Умный город – умная архитектура – умный человек. Умный город - это город, где живут счастливые люди

Темпы урбанизации в XXI веке зашкаливают. С каждым годом количество людей, стремящихся перебраться в большие города, лишь возрастает. Мегаполисы привлекают жителей сел и деревень хорошими условиями работы, более высокими заработками, развитой инфраструктурой и качественной медициной. Но в связи с этим возникает ряд закономерных вопросов.

Как повысить уровень жизни городского населения? Как максимально упростить процесс управления городом? Можно ли усовершенствовать работу муниципального транспорта? Найти ответы на все эти вопросы поможет развитие концепции умных городов. Собственно, о ней и пойдет речь в нашей статье.

Проблема идеального города

Виченцо Скамоцци, Леонардо да Винчи, Франческо де Марка, Джованни Беллуччи, Ле Корбюзье - все эти талантливые люди в разные времена работали над идеей так называемого идеального города. О том, как создать такой населенный пункт, в Европе стали активно задумываться еще в эпоху Средневековья.

Так, например, сохранился чертеж двухуровневой улицы с раздельным транспортным движением, датируемый серединой XV века. Его автором является выдающийся итальянский ученый Леонардо да Винчи. На северо-востоке Италии находится уникальный старинный город Пальма Нова в форме звезды. Он был заложен еще в 1593 году. Именно таким представлялся «идеальный город» архитектору Виченцо Скамоцци.

Разумеется, с бурным развитием науки и информационных технологий представление об идеальном городе несколько изменилось. На рубеже ХХ и XXI века зародилась концепция «умного города», в основе которой лежит автоматизация абсолютно всех процессов городской жизнедеятельности.

Smart City: основные задачи интеллектуального города

Понятие «умный город» возникло относительно недавно. Причем однозначного и общепринятого толкования этого термина пока нет. Сама концепция умного города (Smart City - в англоязычном варианте) зародилась в конце 90-х годов. Именно тогда прогрессивная часть человечества впервые осознала, что будущее - за развитием IT-сектора. Любопытно, что изначально эта идея развивалась исключительно в экологическом и природоохранном контексте. Но шли года, и уже сегодня Smart City - это всеобъемлющая реальность.

Итак, что же такое «умный город»? Можно дать следующее определение: это интеграция всех коммуникационных и информационных технологий с целью эффективного управления городской системой. Согласно концепции «умного города», все эти технологии используются для того, чтобы решить ряд важных задач:

  1. Рациональное использование всех объектов городской инфраструктуры.
  2. Комплексное благоустройство среды.
  3. Оперативный сбор и передача данных городским чиновникам.
  4. Установление тесных связей между городским управленческим аппаратом и местными жителями.

7 признаков умного города

Если говорить коротко, основной целью программы «умного города» является повышение эффективности работы всех муниципальных служб. Можно ли как-то отличить Smart City от обычного населенного пункта? Оказывается, можно. Вот семь основных признаков умного города:

  • Привлечение простых городских жителей к вопросам менеджмента.
  • Наличие интеллектуальных систем
  • Разумный подход к уличному освещению.
  • Внедрение общегородской и доступной сети Wi-Fi.
  • Активное использование солнечных батарей.
  • Наличие системы через sms-сообщения.
  • Минимальное использование наличных средств для оплаты услуг и товаров.

К основным города сегодня относятся беспроводные сенсорные сети, различные онлайн-платформы, датчики (например, для контроля дорожного движения, уровня загрязнения воздуха и т. д.), электронные карты и приложения.

Устройство умного города

Согласно рассматриваемой нами концепции, умный город состоит из семи структурных компонентов (частей) - трех основных и четырех вспомогательных. Это:

  1. Умная экономика (развитие информационно-коммуникационных технологий, благоприятная среда для инноваций, наличие системы онлайн-бронирований).
  2. Умная финансовая система (безналичные расчеты, доступность банкоматов и терминалов, прозрачность в распределении тендеров).
  3. Умный городской менеджмент (открытость муниципальной администрации, тесные связи между местной властью и простыми жителями).
  4. Умный общественный транспорт.
  5. Умная инфраструктура.
  6. Умное освещение.
  7. Умные жители.

Давайте более подробно рассмотрим некоторые из этих компонентов, а именно транспорт и освещение.

Умный городской транспорт

Транспорт будущего, по убеждению известного бразильского урбаниста Жайме Лернера, будет маневренным и чрезвычайно дешевым. Он будет курсировать по поверхности и сможет легко интегрироваться в подземные линии метрополитена. Сегодня в разных странах идет активная работа над разработкой смарт-автобуса, смарт-велосипеда и смарт-такси.

Умный транспорт контролирует все, что происходит в пассажирском салоне и на дорожном полотне. При этом он способен оперативно передавать информацию о нарушениях ПДД в соответствующие органы.

Одной из важнейших составляющих любого умного города является геолокация. Она помогает отслеживать движение городского транспорта в режиме онлайн, определяя местоположение конкретного автобуса, троллейбуса или такси. Во многих городах мира уже внедрена система оптимизации движения муниципального транспорта, которая подсказывает пассажиру (через специальные информационные панели или смартфоны пользователей) оптимальный маршрут передвижения.

Умное городское освещение

Представьте себе, что вы идете по ночной улице, фонари на которой зажигаются автоматически по ходу вашего продвижения. Подобные технологии уже давно внедрены во многих городах планеты. Так называемые датчики движения сегодня необычайно популярны. Они фиксируют присутствие человека (или транспортного средства), и только тогда включают свет. Ученые подсчитали, что умные светильники в рамках концепции «умного города» способны сэкономить до 80 % электроэнергии по сравнению с обычными лампами накаливания.

Следует отметить, что в ближайшем будущем освещение станет комфортным не только для людей, но и для растений. Уже ведутся исследования по умному освещению городских парков и садов, с учетом автоматической регулировки яркости, интенсивности и оттенков излучаемого света.

Бурно развивается архитектурное освещение. Благодаря широкому разнообразию светодиодных ламп создаются новые возможности для оригинальной дизайнерской подсветки фасадов городских зданий и общественных сооружений.

Smart Cities: самые известные примеры

В настоящий момент концепция Smart City в большей или меньшей степени реализуется в 350 городах мира. По прогнозам аналитиков, к 2020 году эта цифра увеличится до 600 населенных пунктов. Вот примеры самых умных городов планеты:

  • Сингапур (Сингапур).
  • Масдар (ОАЭ).
  • Колумбус (США).
  • Иньчуань (Китай).
  • Фудзисава (Япония).
  • Куритиба (Бразилия).

Давайте вкратце рассмотрим, какие интеллектуальные технологии внедрены и используются в перечисленных населенных пунктах.

Сингапур

В рейтинге самых умных городов первую строчку нередко отдают Сингапуру. Правительством страны здесь была запущена специальная программа Smart Nation, в рамках которой городские кварталы оснастили солнечными панелями, вакуумными мусоросборниками, а также сенсорами, контролирующими объемы потребления электроэнергии и воды. Во многих домах Сингапура есть особые датчики, которые следят за передвижениями пожилых людей и, в случае необходимости, отправляют сообщения в ближайшие больницы.

Масдар

Селение Масдар - это футуристический проект города будущего, расположенного на территории Объединенных Арабских Эмиратов. По замыслу проектировщиков, он должен стать полностью автономным и самодостаточным. Вся энергия, необходимая для функционирования городских служб и систем, будет получена исключительно из природных возобновляемых источников - ветра, солнца и воды. Несмотря на жаркий климат, на улицах Масдара будет сохраняться комфортная для жизни человека температура воздуха. Полностью этот проект будет реализован лишь к 2030 году.

Колумбус

В столице штата Огайо проживает не менее 850 тысяч человек. Компания Google внедрила здесь свою систему Flow, которая собирает и анализирует информацию о транспортном трафике со смартфонов и навигаторов. Это помогает муниципальным властям избегать больших пробок, а местным жителям - выбирать оптимальный маршрут и способ передвижения с учетом загруженности основных дорог. Помимо этого, совсем скоро в Колумбусе начнут курсировать беспилотные автобусы-челноки.

Иньчуань

Относительно небольшой китайский город Иньчуань примечателен, прежде всего, тем, что здесь нет необходимости не только в наличных деньгах, но и в банковских картах. Для того чтобы совершить покупку, достаточно поднести свое лицо к специальному сенсору. Уникальная автоматически спишет нужную сумму с вашего счета.

Помимо этого, в городе успешно действует и ряд других умных технологий. Например, все мусорные контейнеры работают от солнечных батарей и оснащены индикаторами наполнения. А вот в здании местной администрации посетителей встречают не госчиновники, а голограммы, которые способны решить многие проблемы горожан.

Фудзисава

Как не упомянуть о Японии, которая сегодня является одним из лидеров по внедрению новейших технологий и разработок. Совсем недавно в этой стране был торжественно открыт умный город Фудзисава. По его улицам колесят исключительно электрические автомобили, а все дома используют только энергию Солнца.

На улицах и в переулках Фудзисавы установлено умное освещение. Фонари включаются лишь тогда, когда в зоне их действия находятся движущиеся объекты. В Японии, как известно, нередки землетрясения. Но город Фудзисава полностью готов к любым стихийным бедствиям и способен обеспечить своих жителей холодной и горячей водой как минимум на трое суток.

Куритиба

Бразильская Куритиба - это, пожалуй, самый яркий пример «умного города», если говорить исключительно о развивающихся странах. Многие проблемы современного мегаполиса здесь были разрешены еще пятьдесят лет назад. Во многом благодаря усилиям мэра города - Жайме Лернера. Он прославился на весь мир модернизацией своей родной Куритибы, преобразовав городскую среду до эталонного уровня с точки зрения планирования.

Особых успехов Лернер добился в сфере городского транспорта. Статистические данные говорят сами за себя:

  • Общественный транспорт Куритибы потребляет на 30 % меньше топлива, чем в других крупных мегаполисах.
  • Система городского автобусного транспорта работает не менее эффективно, чем легкое метро.
  • Куритиба славится одной из крупнейших пешеходных зон среди всех городов мира.
  • Около 70 % жителей Сан-Паулу хотели бы жить в Куритибе.

Умные города России

Концепция интеллектуальных городов в последние годы вызывает огромный интерес в России. Положительным является и тот факт, что она находит отклик у политиков и чиновников разного уровня. Так, в 2016 году по инициативе Правительства Москвы был открыт центр «Умный город» на ВДНХ. Для него построили отдельный павильон с довольно оригинальным оформлением внешних фасадов (в виде рельефного рисунка компьютерных микросхем).

В пределах Москвы концепцию умного города хотят реализовать в поселке Коммунарка (поселение Сосенское). Здесь столичные власти планируют создать современный деловой центр при участии французской компании Engie.

А вот компания Huawei принимает непосредственное участие в реализации проекта «Безопасный город» в Санкт-Петербурге. В Северной столице уже разработана система облачного хранения видеофайлов, собранных с 12 000 камер наблюдения. Она позволяет в считаные минуты отыскать нужный фрагмент и принять соответствующие меры по обеспечению безопасности. Общая емкость этого облачного хранилища впечатляет: около 40 ПБ (для справки: в 1 ПБ - 1 млн ГБ памяти).

«Умный город»: концепция "Ростелекома"

В апреле 2018 года в Минстрое РФ состоялось расширенное заседание специальной рабочей группы при участии представителей различных регионов страны. На нем Ростелеком представил дорожную карту нового проекта «Умный город» в рамках госпрограммы «Цифровая экономика России».

Концепция «Умный город», разработанная компанией «Ростелеком», включает в себя ряд задач по шести различным направлениям, призванным существенно улучшить жизнь горожан. В числе важнейших результатов реализации данного проекта:

  • Внедрение общественного транспорта на беспилотном управлении.
  • Сокращение аварий и чрезвычайных ситуаций в системе ЖКХ.
  • Снижение общего количества ДТП в городах.
  • Увеличение надежности снабжения энергоресурсами.

Минстрой РФ также составил список муниципалитетов, на территории которых будет реализовываться этот пилотный проект. В него вошли 18 городов: Пермь, Воронеж, Великий Новгород, Новосибирск, Котовск, Евпатория, Тольятти, Ижевск, Елабуга, Глазов, Саров, Новоуральск, Сатка, Сарапул, Магас и Сосновый Бор.

В заключение…

«Умный город» - концепция, в основе которой лежит населенный пункт, использующий разнообразные информационные технологии для более эффективного функционирования всех своих служб и систем. Ключевая идея такого города заключается в сборе различной информации (в реальном времени) и использовании ее для принятия рациональных, конструктивных решений.

В рамках концепции Интернета вещей (Internet of Things,IoT ) одно из наиболее популярных направлений развития - это концепция «умный город» (Smart City). Фундаментальным принципом «умного города» является внедрение информационных технологий и объектов IoT в городскую среду. Ожидается, что такой подход позволит усовершенствовать систему управления и взаимодействия государства с обществом, повысит качество и эффективность работы городских служб, а всё вместе качественно изменит жизнь населения.

Главным активом города будут являться: люди, процессы и технологии.

Концепция Умного города характеризуется тремя базовыми параметрами:

    Технологичность.

    Интеллектуализация.

    Фокусировка на стиле жизни. «Умный город» должен быть экологичным, безопасным, энергоемким, открывающим широкие возможности и обеспечивающим максимально комфортную жизнедеятельность.

Среди первоочередных отраслей, нуждающихся в интеллектуальной модернизации, являются государственное управление, инфраструктура города и экономика. Основные направления развития данных секторов представлены в таблице.

Таблица – Важнейшие направления развития «умного города»

Инновационная экономика

Городская инфраструктура

Государственное управление

Инновации в промышленности, кластерах, районах города

Транспорт

Административные услуги гражданам

Умная рабочая сила: Образование и занятость

Энергетика/Коммунальные Услуги

Представительная и прямая демократия

Создание наукоемких компаний

Защита окружающей среды/ безопасность

Услуги для граждан: качество жизни

Например, концепция в этих направлениях может проявляется в следующих признаках. Инновационная экономика должна быть самодостаточной и независимой от природно-углеродных ресурсов. В городской инфраструктуре необходимо внедрять экономные и возобновляемые источники энергии. В государственной ветви должна вестись работа по повышению конкурентоспособности капитала, как финансового, так и интеллектуального и человеческого.

Дорожная карта развития «умного города»

Дорожная карта развития «умного города» предлагает следующий путь реализации концепции.

ЗАЧЕМ нужен «умный город» ?

Во-первых, городам следует изучить свое общество. Успех невозможен без цели, поэтому необходимо исследовать потребности граждан и бизнеса, их интересы, уникальные черты, образ мышления, уровень образования, возрастную структуру и прочее, чтобы понять, для чего населению нужен «умный город», каким они хотят его видеть и что он должен изменить в их окружении.

КАК реализовать концепцию «умного города» ?

Во-вторых, когда будет определено «зачем», необходимо проработать стратегию «как» реализовывать концепцию. А именно: как будут распространятся инициативы «умного города», каковы функции и цели такой политики?

КТО заинтересован в создании «умного города» ?

Преимущества «умного города» нацелены, в первую очередь, на населения, на улучшение его условий жизни. Поэтому идея должна поддерживаться гражданами. Они должны быть заинтересованы в ее развитии и внедрении и над их вовлеченную в процесс также необходимо работать. Например, повышать прозрачность процессов, расширять возможности в управлении через системы электронного правительства и т.д.

Однако перед тем, начать работу по указанным выше трем направлениям, важно понять, ЧТО представляет собой городское сообщество. Какое оно в настоящем, каковы его географические границы, как оно взаимодействует с округой.

Работа, проведенная по представленному алгоритму, позволит изучить процессы общества, определит потребности населения и сформулирует под них цели и средства их достижения.

Стандартизация концепции «умного города» в России

Проекты по созданию «умного города » формируются и в России. Разработкой стандартов «умных городов» занимается Национальный центр информатизации (далее - НЦИ). Необходимость появления стандартов продиктована тенденциями: интерес к концепции значительно растет, появляются всё новые и новые проекты, между которыми нет согласованности. Единые критерии позволят обобщить знания, объединить усилия и идеи, предпишут, какой город считать «умным» и ускорят его строительство. В то же время, стандарты должны быть динамичными, изменяясь в процессе воплощения плана, чтобы соответствовать текущим потребностям общества.

Недавно стало известно, что в ближайшее время в России будет сформирован технический комитет по стандартизации «Кибер-физические системы». К его задачам, в том числе, относится стандартизация «Умного города» (Smart citiy), а помимо него «Интернета вещей» (Internet of things), «Больших данных» (Big data) и «Умного производства» (Smart manufacturing).

В рамках концепции «умного города» могут появиться следующие общенациональные стандарты:

ГОСТ «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 1. Структура бизнес-процессов Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145–1);

ГОСТ «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 2. Структура управления знаниями Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145–2);

ГОСТ «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 3. Инженерные системы Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145–3);

ГОСТ «Умный город. Показатели ИКТ» (гармонизация с ИСО/МЭК 30146).

В России делают первые шаги по разработке нескольких Smart cities. Например, один из них в вблизи Казани реализует компания JLL. Под Санкт-Петербургом ведутся работы над городом-спутником Южный. Есть несколько пилотных проектов по созданию «умных» районов в Московской области. Способствовать интеллектуализации городов в России должны технологии М2М и модернизация образования.

Machine-to-Machine (М2М) – это межмашинный обмен информацией или ее односторонняя передача. Технологию ожидает большое будущее и широкий спектр применения в концепции «умного города». Например, в датчиках «умного» дома для контроля таких его параметров, как температура воздуха, уровень освещения и т.д. Помимо «умного» дома, М2М-решения встраивают во многие системы: платежи, охрана и безопасность, навигация, ЖКХ, вендинг, здравоохранение и т.п.

В образовании ведется работа по внедрению «Электронной образовательной среды РФ», а также предпринимаются действия для полного перевода профильных учреждений на электронные учебники. Данные мероприятия являются частью комплексной программы Государственной информационной системы (ГИС) в сфере образования России. Информационная экосистема позволит сократить издержки в сфере образования, а также способствует реализации федерального общероссийского магазина образовательного контента и технологий (EDU.RuStore).

Что такое "умный" город?

"Умный" город можно определить как "город знаний", "цифровой город", "кибергород" или "экогород" — в зависимости от целей городского планирования. "Умные" города в экономическом и социальном аспектах устремлены в будущее. Они ведут постоянный мониторинг важнейших объектов инфраструктуры — автомобильных дорог, мостов, туннелей, железных дорог, метро, аэропортов, морских портов, систем связи, водоснабжения, энергоснабжения, даже важнейших зданий — в целях оптимального распределения ресурсов и обеспечения безопасности. Они постоянно наращивают число предоставляемых населению услуг, обеспечивая устойчивую среду, которая способствует благополучию и сохранению здоровья горожан. Основу этих услуг составляет инфраструктура информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

В структурном аспекте "умный" город  - это система взаимодействующих систем. Такое взаимодействие огромного числа систем требует открытости и стандартизации, которые являются основными принципами создания "умных" городов. Проект "умного" города, в котором отсутствует открытость и стандартизация, очень скоро станет громоздким и дорогостоящим. К составляющим "умный" город технологиям относятся высокоскоростные оптические, сенсорные, проводные и беспроводные сети, необходимые для реализации таких преимуществ, как обеспечиваемые благодаря интеллектуальным транспортным системам, "умным" электросетям и организации домашних сетей.

Главное отличие "умного" города от города традиционного заключается в характере взаимоотношений с горожанами. В обычном городе услуги на основе ИКТ не могут так же гибко реагировать на изменения экономических, культурных и социальных условий, как услуги в "умном" городе. Таким образом, "умный" город прежде всего ориентирован на человека, базируется на инфраструктуре ИКТ и непрерывном городском развитии при постоянном учете требований экологической и экономической устойчивости (см. рисунок на следующей странице).

"Умные" города мира

"Умными" могут быть новые города, которые сразу строятся как "умные", или города, основанные для конкретных целей (например, промышленные города или технопарки), или, что чаще, обычные города, которые шаг за шагом становятся "умными". Многие крупнейшие города мира начали осуществление проектов создания "умного" города, в том числе Сеул, Нью-Йорк, Токио, Шанхай, Сингапур, Амстердам, Каир, Дубай, Коти и Малага. Учитывая современные темпы инноваций, вполне вероятно, что уже в ближайшее десятилетие модели "умных" городов станут широко распространенными реальными и популярными стратегиями городского развития.

Существующие проекты "умного" города различаются. В Амстердаме основное внимание уделяется усилению экологической устойчивости на основе более рациональной организации работ, применения новейших технологий для сокращения вредных выбросов в атмосферу, более эффективного использования энергии. В других городах принимаются меры для преобразования широкого диапазона городских функций в "умные", используя повсеместно распространенные "умные" технологии во всех аспектах жизни горожан. Двумя примерами такой стратегии могут служить проект "Город электронной интеграции" (u-город) в Республике Корее (реализация началась в 2004 году) и проект Deutsche Telekom "T-город" в Германии (реализация началась в 2006 году). Проект "Умный Сеул" (см. ) осуществляется с целью преобразования системы управления городом в более "умную" и повышения качества жизни горожан.

В разных городах ставятся разные приоритетные цели и задачи, но все "умные" города имеют три важнейшие черты. Первая — наличие инфраструктуры ИКТ. Защищенная инфраструктура ИКТ последующих поколений имеет первостепенное значение для успешного предоставления новых услуг в "умных" городах и для обеспечения готовности к будущему спросу на новые услуги. Вторая — в городе должна быть создана четко выстроенная и интегрированная система управления. Многочисленные системы "умного" города будут действовать слаженно только на основе строгого соблюдения единых стандартов. Третья — в "умном" городе должны быть "умные" пользователи. ИКТ  - это средства, обеспечивающие функционирование "умного" города, но они бесполезны в отсутствие компетентных пользователей, умеющих взаимодействовать с "умными" услугами. "Умный" город должен не только расширять доступ к "умным" устройствам для всех категорий населения с разными уровнями доходов и разных возрастных групп, но и обеспечивать доступ к обучению работе с этими устройствами. Основу "умного" города составляет открытая для всех сеть пользователей "умных" устройств, а горожане требуют или создают услуги, которые представляют для них наибольшую ценность.

Стандартизация для "умных" городов

Учитывая большое значение стандартизации для создания "умных" городов, в различных организациях осуществляются в этой области разнообразные мероприятия. Например, Международная организация по стандартизации (ИСО) рассматривает стандарты "умных" городов в рамках группы, занимающейся темой "системы показателей "умной" инфраструктуры сообществ". В  Секторе стандартизации электросвязи МСЭ (МСЭ-Т) сформирована Оперативная группа по "умным" устойчивым городам для оценки потребностей в стандартизации городов, стремящихся усилить свою социальную, экономическую и экологическую устойчивость через интеграцию ИКТ в городскую инфраструктуру и деятельность.

Решение о создании этой новой Оперативной группы приняла 5 я Исследовательская комиссия (Окружающая среда и изменение климата) на своем собрании, которое состоялось 29 января — 7 февраля 2013 года в Женеве. Создание этой Оперативной группы стало ответом на призыв к действиям, который прозвучал в ходе второй "Недели "зеленых" стандартов МСЭ", проводившейся в сентябре 2012 года в Париже. "Умные" устойчивые города — это также тема третьего конкурса МСЭ "Приложения на базе экологически чистых ИКТ".

Для того чтобы формирование "умных" городов стало следующим этапом процесса урбанизации, потребуются новые стандарты, инфраструктура и решения ИКТ, только тогда эта концепция получит реальное воплощение. Оперативная группа МСЭ-Т по "умным" устойчивым городам будет служить открытой площадкой для заинтересованных сторон создания "умных" городов — муниципалитетов, академических и научно-исследовательских учреждений, неправительственных организаций и организаций в области ИКТ, а также отраслевых форумов и консорциумов. Заинтересованные стороны смогут обмениваться знаниями в целях выработки стандартизованных основ, необходимых для обеспечения интеграции услуг на базе ИКТ в "умных" городах.

В отчете МСЭ о наблюдении за технологиями прослеживается история преобразования города Сеула в "умный" город благодаря применению ИКТ в качестве базовой инфраструктуры в целях повышения эффективности предоставления услуг, благополучия жителей, а также экономической и экологической устойчивости. Подготовленный муниципалитетом города Сеула при содействии Бюро стандартизации электросвязи МСЭ отчет "Сеул: исследование конкретной ситуации" содержит обзор концептуальных основ программы Сеула по внедрению "умных" технологий, а также описание ряда "умных" услуг, доступных для жителей города.

  • Облачные вычисления ,
  • Сетевые технологии ,
  • Системное администрирование
    • – Вот ты говорил, город – сила, а здесь слабые все…
    – Город – это злая сила. Сильные приезжают, становятся слабыми, город забирает силу… Вот и ты пропал!
    к/ф «Брат»

    Мы с вами живем в удивительное время. Время, когда претворяется в жизнь то, о чем говорили фантасты прошлых десятилетий.

    Для нас уже нет ничего необычного в «умном телефоне», «умном пылесосе», «умном автомобиле», «умном доме»: смартфоны и роботы-пылесосы уже стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, все популярнее становятся системы автоматизации жилых зданий, активно ведется разработка беспилотных автомобилей.

    Процесс «smart-изации» всего и вся нас окружающего подобно снежному кому набирает и набирает скорость, увеличиваясь в объеме. И с высокой долей уверенности можно заявить, что следующим звеном этой цепочки станет «умный город», ведь практически все большие агломерации так или иначе задумываются об автоматизации процессов управления городским хозяйством.

    Думаю, самое время разобрать тему по полочкам:)

    Город-сказка, город-мечта

    Что же представляет собой «умный город», или же, выражаясь языком Шекспира, Smart city? По сути это универсальная комплексная система информационной поддержки, которая выполняет две основные функции:

    – обеспечивает ключевой информацией все уровни городской исполнительной власти;
    – предоставляет интерфейсы обратной связи, через которые исполнительная власть может воздействовать на определенные сферы городской жизни, попадающие в зону ее ответственности.

    В чем ее польза?

    Во-первых, реализация этой концепции однозначно повышает качество жизни населения региона, или, как это сейчас стало модно называть, life quality experience.

    Во-вторых, это снижение затрат на эксплуатацию инфраструктуры за счет автоматизации рутинных процессов по управлению городским хозяйством и создания средств объективного контроля за работой городских служб. В нынешних жестких экономических условиях, сопровождающихся сокращением количества денег, в том числе и в сферах ЖКХ, оптимизация текущих процессов – едва ли не самое популярное решение.

    Но сорвем красивую упаковку и посмотрим, что скрывается под этикеткой «Smart city».

    Ключевым связующим звеном «умного города» является некоторый операционный центр, который аккумулирует в себе информацию от нижестоящих систем и является высокоуровневым агрегатором управляющих воздействий.

    Следующий уровень за центральной консолью – уровень конкретных областей городского хозяйства , в каждой из которых стоят свои задачи и свои показатели эффективности со своей спецификой. И в связи с этим каждая такая область управляется отдельным приложением. Например, приложение по «умному управлению городским освещением», которое позволяет задавать с центральной консоли общую политику управления светом в городе и оптимизировать затраты на электричество и операционную поддержку освещения. Или система «умного управления жилищно-коммунальным хозяйством», которая следит за состоянием разных участков ЖКХ и может эффективно реагировать на сбои в отдельных своих частях, а также прогнозировать потенциальные проблемы на основе анализа собранных с датчиков данных (например, где-то на магистрали наблюдается падение давления: вероятнее всего, на каком-то из участков возникла протечка, и система управления призвана помочь локализовать и устранить повреждение, пока это не привело к возникновению аварии).

    Все эти обособленные системы («умный свет», «умное ЖКХ», «умные системы управления трафиком», «умные здания», «умная медицина» и т.д.) сводятся в единую центральную консоль управления городом – этакий «городской мозг», который обрабатывает полученную информацию: фильтрует, сортирует, агрегирует и анализирует. Результаты этой обработки выводятся на общегородской dashboard, отражающий текущее состояние городских систем, – своего рода панель управления городского начальника.

    Если на центральной панели наблюдаются какие-то проблемы, то ответственные лица могут перейти в конкретную систему управления областью городского хозяйства прямо из панели и оперативно разобраться в деталях происходящего, принять адекватные меры.

    City as a service

    Помимо мониторинга городских систем и коммуникаций, «умный город» призван изменить в лучшую сторону еще один ключевой аспект городской жизни – процесс взаимодействия власти и гражданина. Если раньше каждая область городского хозяйства была практически суверенной и управлялась относительно независимо от остальных (со своими стандартами, правилами, процедурами), то «умный город» в своей идеальной реализации должен предоставить гражданину доступ к городским сервисам через единый интерфейс, к которому были бы применимы общие правила взаимодействия с понятными индикаторами качества и понятными принципами работы. Фактически это должна быть реализация идеи «Город как сервис», дающая гражданину максимально быстрый и удобный способ обратного взаимодействия с городской инфраструктурой. «Интегрированное городское правительство», если хотите.

    Технологический базис
    Естественно, для воплощения этой концепции в жизнь необходим ряд технологий и построенных на базе этих технологий решений, позволяющих реализовать «умный город» с технической точки зрения.

    Можно выделить четыре базовых элемента в технологической структуре «умного города», а именно:

    – интернет вещей , технологическая концепция которого позволяет собирать нужную информацию от объектов и обеспечивает обратную связь с ними;
    – инфраструктуру передачи данных , связывающую приложения с объектами городской инфраструктуры;
    – системы анализа данных , позволяющие извлечь из большого объема данных полезную информацию;
    – систему агрегации и унификации данных , призванную упорядочить и синхронизировать огромные потоки данных.

    По функциям интернета вещей и инфраструктуры передачи данных все более-менее понятно, а вот о присутствии платформ обработки данных в описанном технологическом базисе скажем отдельно.

    Очевидно, что информационный поток в системах «умного города» огромен и большая часть информации фактически дублируется, а то и вовсе не является ценной. И системы работы с данными играют важнейшую роль: нужно правильно отфильтровать и кластеризовать данные, проанализировать и выявить зависимости – от этого зависит корректность прогноза и точность реакции на возникающие события.

    Пожалуй, будет справедливо сказать, что именно в этих системах и заключен «разум умного города», его «мозговой центр». И конечно, «умный город» невозможен без «умных людей» – экспертов с достаточным для эффективного использования систем уровнем знаний и навыков.

    Внимание, вопрос!

    Объявляем перерыв. Перерыв на рубрику «Минутка каверзных вопросов». И победителем рубрики сегодня становится вопрос «На чем основана гипотеза о росте популярности технологии «умный город» в ближайшем будущем?».

    Спасибо за вопрос. На сегодняшний день явно просматриваются два глобальных процесса, располагающих к распространению «умных городов».

    Первый из них – это рост городского населения со всеми вытекающими отсюда последствиями. Сегодня в городах живет более 60% населения Земли, и тренд по увеличению количества людей в городах сохраняется. Например, Москва по количеству населения – это примерно три Финляндии и примерно полторы Чехии. При этом города сегодня создают до 70% валового мирового продукта, т.е., другими словами, до 70% мировой экономики находится в городах. Эффективно управлять таким огромным хозяйством без использования высокотехнологичных инструментов едва ли возможно. Поэтому уже сегодня все крупные агломерации занимаются внедрением в жизнь концепции Smart city. С разным уровнем готовности примеры проектов построения «умных городов» есть во всех без исключения частях света.

    Процесс второй , пожалуй, даже более важный, чем первый, – поиск новых источников дохода на следующем этапе технологического развития. По существу, внедрение «умного города» – большой и прибыльный бизнес. Согласно классической матрице BCG (Boston Consulting Group) развитие ниши «умных городов» – это вывод на рынок новой «дойной коровы», которая в следующие несколько лет будет нести большую прибыль в IT-отрасль.

    По разным оценкам, к 2020 году этот рынок будет составлять порядка полутора триллионов долларов. Причем монетизация «умного города» может идти самыми разными путями: четкой модели, по которой работает рынок, пока еще нет. Однако, как ни крути, полтора триллиона – большие деньги, и многие за них хотят побороться.

    Чего же мы ждем?!

    При всей перспективности решения имеется ряд причин, препятствующих взрывному развитию «умных городов». И компания Huawei заинтересована в преодолении этих препятствий, поскольку мы видим будущее в развитии «умных городов».

    Одна из таких причин – legacy старых систем с разрозненными интерфейсами данных и старыми протоколами, которые непонятно как интегрировать друг с другом. Такие сети работают медленно, имеют множество проблем с безопасностью и еще целый букет недостатков. И решений тут два: либо вырезать на корню старые системы и менять на новые (но это дорого и не всегда возможно), либо изобрести некоторую «волшебную железку», которая «вжух!» и соберет нужные данные с разнородных интерфейсов, нормализует их и передаст на вышестоящую платформу.

    В Huawei пошли по второму пути. Мы разработали универсальный шлюз с большим количеством проводных и беспроводных интерфейсов, который выполняет работу по сбору и нормализации данных из разнородных источников. На текущем уровне технологического развития без такого универсального шлюза построение инфраструктуры сбора данных в «умном городе» сопоставимо с чудом. Либо сеть будет очень сложной и многократно избыточной, либо она не будет собирать все необходимые данные.

    Итак, что из себя представляет универсальный шлюз от Huawei? Фактически это инфраструктурная основа сети в «умном городе» – IoT-маршрутизатор, выполненный в индустриальном корпусе и предназначенный для работы на улице, защищенный от воздействия неблагоприятных погодных условий.

    Ключевое понятие здесь – IoT. В этом шлюзе интегрирована поддержка специальных промышленных интерфейсов передачи данных (PLC, DI/DO и т.д.), характерных больше для SCADA-систем, нежели для телекоммуникационной инфраструктуры. Помимо этого, в нем реализованы полный стек стандартных сетевых протоколов и системы сетевой защиты (встроен межсетевой экран), посему можно без зазрения совести сказать, что это полноценный маршрутизатор.

    Развертывание сетевой инфраструктуры «умного города» на базе таких шлюзов становится довольно типичной и понятной задачей.

    Другая причина, являющаяся «стопером» для развития «умных городов», – отсутствие платформы, способной работать с по-настоящему большими данными. Информационный поток «умного города» весьма требователен к производительности систем, обрабатывающих эту информацию.
    На эту проблему Huawei может ответить системой Fusion Insight.

    Fusion Insight реализована на базе Hadoop, в основе лежат облачная платформа Fusion Sphere (OpenStack), система хранения данных Huawei OceanStor и вычислители на базе Х86.

    Мы видим большие перспективы развития технологий «умных городов», роста объемов рынка. Именно поэтому часть разработки компании Huawei в ближайшем будущем будет направлена на поддержание популяризации технологий Smart City и техническое обеспечение развития данных технологий.

    Теги:

    • Smart city
    • технология
    • инфраструктура
    Добавить метки

    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?

    Похожие статьи