Fi модули для определения свободных мест

Появление 5G и развитие сверхточной навигации приближают появление беспилотного общественного транспорта. Пока что геоинформационные технологии дают доступ к анализу и управлению городской транспортной сетью или подсказывают через сколько минут подъедет трамвай №9.

Оборудованные чувствительными элементами уличные фонари со светодиодами существенно экономят ресурсы и повышают безопасность. Есть люди - фонарь горит, нет - гаснет. К примеру, «умные фонари» экономят Лос-Анджелесу около 9 миллионов долларов в год.

Принцип работы интеллектуального освещения. Данные поступают в режиме реального времени

Безопасность повышается также с помощью технологии «локатор выстрела». Автономные или установленные на фонарях звуковые датчики фиксируют выстрелы и автоматически сообщают об этом в полицию. Программное обеспечение также способно определять число стреляющих.

Локатор компании Shot Spotter

Конечно, это не полный список смарт-технологий, которые определяют функционирование современного города. Но и этот перечень даёт представление о векторе урбанистического развития.

Умная архитектура

Наиболее креативная часть умного города - его архитектура. Вместе с ней он решает те же проблемы: экологии, экономии, безопасности и комфорта.Современные дома оснащают датчиками утечки воды или газа, приборы автоматически регулируют отопление и влажность воздуха. Комплекс межмашинного взаимодействия информационно-коммуникационных элементов называют «интернет вещей» .

Чтобы снизить негативнее влияние на окружающую среду, архитекторы разрабатывают проекты, в которых повышается доля экологически чистых материалов.Более того, умное здание должно самостоятельно обеспечивает себе энергоресурсами, приоритетно используя естественные источники энергии.

Предъявляемые к зелёному строительству требования основаны на американском стандарте LEED и британском BREEAM.

300-метровый китайский небоскрёб PearlRiverTower , спроектированный и разработанный Гордоном Гиллом (GordonGill ) и архитектурной фирмой Skidmore , Owings & Merrill , считается одним из самых экологичных зданий мира. Ветровые турбины используют ветер для выработки электричества и как источник вентиляции, радиационного нагрева и охлаждения. Резервуары для сбора дождевой воды нагреваются на солнце и дают горячую воду. Панели солнечных батарей дополнительно обеспечивают здание электроэнергией. Прозрачный фасад оснащён системой автоматизированных жалюзи, чувствительных к солнечному свету.

Конструктивные особенности здания позволяют сократить потребление энергии на 58% по сравнению с аналогичными автономными зданиями

Две башни Бахрейнского всемирного торгового центра соединяет конструкция из трёх турбин, с подключёнными к ним генераторами. Они ориентированы на север, откуда чаще дует ветер. Система даёт от 11 до 15% энергии необходимой зданию. Спроектировано и построено компанией Atkins

Hearst Tower - первое «зелёное» высотное офисное здание, построенное в Нью-Йорке. Пол атриума вымощен теплопроводящим известняком. Вмонтированная в пол полиэтиленовая трубка прогоняет циркулирующую воду для охлаждения летом и отопления зимой. Дождь, собранный на крыше, используется для системы охлаждения и для полива растений главного вестибюля. 85% строительной стали здания содержит переработанный материал. В целом, здание было спроектировано так, чтобы использовать на 26% меньше энергии, чем того требуют стандарты по городу. Проект принадлежит Норману Фостеру совместно с AdamsonAssociatesArchitects

Башня Банка Америки. В фасаде используются стекло, которое частично поглощает солнечное излучение, при этом сохраняет максимальное естественное освещение. Автоматическая система регулировки дневного света снижает теплопотери и затраты на кондиционирование. Поступающий в здание воздух фильтруется на основе показателей датчиков углекислого газа. Выходящий воздух тоже очищается. Бетон, из которого строился небоскрёб, на 45% состоит из вторсырья - шлака, что тоже снижает показатель выбрасываемого углекислого газа. Разработано AdamsonAssociatesArchitects и C ook F ox Architects

Не только экология беспокоит умную архитектуру, но и общее городское пространство. Проблему инсоляции в местах плотного скопления небоскрёбов решают с помощью технологии фасадов, не отбрасывающих тень.

Архитекторы из бюро NBBJ создали проект двух башен, одна из которых - с зеркальной поверхностью - отражает свет, направляя его именно на тот участок, где отбрасывает тень вторая башня

Самые прогрессивные методы проектирования жилой среды используются в так называемой параметрической архитектуре. В самом общем смысле параметрическое проектирование - генерация свободных архитектурных форм, основанных на функциональных данных будущего здания. То есть компьютерная программа моделирует проект, основанный на вычислении различных исходныхпараметров: назначение здания, количество посетителей или жителей (в зависимости от типа зданий), траектории их перемещения, ландшафт, транспортный поток, климат и т. д.

Параметрический урбанизм - мастер-план районов Картал и Пендик в Стамбуле, ZahaHadidArchitects. Длина и ширина улиц зависят от данных активности транспортного потока и количества жителей. Эти же параметры определяют этажность зданий, количество квартир. Программа образует сетку кварталов, выявляет главные узлы, где может заменить часть жилья на общественное здание или магазин. При внесении дополнительных параметров программа перестраивает модель

Роботизация и автоматизация современного города не должна становиться самоцелью или соревновательным состязанием. Умный город не исчерпывается внедрением инновационных технологических и информационных продуктов. Главным остаётся ориентация на человека, на соотнесение проектных методов с психологией и потребностями людей, их жизненными ценностями и целями.

Современный умный город, возможно, - начальный этап длительного пути дигитального урбанистического развития. Что дальше? Воображение рисует футурологические картинки полностью роботизированного мегаполиса. Утопия всегда ставит вопрос о месте человека в мире. Станет ли он более свободным при помощи высоких технологий или найдёт новую зависимость?

Умный город - его компоненты и характеристики

Более половины населения мира сейчас живет в городах. Согласно статистике, в 2009-м году численность городского и сельского населения планеты сравнялась, в развитых странах этот рубеж был пройден намного раньше. Сегодня доля городского населения в них составляет в среднем 75%. В течение следующих десятилетий переход от преимущественно сельских к преимущественно городским поселениям, вероятно, не только продолжится, но и наберет новую силу (см. рис. 1.). «Если XIX век был веком империй, а двадцатый - веком национальных государств, то XXI век станет эпохой городов, - заявил вице-президент IBM по направлению «Разумный город» Джерри Муни. - Большинство городов стоит перед лицом одних и тех же проблем. Это постоянный рост населения, старение городской инфраструктуры и рост расходов при необходимости их минимизации».

Рис. 1. Увеличение доли городского населения в мире

Уже сейчас традиционные формы управления городскими и коммунальными службами себя практически исчерпали и не удовлетворяют современным требованиям к логистике, безопасности и экологии. В недалеком будущем, когда городское население достигнет 85%, нас может ожидать тотальный коллапс инфраструктуры и коммунальных служб.

Попыткой решить весь комплекс этих проблем стало создание концепции «smart city» («умный город»). Она нацелена на обеспечение современного качества жизни людей за счет применения инновационных технологий, которые предусматривают экономичное, экологичное и безопасное использование городских систем жизнедеятельности. При этом разнообразные факторы городского развития объединяются в единую систему с помощью передовых информационно-коммуникационных технологий.

Устоявшееся в России понятие «умный город» - не совсем точный перевод английского термина «smart city». В английском языке «smart» - понятие собирательное, кроме ума, оно обозначает еще красоту, удобство, скорость. Все эти значения в равной степени характеризуют концепцию «smart city».

На практике выделяют 8 основных компонентов «умного города»:

Энергетика: автоматизированная интеллектуальная энергосеть и гибкая распределительная система; интеллектуальная система учета и регулирование спроса; интеграция возобновляемых видов энергии; программно-аппаратный комплекс управления интеллектуальной энергосетью, энергоэффективные здания и сооружения.
Водоснабжение: автоматизированные водозабор, водораспределение, водоотведение и обнаружение утечек; регулирование дождевого стока и паводковых вод в городе; интеллектуальная система учета и регулирование спроса; программно-аппаратный комплекс управления водоснабжением.
Транспорт: контроль транспортных потоков и качества дорожного покрытия; сбор платы за пользование дорогами; инфраструктура зарядных станций для электромобилей; программно-аппаратный комплекс управления дорожным движением и общественным транспортом.
Безопасность: системы видеонаблюдения, видеофиксации и обеспечения физической безопасности объектов инфраструктуры; системы обеспечения вызова экстренных оперативных служб; системы оповещения; программно-аппаратный комплекс управления системами безопасности.
Услуги: электронные правительство, образование, здравоохранение и туризм.
Интеграция: единое информационное пространство умного города, агрегирующее информацию от объектов городской инфраструктуры, системы управления и жителей.
Правительство: системы поддержки принятия решений, анализа и прогнозирования, управления инцидентами, предоставления государственных и муниципальных услуг в электронном виде, публикации открытых данных.
Жители: пользователи объектов инфраструктуры и информационных услуг; поставщики информации в режиме «обратной связи».

Рис. 2. Компоненты «умного города»

На данный момент реальных воплощений концепции «умный город» не так много, подобные проекты реализуются в некоторых крупных городах мира, например в Вене, Барселоне, Нью-Йорке, Токио, Шанхае и Амстердаме. Кроме того, «умные города» создаются с нуля, лидером здесь выступает построенный в Южной Корее город Сонгдо.

В России анонсировано несколько таких проектов - Сколково, Иннополис, СМАРТ Сити Казань. Окажутся ли они успешными, выяснится лишь через 5-10 лет. На их реализацию требуются огромные средства - десятки миллиардов долларов, которые вернутся только после завершения строительства. С другой стороны, информатизация существующих российских мегаполисов уже дает реальные результаты.

Например, в Москве и Казани успешно реализуется проект «Безопасный город». В Москве установлено 137 тыс. видеокамер, с помощью современных аналитических инструментов проводится автоматизированный ситуационный анализ потоков видеоинформации, и при необходимости подключаются соответствующие службы. Например, если в метро человек стоит очень близко к краю платформы, видеокамера определяет это и выводит изображение на монитор полицейского этой станции.

Еще один элемент «умного города», реализованный в Москве, - интеллектуальная транспортная система. По всему городу расположены 6,5 тыс. датчиков, которые измеряют плотность транспортного потока на различных участках улиц. Вся информация собирается в одном центре обработки данных, и в зависимости от ситуации принимаются решения по управлению светофорными объектами, по ограничению скорости на определенных участках дороги в определенное время суток и т.д. В долгосрочной перспективе на основании полученных данных будет планироваться более глубокая реорганизация движения: какие улицы лучше сделать односторонними, на каких необходимо добавить полосы. Эта система функционирует уже несколько лет и является одной из наиболее продвинутых в мире.

В разных городах ставятся различные приоритетные цели и задачи, но все «умные города» имеют 3 общие черты:

1. Наличие защищенной инфраструктуры ИКТ. Она имеет первостепенное значение для успешного предоставления новых услуг в «умных городах» и обеспечения готовности к будущему спросу на эти новые сервисы. С одной стороны, должна быть создана инфраструктура, гарантирующая жителям доступ к информационным услугам в любое время и в любом месте мегаполиса, с другой, должны быть созданы ситуационные и информационные центры по перечисленным выше направлениям (компонентам «умного города»). Основными задачами подобных центров являются обеспечение интеграции различных систем и предоставление тех или иных информационных услуг в зависимости от категории пользователей. Опыт нашей компании в этой сфере говорит о том, что мало просто предоставить пользователю доступ к информации, нужно обеспечить удобство использования этих данных. Например, при создании ситуационного центра для крупной компании ТЭК мы обеспечили отображение оперативных событий, объектов критической инфраструктуры и области влияния погодных явлений на одной интерактивной карте переменного масштаба. Это позволило свести к минимуму случаи несвоевременного реагирования на ЧС вследствие ошибок операторов. Подробнее о нюансах создания и эксплуатации ситуационных центров читайте в статье «Мозговой центр компании».

2. В городе должна быть четко выстроенная и интегрированная система управления. Многочисленные системы «умного города» будут действовать слаженно только при строгом соблюдении единых стандартов. Важно иметь эффективный управленческий и аналитический инструментарий, чтобы максимально точно просчитывать возможные негативные и позитивные тенденции. Здесь практически невозможно обойтись без средств Business Intelligence (BI). Особенно остро необходимость в них проявляется в сфере безопасности, где от правильной интерпретации данных зачастую зависят жизнь и здоровье людей. Причем судя по отзывам пользователей внедренных нами систем, одинаково важны и оперативный мониторинг, и анализ исторических данных для выявления и пресечения негативных тенденций в работе правоохранительных органов. Подробнее о BI-системах на страже общественной безопасности мы говорим в статье «Аналитические системы для силовых структур».

В «умном городе» должны быть умные пользователи. ИКТ бесполезны в отсутствие компетентных юзеров, умеющих взаимодействовать с интеллектуальными услугами. «Умный город» должен не только расширять доступ к «умным» устройствам для всех категорий населения (с разным уровнем доходов, для разных возрастных групп), но и обеспечивать обучение работе с ними. По большому счету, к «умным пользователям» относятся и люди, создающие наполнение информационных услуг. Причем чем более масштабное решение внедряется, тем больше пользователей единовременно придется обучить, соответственно, тем более затратным будет этот процесс. Наша компания в силу специфики внедряемых решений неоднократно сталкивалась с массовым обучением пользователей. Своеобразным рекордом для нас стало обучение работе с аналитической системой полутора тысяч сотрудников силовых ведомств, причем в предельно сжатые сроки - за 2 недели. В результате большинство из них смогли сходу использовать полный набор функциональных возможностей решения. Наш опыт обучения пользователей позволяет сделать несколько выводов:

Даже самый умный пользователь гораздо охотнее обучается «в классе», чем самостоятельно - по руководству пользователя. Это не умаляет ценности последнего, но для «быстрой победы» нужно именно очное обучение.
Умный пользователь любит задавать умные вопросы и быстро получать умные ответы.
Общение с умными пользователями в процессе обучения позволяет собрать требования для доработки руководства пользователя и системы в целом. В описанном выше случае массовое общение с пользователями позволило в кратчайшие сроки провести доработку функциональных возможностей системы.

Преобразование индустриальных городов в «умные» является общемировым трендом, а также реальной перспективой для многих российских городов. В то же время переориентация в развитии городских агломераций предполагает коренную перестройку системы управления муниципалитетами, включающую смену целей и задач, а также показателей эффективности и результативности.

Главной движущей силой становится активное участие граждан в жизни города и управлении им с использованием интеллектуальных информационных систем. Теперь при проектировании ИС конечными пользователями зачастую являемся «все мы», что предъявляет дополнительные требования к функциональным компонентам и интерфейсу пользователя. Здесь уместно вспомнить слова Джонатана Реза из университета Нового Южного Уэльса, процитированные «The Guardian»: «Архитекторам, планирующим города будущего, стоит взять в свою команду психологов и этнографов. Ведь что такое город, если не люди?».

Умный город (калька с английского smart city) – это взаимосвязанная система коммуникативных и информационных технологий с интернетом вещей (IoT), благодаря которой упрощается управление внутренними процессами города и улучшается уровень жизни населения.

Интеллектуальный город выполняет две важные задачи:

сбор и передача данных представителям управления;
налаживание обратной связи между администрацией и горожанами, благоустройство среды.

Согласно данным исследования компании McKinsey, к 2020 г. количество smart cities на всей планете возрастет до 600.

Плюсы смарт сити заключаются в повышении уровня жизни граждан и в уменьшении издержек рабочих процессов благодаря автоматизации деятельности, не требующей применения аналитических навыков.

Термин «умный город» был введен относительно недавно, и однозначного толкования этого понятия до сих пор нет. Однако эксперты сошлись в том, что основной источник управления смарт сити – данные о населении.

Цифровые города постоянно улучшают свои функции за счет непрерывной обработки и обновления сведений. Интегрированные датчики собирают информацию, полученную от жителей города и с помощью электронных устройств. После анализа собранных данных происходит оптимизация, решающая проблемы неэффективности.

Компоненты системы интеллектуальных городов:

Видеонаблюдение и фотофиксация;
Интеллектуальные транспортные системы (ИТС);
Единая система экстренного вызова (пример – «Система-112» в России);
Единая диспетчерская служба и ситуационные центры;
Интернет вещей (IoT);
Пятое поколение мобильной связи (5G).

Эти инструменты сбора и анализа информации используются для улучшения функционирования транспортной развязки, медицины, промышленности и других сфер, формирующих модель цифрового города.

В декабре 2017 г. сотрудники Научно-исследовательского института технологий и связи определили семь основных направлений цифрового поселения.

Особенности смарт сити

Умная экономика:
- Формирование благоприятной среды для инновационной деятельности, в том числе для развития информационно-коммуникационных технологий;
- Налаженная система онлайн-бронирования гостиниц.
Умное управление:
- Отлаженное функционирование системы коммуникации между жителями города и представителями исполнительной власти, информационная открытость городской администрации;
- Активность граждан в управлении городом;
- Актуальность документации стратегического планирования;
- Высокая посещаемость официальных сайтов городской администрации.
Умные финансы:
- Доступность банкоматов;
- Прозрачность государственных тендеров;
- Система оплаты проезда по безналичному расчету.

Умная инфраструктура:
- Отлаженная работа интернет-сервисов для вызова и оплаты такси;
- Возможность мониторить дорожный трафик в режиме онлайн;
- Наличие сети заправочных станций для электромобилей;
- Сервис по предоставлению услуг каршеринга.
Умные жители:
- Активность и количество пользователей Всемирной сети;
- Применение электронных карт учащихся;
- Доступность данных о рынке труда.
Умная среда:
- Развитая система мониторинга экобезопасности;
- Участие горожан и администрации в устранении последствий несанкционированного выброса мусора.
Умные технологии:
- Наличие бесплатных точек Wi-Fi, в т.ч. в общественном транспорте;
- Функционирование сетей мобильного широкополосного доступа.

К числу умных городов можно отнести Москву, Санкт-Петербург, Сочи, Копенгаген, Сингапур, Стокгольм, Цюрих.

Оригинальный и футуристичный проект умного города – поселение Масдар на территории Объединенных Арабских Эмиратов. Полная реализация программы будет осуществлена только к 2030 г., но первые дома и основные элементы инфраструктуры города появятся уже в 2018 г. Численность жителей-первопроходцев составит 7 тысяч человек.

По задумке проектировщиков Масдар должен стать полностью автономным и самодостаточным и вмещать до 100 тысяч жителей. Энергию для обслуживания и функционирования городских систем будут черпать из возобновляемых источников – солнца, ветра и воды.

Несмотря на жаркий климат ОАЭ, внутри Масдара планируют сохранить комфортную для человека температуру. Улицы города проектируются с учетом положения солнца и направления преобладающих ветров. По территории поселения будут курсировать электрические автопилотируемые автомобили, в то время как обычному транспорту запретят подъезжать к городу ближе чем на две мили – это решение, позволяющее снизить выброс углерода в атмосферу.

Технологии умного города позволят снизить объем потребляемой воды благодаря использованию умных счетчиков, а сточная жидкость будет перерабатываться для полива растений. В планах проектировщиков – построить мусороперерабатывающий завод, на котором будут трудиться горожане: сортировать отходы, выбрасывая каждый вид в соответствующие контейнеры.

Почему за интеллектуальными городами – будущее?

Сейчас во всем мире не так много smart cities в глобальном соотношении, при этом создание умного города – трудоемкий процесс, который затрагивает все слои инфраструктуры. Потеряет ли идея свою актуальность через несколько лет? Это вряд ли. Есть две причины, по которым рост умных городов не остановить:

Необходимость осваивать новые прибыльные ресурсы. Цифровые мегаполисы приносят весомый доход в сфере развития IT-отрасли, стоимость которого через пару лет составит приблизительно 1,5 трлн долларов;
Рост населения городов. В городах сосредоточено до 70 % мировой экономики. Чем больше растут эти цифры, тем сложнее становится контролировать такие крупные отрасли. Поэтому концепция умного города будущего так популярна – она становится основным инструментом управления хозяйством в развитых странах.

Сегодня примерно 60 % людей всей планеты проживают в городах, и эта цифра имеет тенденцию к увеличению.

Если это настолько выгодно, почему города «умнеют» так долго?

Причина, по которой умные мегаполисы еще не разрастаются по всей планете, как грибы после дождя, в том, что в мире не существует единой системы для сбора и анализа данных. Информация собирается слишком разнородными приборами – навигаторами, смартфонами, поисковыми системами. И чаще всего огромный пласт данных просто лежит мертвым грузом – потому что неясно, как его применить и синхронизировать в рамках работы с одной платформой.

Вторая причина – отсутствие необходимых мощностей. Развитие умных городов требует немалых затрат и применения современного оборудования, а для хранения больших данных нужны новейшие сервера. Однако ученые уверены: прогресс неизбежно приведет к тому, что умные поселения станут привычной тенденцией.

//Статьи: Инфраструктура

Сегодня население земли составляет порядка 7,4 млрд человек, почти половина – 3,6 млрд, уже проживает в городах, хотя еще 10 лет назад доля городского населения составляла около 35%. При столь высоких темпах урбанизации нагрузка, создаваемая на городские службы, зачастую оказывается непосильной.

Для решения этой проблемы была изобретена концепция «Умного города» (Smart City). Цель программы - повышение эффективности всех городских служб. Концепция получила достаточно широкое распространение: в настоящий момент Smart City в том или ином объеме реализована в 2500 городах по всему миру.

Сложно дать четкое определение для Smart City. В целом, это система, при которой существующие ресурсы городских служб используются наилучшим образом и обеспечивая максимальную безопасность городской жизни. Для этого необходима тесная связь между проектами «умного города» (видеонаблюдение, гос. услуги, интеллектуальная транспортная система и пр.) в масштабах города или региона.

Одной из важнейших составляющих Smart City является Интеллектуальная транспортная система (ИТС) , которая оптимизирует движение транспорта путем отображения дорожной ситуации на уличных информационных панелях и смартфонах пользователей, подсказывает им оптимальный маршрут и несет в себе множество других полезных функций. Следующая система -геоинформационная (ГИС), служит общей «географической подложкой» для всех подсистем Smart City. Еще одна подсистема - Электронная полиция (ePolice), работает следующим образом: при любом звонке на пульт «электронной полиции» на карте ГИС отображается местоположение звонящего, а на мониторе дежурного открывается окно для регистрации сообщения, его последующей обработки и принятия оперативных мер. Еще одна функция - Электронное образование (eEducation). Она позволяет студенту присутствовать на лекции, сидя за компьютером. Ученик будет точно также слушать лекцию, видеть преподавателя и следить за его записями на электронной доске в аудитории. Студент даже может виртуально «поднять руку» из дома и задать вопрос преподавателю. Все записанные лекции сохраняются для последующего просмотра и закрепления материала.

И, наконец, Электронное здравоохранение (eHealth). Эта функция упростит процесс электронной записи к врачу. Основой системы является единая электронная база пациентов. В этой базе сразу может ознакомиться с тем, какие анализы делались, какое лечение назначалось в других клиниках. Система видеоконференцсвязи с эффектом присутствия (Telepresence) поможет провести консилиум специалистов, рассмотреть в деталях результаты МРТ и рентгенографии, а также сделать операцию под удаленным руководством хирурга.

Можно сделать вывод, что для эффективной работы Smart City необходима глубоко интегрированная система, состоящая из многих подсистем. Нет большого смысла реализовывать такие проекты частично, необходима выработка общей концепции «умного города», в которой будут учтены как текущие потребности различных городских служб, так и перспективы развития с учетом всех внешних факторов. Поэтому в проектах Smart City необходим комплексный подход, что является основным препятствием при реализации концепции.

В списке компаний, занимающихся реализацией проектов «Умного города», можно выделить Huawei: фирма имеет опыт внедрения компонентов Smart City в городах Китая с населением свыше 15 миллионов человек, таких как Шанхай, Гуанчжоу и других.

В России Huawei приняла участие в реализации проекта «Безопасный город» в Санкт-Петербурге. Для этого была разработана система по облачному хранению видеофайлов с 12 тысяч камер системы наружного видеонаблюдения, снимающих в разрешении 1080р. Емкость облачного хранилища составляет 40ПБ (1ПБ=1000000 ГБ). Система позволяет быстро найти нужный фрагмент на видеозаписи, тем самым обеспечить высокую оперативность мероприятий по обеспечению безопасности. Решение также обладает такими преимуществами, как унифицированное совместное использование ресурсов различными службами и улучшенная безопасность городской среды в результате использования средств интеллектуального анализа содержимого видеозаписей.

Компания Huawei выделяется наличием широкой линейки оборудования и решений для различных уровней решения Smart City, а также обширным опытом в поставках ИТ-оборудования (серверы, системы хранения, маршрутизаторы и коммутаторы) и инфраструктуры дата-центров. Благодаря этому, реализация широкого спектра аппаратных платформ для решения Smart City становится возможной с Huawei.

Города развиваются, меняются и приспосабливаются к окружающим условиям как любой живой организм. Экономические, политические и экологические изменения среды их обитания заставляют одни города разрастаться, а другие уменьшаться. Каждый город реагирует на эти изменения абсолютно по-своему, по-своему отвечает на региональные, национальные и глобальные вызовы.

Представьте себе час пик в большом городе. Люди спешат домой после тяжелого трудового дня. Мимо проносятся беспилотные автомобили; по специально оборудованным безопасным дорожкам, обособленно от моторизованного движения и потока непредсказуемых пешеходов и велосипедистов.

По мере наступления вечера установленные в помещениях датчики регулируют температуру окружающего воздуха и включают освещение; люди управляют телевизорами, радио, и даже подачей воды в ванной жестами, не вставая со своих кресел.

Тем временем датчики, установленные на улице, отслеживают состав воздуха и готовы моментально оповещать жителей при достижении в атмосфере опасного уровня отравляющих веществ. Уборка городского мусора планируется компьютером, который автоматически получает данные о наполнении мусорных баков. Системы планирования уличного движения постоянно отслеживают и корректируют потоки трафика, благодаря чему пробки и аварии остаются в прошлом. Все функции городских систем управления незаметно для горожан оптимизируются, делая жизнь проще и эффективнее.

Концепции «умного города» выглядят как новаторские. На самом деле, это не так, и в будущем мы скорее всего не увидим города, в которых вся инфраструктура управляется из единого центра. Сооснователь компании DOM Builders урбанист Фёдор Новиков рассказывает, как на смену «умному городу» придёт прямая координация действий между жителями.

«Умный город» звучит футуристично, но эта концепция основана на устарелых принципах городского управления. В ранних версиях «умных городов» предлагалось создать всеобъемлющую городскую инфраструктуру, управляемую из единого центра местными властями. Иначе говоря, вертикальное городское управление, доведенное до крайности.

Интернет, особенно мобильный, создал среду, которая посягает на базовые принципы вертикальной городской власти. Сама возможность напрямую соединять людей или устройства стимулирует возникновение новых моделей поведения, в рамках которых в правительстве, как в единственном координаторе всего, уже нет нужды. С развитием новых систем и моделей поведения, изначальная концепция «умного города» уйдет в прошлое.

Кто придумал умные города

Чтобы понять врожденные болезни и принципы, лежащие в основе «умного города», мы должны изучить происхождение этой концепции и её популяризаторов. Первые концепции «умного города» фокусировались на инвестициях в развитие инфраструктуры. Предлагалось установить по городу миллионы устройств, которые бы контролировались из единого центра.

Пример "умного города" с централизованной координацией от Cisco

Разумеется, крупные IT-разработчики и производители техники поддержали такое видение города. Они только рады продавать, устанавливать и обслуживать всю эту инфраструктуру. Одно время не было консенсуса относительно термина «умный город». Люди говорили о «лучших городах», «связанных городах», «цифровых городах» - почти все эти названия принадлежат корпорациям вроде HP, CISCO, IBM. То, что позиционировалось как научное видение будущего, на самом деле, является лишь брендингом и маркетингом.

Пример "умного города" от Argo, в котором есть функция централизованной координации

Чтобы внедрить инфраструктуру в подобных масштабах, необходимы значительные капиталовложения из местных бюджетов. Следовательно, такая программа могла быть осуществима лишь в рамках вертикальной городской системы финансирования и управления.

Для крупных корпораций ставки были необычайно высоки. При помощи лишь одного контракта целый город был бы на всю жизнь оснащен оборудованием, произведенным определенной корпорацией.

Идея единого контрольного центра нашла поддержку у муниципальных бюрократов. Такая система гарантировала бы увеличение их власти. Монополия на посредничество между жителями - это весьма соблазнительно.

Город соседей

Мы по умолчанию привыкли к вертикальному планированию городской инфраструктуры. Это наследие XX века, однако так было не всегда. До индустриализации население большинства российских, американских и европейских городов едва достигало 30 000 человек. Весь город можно было за полчаса пересечь пешком или на лошади. Все жители буквально помещались на центральной площади. Части города были им прекрасно знакомы, да и сами они так или иначе поддерживали связь друг с другом. В целом, это были города соседей.

Каналетто на площади Святого Марка в Венеции

Из-за размера городов идеи по созданию частной инфраструктуры были экономически целесообразны. Разработка большинства проектов велась частными предприятиями или объединениями. Бруклинский мост, нью-йоркское метро и электросети - все это было создано на частные деньги. Частные концессии были распространены и в дореволюционной России.

Горожанин - Правительство - Горожанин

Волны индустриализации привели к беспрецедентному росту населения и площади городов. В связи с этим городская культура изменилась от города соседей к городу незнакомцев.

Чем больше было население города, тем слабее становились связи между жителями. Из-за отсутствия средств прямой коммуникации между людьми, возникла необходимость в координаторе. Городские власти заполнили этот вакуум и стали выполнять роль посредника между горожанами.

Шло время, и власть, которой была наделена городская администрация, лишь росла, равно как и перечень её компетенций. В результате города существовали в виде вертикальных систем на протяжении целых поколений.

Горожанин - Горожанин

Возникновение интернета, особенно мобильного, предоставило новую инфраструктуру, заполнившую вакуум между жителями городского центра. Именно это концепция «умного города» не учла. Никто не мог подумать, что интернет посягнет на основную роль местных властей как посредника между жителями. Какими бы большими ни были города, благодаря интернету, у жителей появилась возможность создавать независимые координационные платформы. У местных властей больше нет монополии на посредничество между людьми.

Мобильный интернет особенно важен. Это первая технология, которая одновременно: соединяет пользователей (или объекты), постоянно меняющих свое местоположение; обеспечивает прямое взаимодействие между кем (или чем) угодно из любой точки города. У людей, компаний, НКО и университетов вдруг появилась возможность создавать координационные платформы для любого количества городских жителей.

Новая элита власти: частные платформы

Мобильные технологии меняют распределение власти в современном городе. Кто сильнее всего влияет на жизнь города? Раньше это был мэр и его (или её) чиновничий аппарат. Сейчас же инициаторами изменений все чаще становятся технологические организации.

Новые технологические возможности привели к возникновению частных городских экспериментов (то есть «стартапов»). Пока что самые успешные и заметные из них находятся в транспортной сфере.

Местные власти действуют в качестве посредника, регулируя поставки услуг в индустрии такси. Несколько стартапов поменяли эту схему, предоставив частные платформы, которые связывают клиентов и поставщиков услуг напрямую. Они являются чем-то большим, нежели обычными службами такси, среди их услуг даже есть совместные поездки - вид координации пользователей, который раньше был просто невозможен. В Lyft Line они составляют почти 50% от всех запросов в Сан-Франциско.

Автобусы для работы в Сан-Франциско

Есть и другие эксперименты, посягающие на вертикальную систему планирования транспортных маршрутов: Chariot составляет частные маршруты через краудфандинг. А в Bridj фиксированных маршрутов вообще нет.

Как устроен каршеринг в Uber

Парковка это еще один пример сферы жизни, в которой местные власти являются посредником. В департаменте высчитывают необходимое количество парковочных мест и среднюю цену за каждое. В теории, так достигается равновесие, но на практике оказывается, что спрос на парковку - вещь крайне непостоянная, как во времени, так и в пространстве. Мобильный интернет дает возможность создавать похожие платформы, которые динамически отражают реальный спрос на парковочные места. Вот несколько стартапов, которые именно этим и занимаются: MonkeyParking (запрещен в Сан-Франциско), JustPark (возможность забронировать собственную подъездную дорожку).

Ключевое значение имеет возможность масштабировать эти платформы. Местные власти связаны географическими ограничениями одного города. А каждая интернет-платформа может охватывать десятки городов. Исследователям и студентам городского планирования необходимо как можно скорее в полной мере оценить значение этого фактора. Чего бы вы хотели: улучшить один город или сотню?

Переработка субпродуктов данных

Оригинальное видение «умного города» требовало централизованной установки миллионов сенсоров, камер и трансмиттеров, которые бы собирали информацию о жизни города. Оказалось, что значительную часть этих данных можно собирать без бюджетных затрат на централизованную инфраструктуру. Все больше информации генерируется коммерческими и негосударственными организациями, это своего рода побочный продукт их основной деятельности.

Операторы мобильной связи, банки, службы доставки и логистики - у всех есть приличное количество данных, которое можно переработать для анализа и планирования жизни города. Значительная часть этой информации пока не находится в общественном доступе, либо сложна для генерации, однако эти проблемы можно решить без правительства в качестве единственного посредника-интегратора.

***
Раннее видение «умного города» склонялось к вертикальной системе городского управления. Оно было на руку IT-компаниям и производителям техники, ведь в рамках централизованной инфраструктуры города бы зависели от стандартов, навязанных этими компаниями. Интернет, особенно мобильный, меняет расстановку сил в современных городах. Он предоставляет инфраструктуру, которая заполняет вакуум коммуникаций между жителями города. Что, в свою очередь, отторгает вертикальную систему управления. Муниципальные власти перестали быть монополистами в посредничестве между жителями.

Мы свидетели того, как власть постепенно переходит к частным посредникам, а в скором будущем - к платформам прямой самоорганизации жителей.

Первая ласточка.

Проект Fujisawa Sustainable Smart Town уже воплощается в жизнь. Данную модель проекта компания Panasonic планирует распространить по всему миру, положив начало старту создания городов нового типа.
Насколько это все для нас будет хорошо, время покажет.

Мы не умеем предсказывать будущее, но вполне способны представить, какой будет жизнь в крупных мегаполисах. В первую очередь городские центры будут еще более густо населены: ожидается, что 75% населения Земли будет проживать в городах к 2050 году. Как следствие, мегаполисы, перегруженные и в настоящее время, в будущем будут испытывать еще большие проблемы с нагрузкой, инфраструктурой и транспортом.

Эти проблемы призваны решить инновации для городов, которые внедряются и тестируются во многих странах уже сегодня. По данным исследовательской компании ABI Research, к 2016 году города мира в совокупности потратят $39.5 млрд на смарт-технологии.

Существуют амбициозные проекты городов будущего, в которых уже живут люди. Вот, например, 4 города, которые активно внедряют технологии и то, чем они могут стать к 2030 году.

Сонгдо, Южная Корея

Один из крупнейших проектов умных городов - строящаяся с 2003 года международная экономическая зона Сонгдо. Его стоимость оценивается в 35 млрд долларов США.
Сондго расположен неподалеку от центра города Сеула, рядом с международным аэропортом Инчхон . Его планируют сделать одним из самых важных бизнес-центров во всем мире. Город использует в своих интересах программы Cisco, чтобы предоставить высокоуровневую возможность взаимодействия между жителями. В 2015 Сондго будет вмещать 80.000 жителей на области площадью в 610 гектаров, становясь шире и больше за счет недвижимости, построенной частными инвесторами. “Этот генеральный план включает разнообразное множество программируемых элементов и разработан, чтобы стать дружественным для пешеходов городом, с очень высоким уровнем жизни. Здесь будут массово использоваться высокие технологии, с многочисленными зелеными зонами, и развлекательными парками” - комментирует свой проект KPF Kohn Pedersen Fox Associates.

Несмотря на то что полная реализация проекта не ожидается в этом десятилетии, в Сонгдо уже живут 40 тысяч человек и еще 55 тысяч ездят сюда на работу каждый день. В 2016 году здесь будет построено свыше 400 зданий, в том числе самый высокий в Южной Корее небоскреб. Все эти здания будут буквально напичканы технологиями. Инфраструктура Сонгдо основана на сетевых технологиях, объединяющих все эксплуатационные системы в единое целое. Таким образом, жители смогут управлять средой обитания. Так, например, одним нажатием кнопки в удаленном режиме они смогут управлять всеми процессами у себя дома, связанными с потреблением энергии - от освещения до кондиционирования воздуха.

Каждый житель города имеет смарт-карту, которая является его личным ключом ко всему в городе: поездке в метро, оплате парковочного места, просмотру фильма, прокату бесплатного общественного велосипеда и др. При этом карта не идентифицирует пользователя соответствующей услуги.

Для Сонгдо была разработана уникальная система утилизации отходов: в домах установлены пневматические мусоропроводы, которые «высасывают» бытовой мусор и сортируют его. В будущем планируется, что отходы будут доставляться прямо на метановый завод, производящий топливо для двигателей.

Для решения транспортной проблемы в городе также реализуется ряд инновационных решений. Например, подземные парковки (95% парковок в Сонгдо находится под землей) или электронные дорожные знаки, автоматически меняющиеся в зависимости от плотности автомобильного и пассажирского потока. Кроме того, к единой городской сети будут подключены электромобили и машины с водородными двигателями.

Мальме, Швеция

Города будущего - это не только «умные» жилые IT-сети. Городские инновации также подразумевают новые способы экономии энергии и создания экологически чистых инфраструктур.

Некогда шведский город Мальме был загрязненным промышленным центром с атомными электростанциями. Однако в 2000 году городские власти закрыли оба завода и пообещали сделать Мальме углеродно-нейтральным к 2020 году и способным работать на полностью возобновляемые источники энергии к 2030 году.

Уже к концу этого года весь городской парк транспортных средств города планируют перевести на альтернативное топливо - водород, электричество или биогаз, последний из которых создается из собираемых пищевых отходов.

Один из районов Мальме - Западный порт - превратился в полигон для строительства, так называемой, устойчивых зданий (sustainable building). Это инновационная архитектура, подразумевающая длительный срок эксплуатации, использование экотехнологий, нулевые выбросы вредных отходов и общее благосостояние проживающих.

В этом порту на месте бывшего завода работает ветровая турбина, обеспечивающая энергией часть города. Район также использует систему, так называемых, аквиферов или водоносных горизонтов, позволяющих собирать и хранить дождевую воду, чтобы в дальнейшем использовать ее для обогрева или охлаждения домов.

Кроме того, в этом районе для всех застройщиков действует правило - крыши и участки стен домов должны быть покрыты растительностью.

Площадь инновационного района МАльме сможет вместить 10000 человек и предоставить около 20000 рабочих мест.

Нью-Йорк, США

Конечно, Нью-Йорк больше ассоциируется с обилием небоскребов, заторами, отходами и культом потребления, чем с экологическими технологиями и зеленым дизайном. Однако эту репутацию планируют изменить в ближайшие десятилетия. Дизайнеры и разработчики уже начали реализацию нескольких проектов застройки неиспользуемых участков города зданиями устойчивой архитектуры.

Один известный городской дизайн-проект в Нью-Йорке - Lowline планирует строительство подземного зеленого парка на заброшенной троллейбусной станции, которая будет использовать солнечные батареи для освещения места, а также стимулирования роста растений и деревьев.

Еще один интересный экопроект - Plus Pool, большой общественный бассейн, заполняемый, отфильтрованной сточной и речной водой, безопасной для плавания. Проект находится в стадии тестирования и полностью финансируется краудфандингом (на сайте Plus Pool можно приобрести именную плитку в будущем бассейне).

Масдар Сити, Абу-Даби, ОАЭ

Кружевная прохлада улиц города, расположенного в знойной пустыне; бесшумный транспорт, скользящий по ним; зеленый оазис с пальмами, искусственными водопадами и водоемами там, где земля летом не ведает дождя. Что это? Глава из фантастического романа? Нет, это новый город в Объединенных Арабских Эмиратах.

Масдар Сити в пригород Абу-Даби еще не заселен, как Сонгдо, но стремится быть глобальным эталоном для умных городов с низким уровнем выброса углеродов, которые работают в основном на возобновляемые источники энергии.

Masdar в переводе с арабского означает «источник». Ключевая роль этого города – построение своего рода тест-лаборатории для компаний, занимающихся экотехнологиями, исследовательских институтов и государственных организаций со всего мира. Появившиеся тут новые изобретения потом будут реализованы не только в ОАЭ, но и в других странах.

Удивительно, но страну, являющуюся крупным экспортером нефти, настолько озаботили вопросы энергетической безопасности, изменения климата, сохранения водных ресурсов и защиты природы, что правительством решено было создать особое место, где специалисты со всего света могли бы работать над разрешением этих проблем.

Особенностью архитектуры города будут ажурные конструкции, закрывающие на уровне крыш почти все улицы города и позволяющие даже в жаркий полдень сохранять прохладу. Этот полог создаст необычное чувство уюта, а также значительно сократит затраты энергии на кондиционирование зданий города.

Проект города был разработан студией Foster + Partners, их основная идея – сочетание традиционной архитектуры страны и архитектуры урбанизированных регионов. Использование существующих и прогрессивных материалов для сокращения потребления энергии станет моделью для других городов будущего. Например, потребление энергии на душу населения в Масдаре будет сокращено на 25 % по сравнению со стандартными показателями.

Масдар будет зоной, свободной от транспорта с двигателями внутреннего сгорания и промышленных предприятий, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. Улицы города предназначены для пешеходов и велосипедистов, а транспортное сообщение будет представлено высокоскоростным персональным (электромобили) и общественным (монорельсовая система скоростных поездов) транспортом.

Строительство Масдара началось в феврале 2008 года в свободной торговой зоне, в 17 км к юго-востоку от города Абу-Даби. Энергоснабжение города будет полностью осуществляться от установок, использующих солнечную энергию и другие возобновляемые источники энергии.

Запланированная площадь города составляет 6 км 2 , он станет домом для 50 000 человек, также планируется разместить около 1500 коммерческих и производственных предприятий, чья деятельность будет концентрироваться на изучении и производстве экологически чистых продуктов.

Энергоснабжение

Самым первым объектом строительства будет солнечная электростанция мощностью от 40 до 60 МВт, которая будет источником питания для всех других строительных работ. По мере развития города дополнительные фотоэлектрические модули будут размещены на крышах вновь построенных домов, чтобы позволит довести энергоснабжение города до 130 МВт. За пределами города будут установлены ветрогенераторы, способные производить до 20 МВт, в настоящее время рассматривается возможность использования также и геотермальной энергии.

Водосбережение и переработка

Еще один акцент в развитии экогорода – бережное использование воды. В разработке водосберегающих решений принимала участие компания Grohe. Все решения, предназначенные для Масдара, тщательно отобраны в соответствии с технологиями и принципами эффективного потребления воды в повседневном режиме.

Завод по опреснению воды, работающий также на солнечных батареях, будет служить источником водоснабжения города. Потребный среднегодовой расход воды в Masdar City запроектирован на 60 % ниже, чем у среднестатистического европейского города, имеющего аналогичный размер и плотность населения. С помощью чего будет достигнуто столь рекордно низкое водопотребление? Около 80 % воды, используемой для водоснабжения Masdar, будет перерабатываться и сточные воды будут повторно использоваться там, где это возможно. В частности, очищенная вода будет применяться для орошения сельскохозяйственных культур и других целей.

План Масдар состоит в том, чтобы повторно использовать воду столько раз, сколько это возможно. Например, будет опробована инновационная идея – так называемое «восстановительное орошение», предполагающее сбор остатков воды после полива сельскохозяйственных культур.

В чем суть этого метода? После полива вода проходит через верхние 1 или 1,5 м почвы и удовлетворяет потребности растений в воде. Ниже располагаются подземные системы сбора и собирают излишки воды. Это воду можно использовать для орошения на другой день или направить на другие цели.

Будет сделана также попытка сократить количество отходов жизнедеятельности города до нулевого значения. Биологические отходы будут использоваться для создания богатых питательными веществами почвы и удобрений, и некоторые из них могут также быть использованы для сжигания в качестве дополнительного источника энергии. Промышленные отходы, такие как пластик, металлы, будут переработаны или повторно использованы для других целей.

Масдар настолько предан этой концепции, что даже запретил неэлектрическим автомобилям подъезжать к городу ближе, чем на две мили.

Вместо выработки энергии посредством сжигания нефти, угля или газа, Масдар получает энергию от солнечных ферм. Городом потребляет 20% энергии от той, какой необходим для обычного города такого же размера.

Впрочем, чиновники оттеснили дату завершения проекта Масдар до 2025 года, и проект претерпел некоторые неудачи в развитии, однако многочисленные инвесторы и компании видят в этом городе большой потенциал. Компания Siemens открыла здесь свою ближневосточную штаб-квартиру в прошлом году. Массачусетский технологический институт (MIT) помог основать Масдарский институт науки и техники в 2009 году. Город открыт для предпринимателей и изобретателей в экологической сфере и обещает в будущем поселить до 50 тысяч человек. Власти ОАЭ надеются, что в будущем все города Земли будут подобны Масдар.

Традиционное планирование подразумевает, что эффективность достигается за счет стандартизации всех элементов. Действительно, если сделать все дороги, элементы освещения, перекрёстки и здания одинаковыми, то можно добиться существенной экономии затрат и заметно ускорить процессы строительства, развития и модернизации городов. Однако Ингеборг Рокер считает, что подобно тому, как с медицинской точки зрения уникальность каждого пациента диктует необходимость в индивидуальном выборе лечения, мы не можем применять один и тот же подход к проектированию различных городов. По её мнению, города следует рассматривать и планировать как живые организмы, где каждый элемент и каждый житель является частью единого целого. Изменения – какими бы незначительными они ни были – нельзя предпринимать, не изучив предварительно влияни е этих изменений на весь организм города и на его окружающую среду.

Изучение характера взаимодействия между людьми и системами уже сейчас выявило определенные модели взаимодействия, которые никак нельзя назвать стандартными, – говорит Ингеборг Рокер.– Если проанализировать модели поведения и взаимодействие между людьми и системами, например, транспортными системами или системами ликвидации и переработки отходов, то можно создавать города, которые будут одновременно динамичными, высокоэффективными и экологически сбалансированными, но при этом совсем другими.

Да, городской стиль жизни оказывает влияние даже на самые отдалённые регионы нашей планеты. Чтобы сохранить экологическую сбалансированность, нам следует найти способы ограничивать влияние роста урбанизации на нашу геосферу.