Умный город
Умный город – концепция города нового поколения, которая предусматривает эффективное управление и обеспечение высокого уровня жизни населения за счет применения инновационных технологий.
Для того, чтобы ознакомиться с решениями в области Умного города от ведущих российских поставщиков – свяжитесь с нами по номеру 8 (921) 781 24-49 – звонок, Telegram, Whatsapp или оставьте короткую заявку по ссылке.
История создания и развития
Идея создания умного города вошла в нашу жизнь в 2008 году, когда компания IBM разработала схему построения новых городов в рамках инициативы «Умная планета», которые могли бы справиться с растущим количеством населения и обеспечить им высокий уровень жизни. Идея была мгновенно подхвачена ведущими IT-компаниями. Такие страны как, Южная Корея, ОАЭ и Китай, начали вкладывать значительные средства в свои исследования и разработку проектов умных городов. Первым умным городом, построенным под ключ, является Сонгдо, Южная Корея. Сонгдо – город, рассчитанный на проживание сотни тысяч человек, с полностью заранее распланированной инфраструктурой, набором коммунальных, образовательных, развлекательных и рекреационных услуг. Изначально сроком сдачи был 2016 год, однако сроки были продлены до 2020 года.
Сегодня программы умного город реализуются в Амстердаме, Барселоне, Мадриде, Стокгольме, Чикаго, Пекине, Глазго, Дублине, во многих городах Индии и других городах мира. В России – это Москва, Санкт-Петербург, Омск, Самара, Красноярск, Воронеж, Волгоград, Нижний Новгород, Ростов-на-Дону, Казань, Екатеринбург и др.
Основной идеей умного города является совместное использование инфокоммуникационных технологий и Интернета вещей. Использование датчиков и сенсорных сетей позволяет осуществлять мониторинг в реальном времени. Информация поступает от самих граждан или общественных устройств, затем обрабатываются и анализируются в ЦОД.
Выделяют следующие элементы инфраструктуры умного города:
- Управление водоснабжением и энергоснабжением – умное ЖКХ;
- Управление отходами – умный мусор;
- Обеспечение мобильности граждан внутри города – повышение эффективности использования дорог как личным, так и общественным транспортом, внедрение умного транспорта и умных парковок;
- Цифровизация и обеспечение надежной связи – создание среды для легкой взаимосвязи и обмена информацией между гражданами;
- Участие граждан в управлении городом – электронное правительство;
- Охрана окружающей среды – контроль уровня загрязнения и шума, создание «зеленых» кварталов;
- Безопасный город – обеспечение безопасности граждан;
- Доступное электронное образование и здравоохранение – умное здравоохранение, телемедицина, дистанционное обучение.
Решения умных городов используют различные платформы, автоматизированные сенсорные сети и центры обработки данных. Также концепция умного города нередко подразумевает наличие смарт-карт, выдаваемых каждому жителю. Такие смарт-карты являются личным ключом ко всем объектам в городе: метро, парковкам, кинотеатрам и т.
Умные парковки – помощь водителю в поиске свободных мест. Умное освещение – контроль яркости уличного освещения с целью экономии электроэнергии. Умные светофоры – анализируют дорожную ситуацию и поток машин и на основе полученной информации самостоятельно выбирают режим работы.
Обеспечение безопасности происходит при помощи установленных во всех
общественных местах видеокамер, пультов вызовов экстренных служб. Информация с
камер собирается и анализируется в режиме реального времени. Умные здания и
дома в частности также являются частью создания умных городов.
Время умнеть
Цифровые технологии активно меняют не только коммерческий, но и государственный сектор. Один из примеров этих изменений – ведомственный проект цифровизации городского хозяйства «Умный город», инициированный в 2018 году Министерством строительства и ЖКХ РФ. Разработанный стандарт «Умного города» обозначает контуры систем, которые муниципалитеты внедряют своими силами с разным успехом.
В помощь муниципалитетам дан ресурс «Банк решений умного города», где можно найти уже существующие системы, чтобы провести их анализ и выбрать что внедрять у себя.
Сам проект «Умный город» предполагает государственно-частные партнерства и концессии с коммерческими разработчиками и интеграторами решений для «Умных городов».
В таких условиях при сотрудничестве Администрации Кемеровской области, АНО «Цифровая экономика Кузбасса» и нашей компании «Софт-Инжиниринг», появилась цифровая платформа «Кузбасс Онлайн».
Сейчас ЦП покрывает всю Кемеровскую область (34 муниципалитета, более 1200 населенных пунктов). На момент публикации статьи в системе зарегистрировано 152 тыс. пользователей с регулярным приростом аудитории.
Как разработчики и интеграторы, расскажем как все началось, что и для чего мы создали и поделимся своим чек-листом первых шагов при внедрении «Умного города».
С 2016 года мы – региональная ИТ-компания «Софт-Инжиниринг» из города Кемерово, разрабатываем и внедряем сервисы «Цифрового города» – от умных парковок, оплаты и контроля ЖКХ-услуг, видеонаблюдения за своим двором до систем диалога власти и общества.
Мы также учитываем то, что наш регион – Кемеровская область, ближе к многим другим регионам, чем образцовые Москва, Казань или Московская область — как по уровню проникновения ИТ-технологий в обществе, так и по доступным ресурсам и компетенциям.
Что важно помнить об «Умном городе»?
1 – Система интегрируется в городскую среду. Она не существует отдельно, она учитывает специфику города – его географии, населения, ресурсов, управления, экономики, но главное – потребности его граждан.
2 – Чтобы что? Не ради отчета Минстрою. Не ради одного лишь рейтинга мэра. Цель – улучшения качества жизни населения. В этой цели – залог и правильной отчетности и хорошего рейтинга, и, собственно, вся суть муниципального управления.
3 – Как именно?
Во-первых, удовлетворением запросов граждан. не «мы знаем, как вам будет лучше», а нужно собирать реальные запросы горожан. Когда они удовлетворяются, проблемы граждан решаются, их качество жизни перестает страдать. Цель достигнута. Во-вторых, оптимальным управлением ресурсами. Это и про энергоэффективность, и про загруженность дорог и про уборку снега. Это та сторона медали, которая в конечном счете обеспечивает эффект экономии, а значит, вклад в бюджет.
Итак, цели внедрения «Умного города»:
- повышение качества жизни населения через решение их запросов к городской среде.
- оптимизация городских ресурсов («делаем нужное, не делаем лишнего»)
- развитие новой городской экономики.
Качество жизни горожан во многом определяется спецификой города. В одном городе главная проблема – старение населения, в другом – транспортные коллапсы из-за неэффективной планировки мест работы, жилья, инфраструктурных объектов, в третьих – экология.
Понимая свои главные проблемы и воздействуя на них, город максимально эффективно начинает повышать качество жизни своего населения.
Критерии успеха внедрения – вытекают из цели и путей решения. Пример:70% граждан, заявивших о своих проблемах, связанных с городской средой, подтвердили их решение в течение 3 месяцев с момента заявления о проблеме. Процент и сроки могут быть другими.
Три подхода к созданию «Умных городов»
Сначала создать точечные «умные» сервисы, потом думать как их объединить в системы с едиными данными и статистикой. Например, в городе N уже есть сервис онлайн-бронирования и оплаты парковок, аренда самокатов и камеры контроля ПДД на ключевых перекрестках.
Достаточно ли этого, чтобы городу называться «Умным»? В целом нет, хотя по отдельным показателям «плюсы» есть. Если изучить запросы жителей, может оказаться, что ключевая проблема — труднодоступность общественного транспорта, и тогда существующие сервисы можно вписать в общую систему решения проблемы. Пункты аренды велосипедов расположить в том числе в черте проблемных, «последних миль», создав там удобные велодорожки, организовать каршеринг или внутригородской «блаблакар», привязав его к сервису парковок, возможно сделав единую систему авторизации пользователей, что позволит на уровне данных понимать маршруты жителей и статистику по ним. Ну и сосредоточиться все же на решении проблем общественного транспорта. Иногда даже точечные разрозненные сервисы могут стать хорошей базой для эффективного «Умного города». Но чаще они так и остаются разрозненными звеньями без общей системы.
Скопировать внешнее работающее решение.
Например, в стандарте и в требованиях к системе «Умный город» есть пункт о создании базы данных государственных органов. По сути, формально реализованная «в лоб» такая база будет ненужным никому справочником — у жителей есть 2ГИС, у госслужащих — свои источники информации.
Можно создать видимость работ и цифровизации на нефункциональный сервис. Но стоит подумать и спросить у жителей — какой информации им не хватает о таких организациях, как они сейчас ее добывают, каким образом используют, в каких жизненных ситуациях, и можно обнаружить пласт тех самых реальных запросов.
Если от МФЦ горожане ждут электронных уведомлений о статусе рассмотрения своего вопроса, то от образовательных организаций — приема документов онлайн, единого чек-листа требований для поступления, уведомлений о зачислении и т. , а от организаций здравоохранения — как минимум удобной записи. Реализация этих требований конечно сложнее чем формальное соответствие непонятным требованиям, но именно оно повышает качество жителей и создает новые сервисы для жителей (новую экономику) и может давать качественные данные.
Создать единую платформу для подключения разных сервисов, с учетом реальных проблем города и граждан. Начинаем с определения реальных запросов граждан с помощью технологий социальной модерации — выявляем злободневные проблемы, проектируем самые необходимые сейчас решения, предусматриваем механизмы подключения других сервисов, сводим в систему, реализуем.
Мы выбрали третий путь. Именно этот вариант приводит к цифровой трансформации территории — то есть меняет и оптимизирует внутренние процессы муниципального управления, создает новые отношения с бизнесом и жителями, условия для новой экономики. А какой подход в вашем регионе или городе?
Оставим здесь наши рабочие инструменты:
Список шагов подготовки к проектам цифровой трансформации: формирование команды и ключевых ролей.
Реализация проектов «Умных городов» открывает историю трансформации. Но начальная отстройка всех необходимых процессов делает дальнейшее взаимодействие с жителями и муниципальными командами внедрения более предсказуемым.
Будем рады узнать о вашем опыте, дополнениях, об альтернативном взгляде, основанном на историях успеха, или наоборот, провала подобных начинаний.
Поиск компромисса между высокой плотностью и расползанием инфраструктуры
Уровень дохода определяет уровень архитектуры, это правило капиталистического мира. Хороший дом в пригороде могут позволить себе только обеспеченные люди — коммуникации и энергия по-прежнему дороги. 2020 год будет охарактеризован рецессией, локальными экономическими кризисами и падением доходов. Необходимость экономить, возможно, подтолкнет развитие альтернативных источников энергии и способов ее экономить, но не отразится на стоимости жилья (ни городского, ни загородного) — она по-прежнему будет высокой для большей части населения планеты. Жилье останется самым большим и надежным классом инвестиций.
Доступность и разнообразие инфраструктуры и возможность социализации — это второй и не менее важный критерий в пользу города.
Карантины в разных странах показали, что даже в мире победившей доставки, виртуальных экскурсий по главным музеям планеты и онлайн-свиданий люди все еще ценят город за его среду, возможность случайных пересечений и плотность культурной и социальной жизни.
Сейчас самый экологичный вариант расселения — компактный и плотный город, где соблюдена высокая транспортная связность, оптимальная высота застройки и есть необходимая горожанину инфраструктура. Эта модель позволяет избегать поляризации и социального разрыва, которые являются частью порочного круга бедности.
Будущий город — это операционная среда
Города будут развиваться как стартапы с сильными горизонтальными связями, а не вертикальной властью. Каждое изменение в городской среде должно быть построено, как цикл обратной связи в цифровых продуктах, — сначала появляется гипотеза (или запрос горожан), на основании этого строится минимально рабочий продукт (чаще виртуальная модель, а не физический прототип), по его результатам производится оценка показателей и только потом имплементируются изменения в необходимом масштабе.
Тестируй перед тем, как инвестировать — новая заповедь мэров городов. Проектировать эффекты (на здоровье, среду, бизнес), а не просто здания или городские пространства и проверять их соответствие первоначальным KPI помогут цифровые двойники. Уже сейчас у таких городов, как Сингапур, Бостон, Стокгольм и Роттердам, есть виртуальные модели, которые позволяют имитировать процессы и изменения, снижать количество градостроительных ошибок и предвидеть результаты нововведений, а значит экономить ресурсы, время, деньги. Примеры того, как строятся пешеходные потоки, цепи поставок, автомобильное и железнодорожное движение и управление неопределенностью, можно найти в Anylogic — открытой библиотеке российского софта для имитационного моделирования.
Экологичный и экономичный город случится быстрее, чем экодеревня
Главное, чему научатся в ближайшее время горожане, — это базовая экономия и оптимизация. Возможность повторного использования дождевой воды, строительных материалов, тепла, энергии и пластика станет массовым трендом. Как и создание экосистем внутри дома, квартала и города с тем, чтобы снизить потребление ресурсов из внешней среды и свои расходы. Такие кварталы уже существуют во Франции, Швеции, Голландии, Дании и Германии. Коронавирус не отменит шеринговую экономику, а наоборот, ускорит формирование локальных сообществ.
Переход к циркулярной экономике заставит нас пересмотреть все виды отходов, в частности строительные. Теперь перед началом проектирования архитекторы будут обязаны оценивать не только то, из чего строить, но и как демонтировать и перерабатывать здания. Возможно, произойдет отказ от остекленных небоскребов как от неэкологичных зданий. Главные претензии экспертов по устойчивому развитию — короткий срок службы стекла (всего около 40 лет), высокие расходы на кондиционирование (и, следовательно, большой углеродный след) и отсутствие на данный момент возможности переработки такого стекла. Плюс производство цемента и стали — высокоэнергоемкие процессы, сопровождающиеся тоннами выбросов CO₂.
Есть шанс, что кросс-ламинированная древесина (CLT) — высокоэластичная форма инженерной древесины — может стать для нашего столетия тем материалом, которым бетон, сталь и пластик были для ХХ века. В Скандинавии уже есть опыт строительства деревянных башен. По проекту CF Møller Architects в шведском городе Вестерос возвели 8,5-этажный дом Kajstaden. Общий расчет сокращения выбросов CO₂ при использовании дерева, а не бетона составит за годы существования дома 550 тонн.
В Норвегии бюро Voll Arkitekter спроектировало 85,4-метровую башню Mjøstårnet — самую высокую на данный момент деревянную постройку в мире. Само здание и даже шахты лифтов сделаны из кросс-ламинированной древесины.
Городское здоровье и изменение климата как главные критерии качества изменений
Все больше мегаполисов уходят от понятия «комфортная городская среда», теперь главный ориентир — здоровье в городе (urban health). Этот вектор стал актуальным еще до пандемии, сегодняшний кризис его только усилил. Градостроительные меры, направленные на борьбу с изменением климата, здоровье и благополучие горожан, уже работают в Сингапуре, Лондоне и Нью-Йорке. Так, в азиатском городе-государстве удалось снизить температуру на улицах на 2 °C за счет озеленения автобусных остановок и вертикальных садов. В городах Европы, США и Азии широко применяются сельскохозяйственные технологии — аквапоника, зеленые крыши и общественные огороды, чтобы закрывать потребности не только в чистом воздухе, но и в продовольствии.
Ментальное здоровье наравне с физическим будет критерием для работы с городской средой — как человеком воспринимается то, что его окружает, и как влияет на его эмоциональное состояние высокий уровень шума, света и информационный поток.
Аргументацией для городских изменений в мире страховой медицины будут не цифры высаженных деревьев и площадь уложенной плитки, а суммы, сэкономленные системой здравоохранения. То, какой эффект приносит набережная или парк в деньгах (не заболевшие астмой дети, активные и со здоровым сердцем взрослые, миллениалы без тревожных расстройств), важнее субъективного «красиво» или «нужно». Пока же убытки экономик от депрессий ежегодно оценивают в £100 млрд в Британии, более $200 млрд в Штатах. Всего, по данным ВОЗ, в мире от психических расстройств страдают около 7% людей.
Трансформируемая архитектура, гибкость сценария жизни и мобильность нового уровня
Мобильность останется базовым правом горожан, но относиться к своему времени мы начнем по-другому. Город 15-минутной доступности — вероятное будущее, которое можно описать словосочетанием «цифровая деревня». Из пространства, организованного вокруг работы, мегаполисы начнут превращаться в пространства для сервисной экономики и реализации разных сценариев жизни, а не маятниковых миграций к рабочему месту и обратно.
Кризисы будут случаться постоянно, поэтому запрос на трансформацию архитектуры, который мы уже наблюдаем в период пандемии (стадионы и аэропорты становятся госпиталями, квартиры совмещают в себе место для жизни, офис и детский сад), будет новой нормой. Запрос на проектирование зданий «с открытым кодом», которые при необходимости могут быть адаптированы под разные задачи, растет в последние несколько лет.
Проблема нехватки массового жилья и затратности его производства будет решена за счет сокращения разрыва между диджитал-дизайном и физическим производством.
- Во-первых, низкий порог входа в архитектуру за счет доступного программного обеспечения позволит жителям самим решать, как должен выглядеть их дом. Пример такой самоорганизации — берлинский коливинг R50 (Ritterstrasse 50), построенный без участия девелоперов.
- Во-вторых, софт и материалы для 3D-печати зданий уже позволяют создавать полноценные постройки для жизни в короткие сроки, с учетом ресурсных ограничений и для разных климатических зон.
Как известно, инновации начинают работать тогда, когда достаточное число людей готовы ими пользоваться на регулярной основе. За время карантинов прошел массовый процесс повышения диджитал-грамотности и переоценки приоритетов, поэтому новые городские стратегии не заставят себя долго ждать.
Глобальные тренды в мире и в России
Специалисты, изучающие развитие человечества: антропологи, футурологи, различные аналитики, выделили глобальные тренды, которые прослеживаются в мире:
· Урбанизация – непрерывный рост городов, приток в них населения со всей страны, сосредоточение культурной, научной, экономической деятельности, влияние на облик и развитие общества. С каждым годом темпы урбанизации нарастают.
· Инновации – появление и внедрение в производство технических разработок, обеспечивающих рост производительности и качества выпускаемой продукции. Темп появления очередных технических прорывов также непрерывно нарастает.
· Изменение выбора потребителей – в зависимости от выхода на рынок тех или иных продуктов и услуг, предпочтение постоянно меняется.
· Экологичность – увеличение строгости требований к производствам для снижения влияния на природу, а также стремление потребителей выбирать экологически чистые продукты и товары.
· Ограниченность природных ресурсов, которая наметилась из-за роста потребления, неравномерности их содержания на планете. Выражается в обострении конкуренции, поиске альтернативных решений, росте цен и ценности.
· Глобализация бизнеса – возникновение все большего числа крупных корпораций, рассматривающих как рынок сбыта весь мир, предлагающих повсюду одну и ту же продукцию.
· Рост численности и плотности населения в развивающихся странах.
· Повышение среднего возраста в развитых странах за счет улучшения системы и качества здравоохранения, снижение смертности.
Все эти тренды буквально подводят к созданию мега-проекта под названием «Умный город», который сможет не только обеспечить слаженную работу систем обслуживания огромных мегаполисов, но еще и сделает жизнь жителей комфортной и безопасной. Необходимые для этого технологии, программные и технические продукты, в том числе Huawei, уже созданы.
Направления развития умного города и решения
Прежде всего умный город ориентируется на человека. Должны снизиться затраты сил, времени, денег и нервов на решение любых задач, сопровождающих городскую жизнь: транспортное движение, приобретение товаров и услуг, получение медицинской помощи, образования, организации отдыха, взаимодействия с администрацией, в том числе для оформления различных документов.
После того как будут решены бытовые вопросы, жизнь людей в городах станет удобной, безопасной и комфортной, неминуемо вырастет их желание и возможности для реализации себя в бизнесе или другой работе. Применение цифровых технологий и организационных решений облегчит начало и ведение любой деятельности.
Реализация концепции умного города принесет:
· Повышение уровня жизни и благополучия горожан.
· Обеспечение безопасной, экологичной, чистой, удобной среды обитания.
· Создание условий, благоприятствующих развитию науки и бизнеса.
· Объединение жителей для управления и повышения эффективности жизнеобеспечения города.
· Формирование сплоченного общества.
· Продление активной жизни старшего поколения.
Немаловажным условием существования умного города становится вовлеченность граждан в его управление. Легкость получения обратной связи, учета голосов, донесения информации с применением современных средств коммуникации позволяет оперативно реагировать на общественное мнение. Более того, горожане получают доступ к реальным актуальным данным, отражающим разные аспекты жизни города.
Принятие решений во многом становится прерогативой искусственного интеллекта. В результате исключаются не только ошибки, вносимые человеческим фактором, но и коррупционные составляющие, предвзятость и субъективность взглядов на различные вопросы.
Одним из приоритетных направлений внедрения концепции должно стать соблюдение требований экологической безопасности, создание благоприятной здоровой обстановки, разработки программ вывоза, сортировки и утилизации отходов.
Городская среда
Совокупность аспектов, влияющих на комфортность обитания горожанина: природных, архитектурных, социальных, культурных, экологических и других, формирует городскую среду. Чтобы создать комфортную среду, в концепции умного города должны быть учтены все ее факторы.
Существующая планировка и застройка часто не соответствуют требованиям комфортной жизни и передвижения по городам: отсутствие зеленых зон, магистралей, парковок. Градостроительству предстоит решить существующие проблемы, параллельно ведя застройку, отвечающую современным требованиям.
Предстоит решить не только технические задачи по внедрению программ и регламентов, но и изменить законодательную базу, которая должна облегчить работу застройщиков. Современные строительные BIM-технологии позволяют обеспечить проектирование отдельных зданий и целых кварталов с учетом всех существующих и появляющихся требований.
Управление ЖКХ также должно перейти на онлайн-учет потребления воды и энергии, прозрачной системы распределения ресурсов. Предоставление услуг населению должно быть не только эффективным и своевременным, но еще и соответствовать требованиям экологичности и защиты окружающей природы.
Цифровая мобильность
Возможности быстро и удобно передвигаться по городу сейчас лишены многие жители мегаполисов: многокилометровые пробки, в которых можно застрять ни на один час парализуют движение, особенно в старых районах. В цифровом городе таких проблем не возникает за счет правильно рассчитанной планировки, систем управления движением и возможности решать большинство задач без личного присутствия.
В умном городе функционирует развитая сеть общественного транспорта, пользоваться которым удобнее и выгоднее, чем личным, а также каршеринга, позволяющего снизить число личных автомобилей. Преимущественно используется электрический и другой экологически чистый транспорт, в перспективе – беспилотники.
Системы навигации и мониторинга помогают прокладывать оптимальные маршруты с учетом текущей ситуации на дорогах. Оплата услуг происходит автоматически. Логистические сервисы связаны в единую сеть и функционируют максимально эффективно, обеспечивая мобильность горожан и туристов.
Городская экономика
Для развития экономики каждого города необходимо уделять внимание внедрению инноваций, финансовому планированию, обеспечению возможности функционирования промышленных и производственных предприятий.
Внедрение инноваций подразумевает сама концепция умного города. Управление и контроль финансов, как каждого жителя, так и общественных – задача для предприятий банковского сектора, которая успешно решается введением онлайн оплат, мобильных приложений, единых платежных сервисов.
Промышленные и производственные предприятия необходимы не только для выработки продуктов народного потребления, но и для создания рабочих мест. Современные тенденции к автоматизации и роботизации производств ведут к новой промышленной революции, но пока отстают от банковского сектора.
Также немаловажным фактором экономики города является развитие торговли товарами и услугами, предприятий общественного питания, развлечений и отдыха.
Безопасность и экология
Как уже говорилось, первоначально концепция умных городов возникла из желания сделать мегаполисы более экологичной, здоровой и безопасной средой обитания для людей.
Обеспечение безопасности, предотвращения и раскрытия преступлений ложится на централизованные системы видеонаблюдения, сигнализации, оповещения. Работа служб охраны порядка существенно облегчается. Также работа служб пожарной охраны становится легче и эффективнее за счет массового внедрения датчиков задымления и возгорания, систем оповещения о пожаре и пожаротушения.
Мониторинг экологической обстановки также обеспечивается системой контроля. В умных городах организован раздельный сбор мусора, его эффективная и безопасная утилизация. Массово используется экологически чистый транспорт, работающие предприятия не производят вредные выбросы. При застройке планируется достаточное количество зеленых зон и насаждений.
Цифровое правительство
С помощью программных решений и инновационных технологий достигается прозрачность распределения бюджета города, контроль принимаемых законов и решений правительства, обеспечивается возможность оперативно доносить мнение граждан по любому вопросу до администрации. Вообще цифровая среда предполагает активную общественную позицию каждого жителя с возможностью влиять на развитие и жизнь города, а также деятельность правительства. Выборы, дебаты, референдумы, голосования, проводятся не только честно и открыто, но еще и легко и оперативно организовываются при возникновении такой необходимости.
Граждане должны оперативно получать государственные услуги, предусмотренные законодательством. Сюда входит получение необходимых справок, медицинской помощи, управление налоговыми и страховыми отчислениями, получение льгот и пособий, а также ведение бизнеса и сдача отчетности.
Пандемия коронавируса заставила оценить эффективность идеи с новой, непредвиденной стороны. Темп цифровизации и внедрения дистанционного взаимодействия между жителями и муниципальными службами, обслуживающими и сервисными компаниями, многократно увеличился повсеместно.
Перспективы, эффективность и жизнеспособность концепции умного города стала очевидной. Жители большинства городов могут комфортно жить и работать, не выходя из дома. Пусть внедрение цифровых технологий в городах началось не так, как планировалось или хотелось, но оно движется полным ходом.
Характеристики системы умный город
В последние 10 лет большое распространение получило высказывание «Будущее – за умными городами». Особенно часто его слышно из уст людей, имеющих отношение к городскому строительству и обустройству. В настоящее время подавляющая часть населения планеты живет в городах. Согласно информации, предоставленной ООН, к 2050 году урбанизация населения приблизится к 70 %. Из небольших регионов люди предпочитают перебираться в современные мегаполисы.
Однако увеличение численности населения в городских округах приводит к существенным проблемам, в частности к заторам на дорогах, перегруженности управляющих организаций и прочих служб, увеличению потребления энергии и других ресурсов и ухудшению экологической ситуации. Администрации пытаются бороться с этими трудностями с помощью информационных технологий, вследствие чего все большее число крупных населенных пунктов по всему миру переходят в разряд smart city, или так называемых умных городов.
Характеристики системы умный город
Концепция умного города начинает использоваться в мировых мегаполисах, среди которых Москва, Токио, Нью-Йорк, Амстердам, Сан-Франциско, Сингапур и т. Однако различные страны и компании понимают эту систему по-разному.
Для примера, среди разработчиков решений для smart city – организация IBM, считающая основными качествами умного года его оснащенность, интеллектуальность и объединенность. Европарламент придерживается мнения, что суть этой системы заключается в применении информационно-коммуникативных ресурсов для решения проблем общественности, в числе которых бедность, неравенство, безработица; а также для получения лучших результатов в управлении энергопотоками.
Умными городами в России считаются те, которые применяют инновационные подходы для улучшения условий окружающей среды и повышения уровня жизни населения.
При всех различиях в понимании этой концепции все же существует некоторая общность ее восприятия мировыми государствами. Умные города характеризуются устойчивостью, экологичностью, эффективностью при использовании данных, возможностью населения влиять на управленческие решения. Их целью является повышение качества жизни людей и уровня предоставляемых сервисов.
Среди главных качеств, присущих умным городам, следует отметить:
- высокую ориентированность на население, бизнес-сегмент, трудящихся и туристов;
- отличную управляемость;
- доступность для жителей, готовность к новым предложениям;
- открытый доступ к информации о деятельности руководства города;
- защиту персональных данных;
- интеграцию служб и инфраструктуры;
- проактивность в процессе обучения и развития населения.
Сущность идеального smart city можно представить следующим образом: ключевая роль отводится операционному центру, собирающему данные со всех систем с целью отфильтровать, отсортировать и проанализировать их. После этого результаты отображаются на городской панели управления. Иными словами, жителям становится доступна информация обо всех ресурсах, системах мегаполиса и проводящихся в нем работах с возможностью более глубоко и подробно ознакомиться с данными.
Совершенный мир предполагает именно такое олицетворение умного города. Однако в настоящее время ни один из городов планеты не смог этого добиться. По мнению экспертов, главной причиной является отсутствие единой системы, с помощью которой производились бы сбор и анализ информации. Данные накапливаются с помощью различных приборов: смартфонов, навигационных и поисковых систем. Как правило, полученную информацию очень тяжело использовать на единой платформе.
Преимущества умных городов
Специалисты по аналитике из Smart Cities Connect утверждают, что в ближайшие 10–15 лет внедрение проекта «Умный город» будет способствовать прогрессированию большинства сфер городской жизни, подразумевая совершенствование таких из них:
- Общественная безопасность. Применяя системы отслеживания преступлений, основанных на видеоаналитике и определении подозрительных звуков и шумов, на 30–40 % получится уменьшить число хищений, случаев разбоя, краж и убийств.
- Социальные службы. Оптимизировав трафик и освещение улиц, можно на 20–35 % сократить время, требующееся скорой помощи, пожарным и полицейским, чтобы доехать до нужной точки.
- Потребление ресурсов. На треть можно уменьшить затраты воды и электроэнергии, на 10–15 % снизить объем губительных для атмосферы выбросов.
- Социальная жизнь. Население получит больше возможностей для активного участия в городской жизни с помощью специальных приложений.
- Транспортная система. Людям удастся на 15–30 минут сократить время, необходимое на дорогу на работу или домой.
11 технологий, которые делают города умными
Благодаря единой базе данных появится возможность сопоставлять и применять различную информацию тогда, когда возникнет необходимость. В частности, при обращении в службу спасения будет известно местоположение человека, больница сможет получить данные из медкнижки пациента. В случае уличной стрельбы полиция сразу получит сигнал и изображение подозреваемого с камер наблюдения.
Специализированная программа, основанная на концепции умного города, может объединять в себе всю необходимую населению информацию. С ее помощью можно осуществить вызов такси, произвести оплату счетов, сообщить администрации о яме на дороге, выяснить, где в настоящий момент наблюдаются дорожные заторы, найти свободное место на парковке. Похожим приложением уже пользуются жители Чикаго.
Технологии Tesla, Uber и Google уже готовы к использованию на дорогах. Беспилотные автомобили смогут считывать дорожную разметку, что даст им преимущество перед транспортными средствами с ручным управлением. В умном городе система транспорта может быть построена так: беспилотные автомобили будут собраны в единую сеть, что позволит прокладывать более безопасные маршруты, ориентируясь на взаимное местоположение. Кроме того, беспилотным автомобилям будет заблаговременно доступна информация о ДТП и свободных парковочных местах.
Американским обществом интеллектуального транспорта было выявлено, что 30 % дорожных заторов обусловлены длительным поиском автомобилистами парковочных мест. Специальное приложение может сделать этот процесс более быстрым. С помощью встроенных датчиков время стоянки измеряется с точностью до секунды, оплата с карты производится автоматически. Такая сенсорная система для парковки уже применяется в США и Европе – первыми стали использовать ее Канзас-Сити и Париж.
Как правило, включение уличных фонарей происходит при наступлении темноты. Однако в умном городе все может происходить иначе. К примеру, дорожное освещение в американском Сан-Антонио после дождя становится более ярким. Это позволяет улучшить видимость, когда на дороге возможны заносы.
Концепция умного города предусматривает заботу об экологии, вследствие чего практически все проекты учитывают альтернативные способы добычи электроэнергии. Использование городских и частных солнечных батарей считается рациональным решением. К примеру, в Фудзисава каждый дом оборудован такими панелями.
В Чикаго уличные фонари оборудовали камерами с высоким разрешением с целью обеспечить безопасность в многолюдных местах. В Сан-Антонио обустроили специальные будки с такими камерами, где могут отметиться судимые граждане без посещения здания суда.
Технологии умного города предоставляют жителям не только интервалы движения общественного транспорта. К примеру, на московских остановках установлены специальные табло, отображающие время до прибытия нужного автобуса. «Яндекс. Транспорт» также отображает местоположение и перемещение автобусов, трамваев и т.
Принцип работы этих умных устройств не такой, как у классических датчиков дыма. В американском Луисвилле они установлены в заброшенных зданиях, в которых может произойти пожар. В умные датчики помещены солнечные батареи. Чтобы огонь не успел перекинуться на соседние строения, с помощью встроенного микрофона они ловят сигнал обычных датчиков и посредством модуля связи передают сообщение соседям и в пожарную службу.
В Америке широко распространены урны Bigbelly. Их конструкция позволяет исключить распространение неприятных запахов, грызуны не смогут попасть внутрь, а самое важное – при заполнении они самостоятельно отправляют сообщение в мусороуборочные компании.
Концепция умного города предполагает открытый доступ к данным. Речь идет в том числе и о возможности обмена опытом, а также готовности предоставлять жителям города полученную информацию. На сайте мэрии Лондона публикуются открытые данные о транспортной системе, состоянии окружающей среды и прочие статистические показатели, которые удалось собрать благодаря умным датчикам.
5 наиболее перспективных технологий умного города
Эта технология была разработана крупнейшим провайдером Южной Кореи в сфере телекоммуникаций – KT Corporation. Система предполагает отслеживание объектов при движении с помощью радиочастотных меток (RFID) и беспроводных, мобильных или фиксированных сетей связи.
Эти метки можно прикрепить на форму, автомобили и инструменты работников обслуживающих инфраструктуру города компаний. Данная технология необходима умному городу: она позволяет вести учет и управлять доступом на объекты.
В процессе совершенствования беспроводной связи были разработаны движущиеся сети радиодоступа. Беспроводные точки размещают на общественном транспорте, такси, машинах коммунальных служб, беспилотниках.
В этом есть два важных преимущества: в транспортных средствах установлены бортовые источники питания, к которым подключаются эти устройства; кроме того, большое количество транспорта рассредоточено по всем автодорогам городских округов.
Взаимодействие движущихся точек доступа обеспечивает создание беспроводных самоорганизующихся сетей. Таким образом пассажиры могут использовать интернет, открывается доступ к данным, которые собирают бортовые датчики. Это позволяет оптимизировать маршруты, отслеживать местоположение общественного транспорта.
Движущиеся беспроводные сети
Данная технология была разработана американской компанией Veniam. Она осуществляет передачу информации между подключенным транспортом и облачным хранилищем. Специалистами этой компании была создана динамическая конфигурация движущихся сетей, способных подстраиваться под изменение нагрузки и прочих параметров в реальном времени. Это приводит к увеличению пропускной способности и надежности сетей, уменьшению задержек, возможных потерь и затрат на обслуживание. Важно, что связь обеспечивается даже в мертвых зонах.
Компания Qualcomm в США разработала технологию, с помощью которой можно ускорить процесс внедрения телеметрических сетей для интернета вещей. Это подразумевает создание mesh-сетей. Соединения в них осуществляется по принципу «каждый с каждым». Эту систему непросто настроить, однако с ее помощью можно добиться высокой отказоустойчивости – выход из строя одного из узлов не нарушит работоспособность всей сети.
Передачу данных обеспечивают непосредственно беспроводные устройства. Действует эта технология следующим образом: аппарат, который собирается передать данные, самостоятельно находит в сети другой девайс для обработки информации. Далее устанавливается связь первого устройства со вторым, играющего роль временного канала для передачи данных.
Группой компаний Samsung был получен патент на разработанный метод предоставления контента для дополненной реальности (AR), специального электронного устройства и системы.
Определение объекта, его параметров и местонахождения (в том числе по высоте) происходит посредством считывания данных с внешнего электронного сенсора. При движении устройства происходит обновление контента AR.
Такие цифровые технологии необходимы умным городам. Возможность определения объекта и его параметров может быть полезно при строительстве, развитии муниципальной инфраструктуры, ее мониторинге. Данная технология позволяет идентифицировать объект, проанализировать его состояние, выявить потребность в ремонте или замене.
Разработка передающих систем, пользующихся видимым светом, включая инфракрасный и ультрафиолетовый, принадлежит американской компании Intel. Технология ориентирована на сферу транспорта: движущиеся в одном потоки автомобили могут передавать друг другу данные для исключения вероятности ДТП.
Принцип работы VLC (Visible Light Communication) заключается в изменении яркости света, частоты его мерцания посредством информационных сигналов. Они незаметны для глаз человека вследствие очень высокой частоты передачи.
Передача данных через видимый свет
Транспортные средства фиксируют происходящие на дороге события с помощью бортовых датчиков и по цепочке передают данные движущимся следом автомобилям. Так водители могут заранее узнать об авариях, появлении на проезжей части пешеходов или животных.
Компанией Intel предлагается осуществлять передачу информации посредством фар стоп-сигналов или задних фонарей автомобиля. Прием данных может производиться фронтальными камерами или специализированными фотодатчиками на транспортных средствах.
Технологию VLC можно применять не только на автомобилях. Для приема или передачи сигналов можно использовать любые осветительные приборы, настроив алгоритмы на сбор информации и управление объектами.
Существуют и другие технологии, которые не имеют прямого отношения к концепции умного города, но их применение станет весьма полезным. Речь идет о промышленном интернете, цифровых двойниках, грузовых беспилотниках, а также подключении транспортных средств для обмена информацией с прочими автомобилями, сервисами и сетями.
5 умных городов мира, где концепция уже работает
Эксперты компании Deloitte утверждают, что технологии smart city применяются более чем в 1000 пилотных проектов по всему миру. На их внедрение выделяются огромные средства. По данным Statista мировые затраты на развитие и управление умными городами к 2023 г. могут достичь 189,5 миллиарда долларов.
Исследовательскими компаниями PwC, Juniper Research, McKinsey, IMD, а также Сингапурским университетом технологий и дизайна каждый год публикуются рейтинги городов, которые наиболее соответствуют определению по-настоящему умных городов будущего. В числе бессменных лидеров – Сингапур, Лондон, Сан-Франциско, Нью-Йорк, Амстердам, Стокгольм, Цюрих и Копенгаген. По результатам исследований, проведенных Сингапурским университетом технологий и дизайна и IMD, в рейтинге прошлого года оказалась и Москва.
В настоящее время Барселона оказалась ближе всех к реализации единой платформы умного города, опередив Сингапур и Дубай. В Каталонии применяют операционную систему Sentilo, выступающую в роли «мозга» smart city. С ее помощью с городских датчиков собираются данные о водоснабжении, состоянии освещения, дорожной ситуации, уровне шума, числе жителей в каждом из кварталов, налогах, различных происшествиях, а также информация из социальных сетей.
Так руководству города и обслуживающим компаниям всегда известна полная картина городской жизни, на основании которой прогнозируется будущая ситуация. Сегодня применяемая в Барселоне система умного города считается наиболее продвинутой.
В некоторых странах целые города возводятся с нуля, следуя концепции smart city. Таким умным городом, к примеру, стал Тяньцзинь. Его строительство было начато в 2012 г. в 150 километрах от Пекина по совместному проекту Китая и Сингапура. Прежде на его месте был пустырь, соляные поля и грязные водоемы. В возведенном городе стали реализовываться новые технологии в сфере экологии, уменьшения количества вредных выбросов, повторной переработки, сохранения энергоресурсов и экономики зеленого строительства.
Информационным центром города проводится мониторинг объемов энергии, которую производят ветрогенераторы, гелиосистемы и солнечные электростанции, а также потребляемых городом объемов воды и энергии. В случае появления проблем, к примеру утечки воды, система выявит ее уже через несколько минут и просигнализирует властям.
Кроме того, в Тяньцзине пользуются системой вакуумных мусоропроводов, что позволяет не использовать в городе гремящие и распространяющие плохие запахи мусоровозы. Мусор очень быстро переносится из урн по подземным трубам в главный пункт сбора отходов города.
В городе-государстве с 5,8 млн жителей были протестированы и отработаны практически все системы smart city. В 2017 году в Сингапуре начали реализацию государственной программы Smart Nation, которая предусматривает улучшение жизни населения при помощи всех резервов и возможностей информационных и коммуникационных технологий.
Благодаря использованию умного транспорта в Сингапуре редко возникают автомобильные пробки, хотя город отличается высокой плотностью населения. Широко используются беспилотные автобусы, такси и шаттлы, для которых были разработаны соответствующие стандарты.
Цифровые услуги в этом умном городе предоставляются жителям с помощью платформы CODEX (электронное правительство) – аналог российских «Госуслуг». В приложении есть возможности для поиска работы, получения информации о государственных услугах, регистрации новорожденных, поиска детского сада, получения информации о необходимости вакцинации.
Благодаря цифровой экосистеме города жителям доступно не только получение услуг, но и их предоставление. В приложении MyResponder медики-добровольцы могут узнать о том, что в радиусе километра кому-то стало плохо. В случае остановки сердца играет роль каждая секунда, и вовремя оказанная первая помощь может спасти жизнь. Пожилые сингапурцы всегда носят с собой персональную «кнопку» вызова скорой.
С целью повышения качества коммунальных услуг и уровня безопасности населения в умном городе применяется платформа специальных сенсоров. Датчики обеспечивают передачу информации об использовании воды с умных счетчиков, благодаря чему заметно уменьшается расход, своевременно выявляются протечки.
Фонарные столбы также оборудованы датчиками для измерения качества воздуха, уровня воды, объема осадков и распознавания лиц. Нейросети анализируют полученные данные.
С помощью систем компьютерного зрения, которые применяются в бассейнах этого умного города, обеспечивается безопасность посетителей. В случае, если кто-то начинает тонуть, спасатели немедленно получают сигнал.
Сингапур является редким примером использования такого количества smart-систем. Большинство городов, следующих концепции умного города, пока применяют меньшее число инновационных технологий.
С 2009 г. в Амстердаме приступили к реализации проекта Amsterdam Smart City. Он был разработан Amsterdam Innovation Motor совместно с оператором электросетей Alliander. Целью проекта было преобразование города в углеродно-нейтральный.
В настоящее время над проектом работают администрация города, бизнесмены и более 70 исследовательских компаний. В рамках его реализации были разработаны более 200 программ. В их числе Amsterdam Sharing City, использующаяся для оптимизации применения городских ресурсов – энергии, территории, бюджета. Также данная программа необходима для повышения социальной сплоченности населения и устранения социальной изоляции.
Широкое применение получил проект City-zen, в рамках которого была создана централизованная система охлаждения жилых строений. Благодаря ей и системе отопления этого умного города на 80 % уменьшились выбросы углекислого газа из каждого дома.
Прежде в Сан-Франциско была устаревшая транспортная система, которая приводила к образованию больших пробок. Позже, согласно концепции умных городов, она была усовершенствована. Способы бесконтактной оплаты через смартфоны позволили внедрить систему управления парковками SFpark. К ней можно подключиться со смартфона и определить стоимость парковки в различных районах города в зависимости от дней недели и времени суток. Использование SFpark помогло в 2 раза сократить время на поиск свободного места для автомобиля, что привело к уменьшению дорожных заторов и выбросов газа в атмосферу.
Сан-Франциско также признан одним из самых зеленых smart-city. В городе был принят закон, согласно которому на 15 % площади каждого здания должны быть размещены солнечные панели. И хотя город отличается высокой концентрацией строений, в результате он стал лидером во многих инициативах по чистой энергии.
Технологии умного города в России
В РФ внедрение умных технологий началось с 2018 г. после принятия Минстроем стандарта «Умный город».
Ведомство отразило в нем собственное видение этой концепции, обозначив среди главных направлений следующие сферы городской жизни: создание умного ЖКХ и городского управления, использование инноваций для городской среды, внедрение умного городского транспорта, применение интеллектуальных систем экологии, безопасности общества и социальных услуг, развитие сервиса и туризма, совершенствование инфраструктуры сетей связи, мониторинг экономического состояния и инвестклимата.
Минстроем были заключены договоры с 19 городами, представителями 11 регионов нашей страны, по условиям которых их задачей стало внедрение достаточного числа smart-технологий в городскую инфраструктуру. Речь идет о Калуге, Великом Новгороде, Перми, Рязани, Ставрополе, Ульяновске, Челябинске, Чебоксарах и других. В 2020 г. список пополнился до 209 городов.
Для анализа и оценки результативности проводимых smart city мероприятий Минстроем и МГУ был рассчитан интегральный индекс оценки хода и эффективности цифровой трансформации городского хозяйства («IQ городов»). Наилучшие результаты в 2021 г. показали следующие умные города: Москва – 103,25 баллов; Воронеж – 63,38 баллов; Казань – 60,93 баллов. Среди лидеров своих групп также оказались Белгород – 75,75 баллов, Щелково – 73,25 баллов, Дубна – 64,78 баллов.
Технологии умного города в России
Кроме того, в 2021 г. в особой экономической зоне «Иннополис» Минстроем РФ и компанией DV-Consulting была создана SMARTCITYLAB – лаборатория технологий умного города, работающая как акселератор. Были выявлены трудности во взаимодействии многих российских разработчиков smart-технологий и государственных заказчиков, что показало необходимость предоставления им помощи и содействия в пилотировании.
Ключевыми направлениями работы лаборатории в «Иннополисе» обозначены: накапливание базы знаний и компетенций, которые будут способствовать развитию системы умных городов; поддержка стартапов, занимающихся поиском и разработкой решений в сфере smart-технологий, помощь в поиске клиентов и доработке продуктов.
Для того чтобы обеспечить smart-проектам разностороннее развитие, «Иннополисом» были привлечены к программе не только государственные структуры и институты развития, но и представители бизнеса. Это способствовало расширению возможностей тестирования и пилотирования, так как smart-технологии применяются не только государственными организациями, но и предпринимателями.
Более 200 команд разработчиков подали заявки на участие в первом потоке SMARTCITYLAB. В финал попали 10 из них. На протяжении 2 месяцев при поддержке ведущих экспертов в области технологий умного города они дорабатывали свои идеи, пересматривали бизнес-модели, некоторые продукты были полностью изменены. По итогам этой программы компаниями ОЭЗ «Иннополис», «Цифровой Петербург», «Транспортные инновации Москвы», «Ак Барс Девелопмент» и Центром развития городской среды Томской области было запущено 10 пилотных проектов.
Хотя некоторые технологии умного города успешно применяются практически везде, полной реализации концепции удастся добиться нескоро. В РФ пока очень мало городов, в которых инфраструктура хотя бы на 2/3 соответствует принципам smart city. Конечно, такой масштабный проект не может быть полностью реализован за короткое время. Важно, что у нашей страны есть все возможности для развития. И четкое следование к цели со временем приведет к тому, что мы будем жить в прогрессивных городах с инновационными технологиями.
Где внедрены технологии умных городов — и какие именно
Яркий пример умного города — Барселона. Датчики на парковках помогают водителям находить свободные места по всему городу. Энергоэффективные LED-фонари с датчиками движения, шума, уровня загрязнения воздуха, влажности, температуры помогают удалённо контролировать уровень освещённости и общую обстановку. А мусорные баки направляют отходы в подземное хранилище: так от контейнеров не распространяется неприятный запах, а мусоровозы нужны гораздо реже. Система определяет, сколько отходов поступает из разных мест, и прогнозирует, когда наступит время вывозить отходы.
Ну а самый умный город Земли, по версии бизнес-школы IMD, — Сингапур. С 2014 года там развивают проект Smart Nation, создающий среду для совместной работы чиновников, предпринимателей, учёных и общества в целом. Документы, платежи и многие услуги переведены в онлайн. Например, сервис телемедицины TeleRehab позволяет проходить курс лечебной физкультуры дома, а носимые устройства передают данные лечащему врачу. Боты с искусственным интеллектом рассказывают старшему поколению о событиях поблизости и популяризируют идею здорового образа жизни. С помощью смартфонов жители Сингапура сообщают властям о муниципальных проблемах и получают предупреждения в случае снижения качества воздуха. Анализ данных о работе городских автобусов позволил снизить число переполненных средств общественного транспорта на 92%. Уже в 2018 году интеллектуальная система управления транспортом в Сингапуре сокращала время в пробках в среднем на 60 часов в год для каждого водителя, а по распространённости гаджетов среди пожилых людей город занимал первое место в мире. Кроме того, Сингапур — номер один по инвестициям в интеллектуальную городскую инфраструктуру.
Целью создания « умного города » является улучшение качества жизни жителей с помощью технологии городской информатики для повышения эффективности обслуживания и удовлетворения нужд резидентов
Эталонный стандарт « умных городов » основан на международном опыте и охватывает 11 сфер жизнедеятельности. Реализация концепции Smart City в регионах Казахстана ведется по пяти приоритетным направлениям : безопасность, здравоохранение, транспорт, ЖКХ, образование