Перспективы использования концепции умный город. Кто придумал умные города

14 марта 2017

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.

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

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

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

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

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

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

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

Кто придумал умные города

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

Пример "умного города" с централизованной координацией от Cisco

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

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

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

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

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

Город соседей

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

Каналетто на площади Святого Марка в Венеции

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

Горожанин - Правительство - Горожанин

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

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

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

Горожанин - Горожанин

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

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

Новая элита власти: частные платформы

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

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

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

Автобусы для работы в Сан-Франциско

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

Как устроен каршеринг в Uber

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

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

Переработка субпродуктов данных

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

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

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

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

Первая ласточка.

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

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

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

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

Сонгдо, Южная Корея

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

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

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

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

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

Мальме, Швеция

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

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

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

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

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

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

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

Нью-Йорк, США

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

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

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

Масдар Сити, Абу-Даби, ОАЭ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Энергоснабжение

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

Водосбережение и переработка

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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?

//Статьи: Инфраструктура

Сталкиваясь с понятием «умный город», многие люди начинают представлять футуристические панорамы, описанные в различных сюжетах писателей-фантастов: парящие машины, роботы, лазеры, голографические объекты… Но что в действительности делает город «умным»? Какие технологии для этого используются уже сегодня?

Что такое «умный город»?

Умный город, известный так же как «интеллектуальный город», «цифровой город» - понятие, на которое у целого ряда специалистов имеются различные точки зрения. Их суждения пока сходятся лишь в одном: умный город неправильно определять только лишь как местность, насыщенную технологиями. Технологии в этом случае выступают скорее средством для достижения универсальной цели – формирования благоустроенной городской среды. А «разум» города – это в первую очередь диалог с местным населением и формирование совместного будущего в согласии с их стремлениями, а также образом действий. То есть, «умный город» – это город, который применяет высокие технологии для осуществления коммуникации, чтобы плодотворно использовать имеющиеся ресурсы для повышения уровня жизни, меньшей степени нанесения урона окружающей среде, для поддержки внедрения инноваций, а также для рационального использования энергии и экономии затрат. Примером здесь могут выступать: открытость правительства, высокая степень вовлеченности граждан в управленческие процессы, целесообразность застройки, повсеместная доступность интернета, пространства для велосипедистов, наличие городских on-line сервисов и др.

Благодаря чему функционирует «умный город»?

В ряде стран приводятся в действие амбициозные проекты по развитию современной городской инфраструктуры на базе использования современных технологий. Умный город обязательно должен располагать квалифицированным управленческим и аналитическим ресурсом, чтобы как можно более точно прогнозировать возможные негативные тенденции. Для устранения недостатков современных городов производятся и тестируются новые IT-системы, в которых используется аналитика Big Data (массивы данных о гражданах города), комплексное компьютерное моделирование, применяются результаты новейших научных исследований в области социологии и поведения людей. Поэтому в проектах умных городов важно учитывать разнообразные подходы – от исследования поведения людей до управления ресурсами и инфраструктурой. По своей сути, это сеть переплетенных механизмов, а информационно-коммуникационные технологии позволяют визуализировать их взаимодействие, управлять текущими потоками, которые охватывают не только городские структуры разного уровня, но и пригород, а в отдельных случаях даже другие города. С позиции ИКТ важны общая оптимизация в различных сферах, сбалансированность материальных ресурсов, которые включают позиции от городского бюджета до продуктов питания и отходов, а также нематериальные – городское население, энергия, информация.

Где впервые начали использовать такие технологии?

Идея Smart City родилась в приморском испанском городе Сантандер, после того, как Евросоюз выбрал это место в качестве экспериментального проекта для воплощения концептов умного города. Еще 6 лет назад в центре Сантандера установили более двенадцати тысяч сенсоров, которые диагностируют если не все, то определенно многое: количество мусора в баках, свободные места на парковках, соотношение машин и пешеходов. Более того, датчики на автомобилях полисменов высчитывают степень загрязненности воздуха. Среди прочего, было внедрено управление светофорами. Например, звуковой датчик на определенном светофоре распознает рев сирены пожарной машины или кареты скорой помощи, а затем посылает сигналы другим светофорам и все они настраивают свою работу для того, чтобы быстрее освободить дорогу на отдаленных участках. Своего рода мотивацией для формирования умного города послужили экономические трудности в Испании: например, благодаря сенсорам уменьшились расходы на уличное освещение. Автоматический контроль за наполняемостью мусорных баков позволил властям сократить расходы на энергию, поскольку мусор впоследствии стали вывозить быстрее. Определенный массив данных со временем стал доступен как для жителей города, так и для туристов благодаря разработанному мобильному приложению. Таким образом, мы можем видеть, что с распространением такого рода технологий город становится умнее, он идет на контакт, жители имеют представление о том, как он функционирует и согласно существующей системе планируют своё повседневное расписание. На оборудование Сантандера потратили 11 миллионов евро.

Какие еще примеры «умного города» существуют в мире?

В 2014 году в Копенгагене положили начало воплощению масштабного проекта, который перестроит город в унитарную систему, благодаря использованию ряда технологий и управленческих решений. Система уже настроена на экономию электроэнергии, повышение уровня безопасности в городе и сокращение загрязнений окружающей среды. Умными городами, называют также Хельсинки, Ванкувер, Вену, Сингапур, Нью-Йорк, Токио, Сеул, Амстердам, Лион. Следуя примеру более развитых коллег, город Богота повысил свой имидж, ликвидировав трущобы и средоточия нарушителей закона ради превращения в один из развивающихся «зеленых» городов. Теперь это один из самых экологически развитых городов Латинской Америки: столица Колумбии внедрила «умную» систему общественных перевозок, десятки километров велосипедных дорожек и более тысячи городских зеленых культур. Таким образом, в городе существенно улучшилось качество воздуха и воды, а также завершилась торговля природными ресурсами.

Развиваются ли «умные города» в России?

В некоторых российских городах уже ведутся эксперименты по введению «умных» технологий. Прежде всего, это затрагивает крупные мегаполисы, чьи бюджеты позволяют применять на практике отдельные сервисы. Например, в Москве уже активно используются интерактивные службы в сфере ЖКХ и транспорта. Крупные проекты по развитию в области обеспечения безопасности и разумного управления городским коммунальным хозяйством стартовали в Санкт-Петербурге и Казани. Внедрением «умных» технологий в российских городах занимаются крупнейшие международные ИТ-компании, такие как IBM, Cisco и ряд других. В частности, реализуемый Cisco проект «Умный и безопасный город Казань» предусматривает единую городскую сеть Wi-Fi и видеонаблюдения, контроль городской среды и экологической обстановки, интеллектуальную транспортную систему - комплекс датчиков транспортных потоков, центр обработки и управляемые светофоры. Предполагается, что в итоге реализации проекта затраты в сфере ЖКХ снизятся на 80%, на уличное освещение - на 40% и на 50 %, повысится эффективность пользования общественным транспортом.