Информационные технологии в умном городе. Умный город – умная архитектура – умный человек

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.

Рост информационно-коммуникационных технологий, средств мониторинга и контроля повлиял также и на развитие городов, концентрирующих основную массу инноваций. Их внедрение способствовало повышению качества городского управления, распространению новых сервисов, упрощающих доступ жителей к городским услугам. Появятся ли в скором будущем в России «умные города» и каковы возможности Smart City, узнавала редакция Журнала Стратегия.

Концепция Smart City предполагает использование интеллектуальных и информационно- коммуникационных технологий для управления городским имуществом. Основная цель концепции - удовлетворение нужд резидентов города. Smart City охватывает практически все области управления города, в том числе государственное управление, транспортную мобильность, коммунальные системы, здравоохранение, образование, общественную безопасность, финансы, торговлю, производство и создание жилой среды.

Важный элемент концепции - интеллектуальные инновации, основанные на информационных технологиях и анализе данных. Их распространение влияет на экономический ландшафт, создает новые быстрорастущие области или коренным образом меняет существующие. При этом данные процесса генерации инноваций могут поступать по двум каналам: от автоматизированных систем учета, фиксирующих различные параметры городских систем, до жителей города, создающих формализованные запросы на изменения.

Уровень развития «умного города» можно определить по количеству областей управления, охватываемых интеллектуальными технологиями, по сложности технологий и комплексности их эксплуатации. Реализация концепции «умного города», как правило, начинается с внедрения технологий в отдельных, не связанных между собой областях, в том числе систем электронного правительства, улучшающих коммуникацию администрации города, различных учреждений и жителей. Это позволяет улучшить сбор и обработку информации о городе. Развитие технологий на основе масштабных интегрированных платформ и объединение элементов города в единую систему повышает эффективность управления и развитие «умных сервисов», ориентированных на многочисленные группы пользователей.

К настоящему времени активное развитие концепция Smart City получила в США, развитых странах Европы и Юго-Восточной Азии. На основе опыта этих стран выделяют два основных подхода реализации концепции.

Первый подход - внедрение технологий Smart City путем проектирования и создания новых городов. Это позволяет тщательно продумать инфраструктуру будущего города и обеспечить максимальную интеграцию всех городских систем. Примеры такого подхода - это разрабатываемые или реализуемые проекты городов в Южной Корее, ОАЭ, Китае.

В большинстве случаев это относительно небольшие, компактные населенные пункты, где инфраструктура изначально создается по заранее разработанным, зачастую достаточно жестким стандартам. Часто развитие такого города рассматривается как единый мегапроект, который детализируется на отдельные проекты и подпроекты, а его эффективность изначально оценивается с точки зрения экономических эффектов.

Второй, более распространенный подход, предполагает реализацию концепции «умного города» в уже существующих городах, где на основе имеющейся инфраструктуры реализуются локальные или комплексные проекты по внедрению интеллектуальных технологий, объединяемые затем в системы. Лидеры этого направления - Амстердам, Стокгольм, Барселона, Сингапур - связали с помощью интеллектуальных технологий обширные области городского хозяйства, значительно повысив эффективность городских систем и качество жизни населения.

Широкий интерес к Smart City связан с возможностью получения различных положительных эффектов (экономических, социальных, экологических). Использование информационно-коммуникационной инфраструктуры и технологий позволяет адаптировать работу городских систем к фактическим потребностям и нагрузкам, следствием чего является уменьшение издержек за счет снижения потребления ресурсов, повышение качества услуг, создание новых точек экономического роста.

Внедрение интеллектуальных технологий влияет практически на все области. Для транспортной сферы - это повышение мобильности, уменьшение временных затрат, для здравоохранения - снижение затрат за счет лучшей диагностики заболеваний, меньшая нагрузка на учреждения, упрощение доступа к медицинской помощи, контроль качества услуг, повышение здоровья населения, для образования - контроль процесса обучения, персонализация программ, улучшение доступа к знаниям, для финансов - снижение затрат, повышение прозрачности, безопасности и упрощение транзакций, развитие краудфандинга, новых систем оплаты, повышение адресности при управлении бюджетом, для среды обитания - управление качеством среды и зданий, внедрение новых эффективных материалов, для ритейла - более точное выявление потребностей потребителей, уменьшение временных затрат, для производства и строительства - оптимизация производственных процессов, контроль расходов ресурсов. Также концепция Smart City повышает общий уровень безопасности, в том числе экологической, сокращает выбросы и потребление ресурсов. Получение значительных эффектов подтверждается опытом городов, на протяжении длительного времени работающих над внедрением Smart City. Применение интеллектуальных технологий позволяло им добиться снижения потребления энергии на 30%, уличной преступности - на 30%, трафика - на 20%, потерь воды - на 20%. Косвенные эффекты, достигаемые в результате принятия лучших управленческих решений и развития более качественной городской среды, проявляются в виде возрастающей экономической и социальной активности, роста экономики, увеличения доходов населения и бюджетных средств.

Экономические эффекты внедрения интеллектуальных технологий заключаются в снижении расходов жителей города и расходов бюджета, а также в росте доходов местных компаний. Высвобождаемые финансовые ресурсы при этом могут возвращаться в экономику расходами домохозяйств и компаний в других областях, инвестициями в улучшение сервисов, что с учетом мультипликативных эффектов будет оказывать дополнительное воздействие на экономический рост. Стимулирование роста может достигаться и за счет более эффективного использования городского бюджета (перенаправления высвобождаемых расходов в другие области) или снижения местных налогов для компаний приоритетных отраслей экономики.

Концепция Smart City в России

В России растет интерес к Smart City, но примеров реализации проектов в этом направлении пока относительно немного. Значимый опыт накоплен в небольшом количестве российских городов, лидеры в развитии интеллектуальных систем - Москва, Казань и отчасти Сколково.

Сегодня наиболее продвинутый город с точки зрения реализации концепции Smart City - это, безусловно, Москва, переходящая от пилотных проектов в отдельных сегментах к комплексному развитию на основе вовлечения в анализ все более широкого круга данных, единообразия платформ и активной обратной связи от конечных пользователей. Проект «Смарт Сити Казань» находится сейчас на ранней стадии, основные усилия сосредоточены на создании инфраструктуры, позволяющей осуществлять мониторинг и собирать данные в таких областях, как транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, безопасность, контроль городской среды и экологической обстановки. Создание Инновационного центра «Сколково» является российским примером создания «умного города» с нуля.

Инициативы внедрения отдельных «умных сервисов» присутствуют и в других городах России. Опыт применения соответствующих технологий был накоплен при подготовке Олимпийских игр в Сочи. В Санкт-Петербурге и Томске заявлены проекты по внедрению «умных систем» в области обеспечения безопасности и рационального управления городским коммунальным хозяйством, желание создать «умный город» выражают и власти Московской области. В ряде городов планируется реализация пилотных проектов по развитию «умной энергетики». Исследование потенциала развития «умных технологий» в 164 российских городах с численностью населения свыше 100 тысяч человек, проведенное Институтом региональных исследований и городского планирования НИУ ВШЭ, обозначило в качестве потенциальных лидеров Москву, Екатеринбург, некоторые города Подмосковья, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов.

На практике развитие интеллектуальных технологий затрагивает в первую очередь города со значительным экономическим потенциалом, бюджетная обеспеченность которых позволяет реализовать подобные проекты, а органы власти достаточно хорошо осознают преимущества «умного города».

Для внедрения интеллектуальных технологий в России наиболее привлекательны области, где выгоды их использования очевидны. К их числу относятся энергетика, модернизация которой позволяет компаниям добиваться значительного эффекта экономии ресурсов и расходов. А также внедрение интеллектуальных транспортных систем, позволяющих достигать комплексных эффектов - от оптимизации транспортных потоков в городе, снижения нагрузки на дорожную сеть до повышения безопасности дорожного движения и улучшения экологической ситуации в городе.

Потенциально перспективными эксперты считают и такие области, как образование, медицина, предоставление социальных услуг. Внедрение технологий «умного города» в этих сферах позволяет индивидуализировать услуги и контролировать их качество, корректируя в соответствии с запросами потребителей, повышать безопасность и вместе с тем контролировать затраты бюджета в этих областях.

Перспективы развития Smart City в России

Каким образом можно стимулировать развитие Smart City в России? Для реализации концепции «умного города» необходимо выполнение ряда условий. Во-первых, важна прогрессивная, современная и адекватная условиям регуляторная среда, развитая инфраструктура, в том числе IT-инфраструктура и ее готовность к принятию инноваций, технологии мониторинга, сбора данных, обработки и контроля, во-вторых, четко выстроенные системы управления городом на основе единых стандартов, интегрированность всех систем, четко обозначенные заказчики изменений, умные пользователи, готовые к изменениям, которые обеспечивают потребление услуг и стимулируют развитие системы.

Отсутствие одного их этих элементов может значительно затруднить процесс создания и внедрения интеллектуальных технологий. В российских городах проблемы нередко присутствуют во всех указанных областях, что создает серьезные барьеры для «умных городов». В числе основных препятствий - низкий приоритет темы в повестке на всех уровнях государственного управления, отсутствие явных стимулов (в том числе экономических) для снижения издержек внедрения инноваций, отсутствие выгод при высоких начальных затратах и издержках, недостаточный опыт применения концепции Smart City в России, замедленный обмен знаниями в этой области. Кроме того, среди барьеров низкая координация и разобщенность систем управления инфраструктурой, разнородность интересов различных ведомств, низкое качество физической инфраструктуры российских городов, ограниченный спрос на инновации со стороны населения в силу низкого знания возможностей технологий.

Эти проблемы приводят к тому, что происходит ограниченное внедрение технологий в крупных городах с достаточно емкими рынками, где концентрация населения с высокими доходами создает достаточный спрос на инновации, при этом решаются лишь локальные задачи в узких областях. В городах со слабым экономическим потенциалом внедрение интеллектуальных технологий еще более затруднено, что приводит к отставанию этих городов, дальнейшей утрате ими конкурентоспособности и снижению привлекательности. Преодолению этих барьеров отчасти могли бы способствовать большие комплексные проекты, предусматривающие радикальную смену парадигмы развития городских систем, но на текущий момент такие инициативы в России фактически отсутствуют.

Международный опыт показывает, что основным заказчиком развития концепции Smart City чаще всего выступают органы власти, которые обеспечивают формирование долгосрочного видения и комплексный подход при внедрении технологий. Государство может быть самостоятельным заказчиком новых технологий и решений, создавать стимулы бизнесу для внедрения необходимых технологий. Важным аспектом реализации концепции является четкое понимание органами власти достигаемых целей и ожидаемых результатов, в том числе измеряемых в экономических метриках.

В России для преодоления названных выше барьеров именно органы власти должны формулировать долгосрочные цели и создавать условия их достижения. Развитие необходимой инфраструктуры при этом может быть обеспечено на основе применения различных моделей государственно-частного партнерства, а финансирование ключевых проектов может осуществляться за счет предоставления преференций, бюджетных средств, банков и фондов. Основные функции при реализации проектов «умного города» могут быть переданы специализированному институту развития.

Разработка и внедрение интеллектуальных систем должны сопровождаться вовлечением всех сторон, заинтересованных в устойчивом развитии города (жителей городов, местных сообществ, общественных и некоммерческих организаций, профессиональных объединений, представителей крупного, малого и среднего бизнеса). Государство должно выступать координатором подобных взаимодействий, обеспечивая выявление мнений и интересов всех указанных сторон, а также открывая доступ к процессу управления и использования данных, сервисов и инфраструктуры.

В России, где ¾ населения проживает в городах, внедрение технологий, стимулирующих экономику, повышающих эффективность управления городскими системами и качество жизни населения, должно являться одной из наиболее актуальных задач. Вместе с модернизацией инфраструктуры новые технологии решают важнейшую задачу ликвидации технологической отсталости городов России, а использование интеллектуальных систем создает задел на будущее устойчивое развитие.

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.

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.

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.