Эффективное управление развитием
Время на прочтение
В нашем первом материале на ГТ мы решили рассказать об «умных городах» по всему миру: о том, что они из себя представляют, как развиваются и каково их будущее
Последние два десятилетия термин «умный город» применяется к семейству технологий, способных ускорить развитие города и повысить качество жизни в нем, – это подразумевает, например, отсутствие пробок и грамотное распределение электроэнергии и правительственных ресурсов.
Такие инновации, несомненно, полезны – они как бы смазывают шестерни огромной городской машины, заставляя их вращаться с новой силой. Нет никаких сомнений, что постоянно растущие объемы данных и увеличивающееся количество коммуникаций вскоре изменят привычное для городского жителя положение вещей.
Но все-таки, что значит «умный город»? Этот термин имеет множество определений, но чаще всего используется в значении высокотехнологичного города, в основе которого лежат следующие элементы:
Эффективное управление – специальная городская телеметрическая сеть дает управленцам доступ к единой базе знаний, обновляющейся в режиме реального времени и содержащей актуальную информацию о действиях городских служб, состоянии инфраструктуры и распределении потоков электроэнергии. Благодаря этим знаниям можно контролировать, оптимизировать и улучшать способы использования ресурсов. Интеллектуальное программное обеспечение на основании полученных данных также предсказывает появление возможных проблем.
Экономическое развитие – местные компании, имея за плечами продвинутую городскую инфраструктуру, становятся лидерами в сфере передовых технологий и делятся опытом со всеми городами мира.
Престиж – политические лидеры хотят, чтобы их город попал в список лучших – «умные города» становятся привлекательным местом для ведения бизнеса.
Однако некоторые проекты «умных городов» ушли не в том направлении: их создатели акцентируют внимание только на дорогостоящем аппаратном обеспечении, забывая о возможности использовать доступные Интернет-ресурсы. Очень часто в таком случае демонстрируются интересные технологии, которые не имеют ничего общего с реальными нуждами жителей города, или высказываются пустые обещания безо всяких доказательств и подтверждений.
Известны несколько неудачных попыток создания настоящего «умного города». Например, эко-город Масдар в Абу-Даби благодаря передовым технологиям должен был минимизировать выбросы углекислого газа в атмосферу. Еще есть город Сонгдо (Южная Корея) с огромным количеством сенсоров, призванных упростить управление инфраструктурой, и долина PlanIT в Португалии, имеющая собственную «городскую операционную систему». В ходе этих проектов планировалось построить новый город с нуля, однако ни один из них не пошел по плану.
Сонгдо, Южная Корея. Строительство началось в 2000 году, а его стоимость оценивается в $33 млрд
Фото с сайта: www.metro.co.uk
Инициативы о создании подобных городов часто исходят от IT-компаний, которые много знают о продвинутых сетевых технологиях и анализе данных, но мало о том, как устроены города, – именно по этой причине их целью часто становится создание нового «мира», а не борьба с реальными проблемами уже существующих городов.
Вот почему сейчас концепции «умных городов» разворачиваются в несколько ином направлении. Они объединяют в себе лучшие современные технологии, использующие данные, чтобы выявлять городские проблемы, анализировать их и решать совместно с жителями. Как и во многих других областях, технологические инновации объединяются с социальными инновациями – вместе они способны достичь намного большего.
Технологии на службе эффективности
Успешно развивающиеся «умные города» будущего будут объединять в себе все аспекты технологической инфраструктуры и использовать возможности «общественных технологий». Новый набор методов, использующий смартфоны, растущую популярность онлайн-транзакций, низкую стоимость оборудования и P2P-технологии, дает муниципальным органам возможность работать совместно с горожанами, чтобы наилучшим образом использовать ресурсы, собирать данные и принимать эффективные решения.
Эффективность – это сердце всех «умных городов». Чтобы ее повысить, можно установить огромное количество сенсоров по всему городу и мониторить инфраструктуру, например, следить за состоянием труб водоснабжения для уменьшения количества протечек или за положением дел на дороге, чтобы не возникало заторов.
Например, в Барселоне сейчас тестируется пилотный проект по оснащению городских урн и мусорных баков сенсорами, отслеживающими уровень мусора. Благодаря этой информации, мусоровозы в режиме реального времени оптимизируют свои маршруты, посещая только те районы, в которых есть наполненные урны.
Другой пример энергоэффективности – пилотный проект в Глазго, где уличные фонари снабжают сенсорами, реагирующими на движение, благодаря чему фонари загораются, только когда на улице появляются люди. В Лондоне задумались над еще более масштабными проектами по сбережению электроэнергии – акселератор Cognicity Challenge, специализирующийся на технологиях для «умных городов», тестирует проект Demand Logic, целью которого является помощь компаниям в сокращении расходов на электричество за счет всестороннего мониторинга расходования энергии.
«Умные» мусорные баки в Барселоне фиксируют уровень мусора и оптимизируют маршруты мусоровозов
Фото с сайта: bloomberg.com
Что касается России, то у нас также существуют центры, в которых разрабатываются и тестируются технологии для «умных городов». Интересный пример – инновационный кластер «Технополис GS», «умный город для умных городов», который создается усилиями холдинга GS Group в г. Гусеве Калининградской области. Одна из его задач – создание технологий, которые могут быть использованы в российских «умных городах», в том числе и в самом кластере. При этом «умный город» «Технополис GS» развивается на базе малого города России, население которого – 28,5 тыс. человек. Таким образом, этот центр не имеет целью создание города с нуля, а является попыткой решить реальные проблемы жителей существующего населенного пункта.
«Технополис GS» – успешная модель инновационного развития города за счет создания современных производств, которая может быть использована и в других регионах нашей страны. В подобных «умных городах» будут успешно работать высокотехнологичные производства, проектироваться и строиться удобная и инфраструктура, а также формироваться благоприятная среда для непрерывного развития профессионалов технических областей и людей творческих профессий.
Еще одним примером «умного города для умных городов» является Иннополис – новый город в России, расположенный в Республике Татарстан. Экономика города основана на высокотехнологичных индустриях. В Иннополисе создана уникальная городская среда с современной жилой инфраструктурой, экологией, безопасной средой, широкими возможностями для образования и профессионального развития.
Коллективный разум
Для сбора данных городские власти могут использовать мобильные приложения, чтобы напрямую взаимодействовать с жителями, работать с компаниями, уже собирающими данные, исследовать социальные сети или привлекать разработчиков распределенных сенсорных систем. Такие методы сбора данных являются относительно дешевыми и эффективными.
Какими бы ни были инновации, основанные на привлечении горожан к решению проблем, в их основе неизменно лежат технологии: сенсоры, датчики или, как минимум, те разработки, которые уже используются в современных цифровых устройствах, таких как смартфоны или планшеты.
В Бостоне проводился эксперимент по сбору данных с помощью приложения Boston Street Bump, разработанного New Urban Mechanics совместно с исследователями из Бостонского университета. Созданное ими программное обеспечение использует акселерометр мобильного телефона и фиксирует момент, когда водитель транспортного средства наезжает на кочку на дороге, а затем отправляет полученные данные органам местного управления.
Приложение было разработано для обнаружения неровностей дорожного покрытия, однако полученные данные показали, что чаще всего этими неровностями оказывались «утопленные» крышки люков. Это помогло городу исправить 1250 самых серьезных случаев.
Создатели приложения Boston Street Bump: Найджел Джейкоб (Nigel Jacob), слева, и Крис Осгуд (Chris Osgood)
Фото с сайта: govtech.com
Чтобы принимать умные решения, правительству нужно привлечь коллективный разум. Цифровые технологии дают муниципальным органам власти возможность грамотно распределять городские ресурсы, собирать данные и принимать решения, а жителям –сообщать о существующих проблемах. Например, с помощью сенсорных систем горожане могут оценивать состояние жилых районов и просить правительство принять необходимые меры. Важно то, что и власти, и обычные люди готовы вкладывать свои собственные силы и средства в осуществление значимых для города проектов.
Таким образом, для создания «умного города» необходимы следующие составляющие:
1. Необходима городская инновационная лаборатория, исследующая цифровые технологии, которые помогли бы координировать действия правительства с жителями города. Одной из основных целей этой лаборатории должен стать сбор информации о том, какие из общественных технологий наиболее эффективны. Пока что этим мало кто занимается.
2. Проекты «умных городов» должны быть открытыми, необходимо задействовать общественный разум всех жителей города и маленьких компаний.
3. Не стоит недооценивать поведение людей. Видение «умного города» часто неверно трактует роль культуры и поведения людей в его функционировании. Новые технологии и потоки данных окажутся выгодными только в том случае, если будут сопровождаться изменениями в культуре.
4. Необходимо инвестировать не только в «умные» технологии, но и в умных людей. Власти города должны инвестировать в обучение, чтобы дать всему персоналу правительственных учреждений понимание того, как работать с новыми данными, а также нанимать профильных специалистов.
5. Тем не менее, «умные» технологии также необходимы: без них невозможно развитие «умного города». Это могут быть проекты, направленные как на улучшение качества жизни конкретных людей (технологии «умного дома», охранные системы), так и на общественно значимые инициативы («умные» технологии в энергетике, ЖКХ).
6. Необходимо донести возможности общественных технологий до всех частей общества. Чтобы общественные технологии работали, общество должно быть виртуально объединено, но сегодня не все имеют смартфоны, доступ в Интернет или время для общения с правительством.
Технологии способны сделать города «умнее» и улучшить жизнь в них. Однако на данный момент многие из описанных примеров находятся на ранних этапах развития и используются на небольших территориях, находясь на периферии. Чтобы помочь городам решать свои проблемы, необходима дальнейшая поддержка и инвестиции: нужно изучить, какие технологии работают и какие из них наиболее эффективны.
Нужно делиться находками с другими городами – от этого все только выиграют. И в этом процессе не обойтись без содействия крупных компаний с развитой технологической базой – только они могут предоставить необходимое оборудование и разработки в масштабе целого города.
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. д. 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:
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.
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.
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:
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.
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. д.
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 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.
Какие технологии получат развитие в умных городах?
Мир быстро урбанизируется. По мере роста населения и развития технологий, концентрирующихся преимущественно в густонаселенных городах все больше людей, становятся городскими жителями. Только в одном Китае в течение следующих пяти лет будет примерно 221 город с населением более миллиона человек.
С ростом значения городов стоит задуматься о том, как перенаселенность, автоматизация предприятий и цифровая трансформация повлияют на развитие современного феномена, обычно называемого «умным городом». Так же актуальным становится вопрос поиска перспективных технологий и направлений, которые выйдут на первый план и повлияют на будущее.
Что такое умный город?
Умный город — это структура, состоящая преимущественно из взаимоинтегрированных информационных и коммуникационных технологий, используемых для эффективного управления инфраструктурой, а также разработкой, внедрением и продвижением методов устойчивого развития для решения растущих проблем урбанизации.
Граждане взаимодействуют с системами умного города различными способами, используя смартфоны, устройства интернета вещей (IoT) и умные дома. Сопряжение устройств и данных с физической инфраструктурой и услугами города может сократить расходы и повысить его устойчивость.
Почему умные города – в основном столицы?
Исторически сложилось так, что города долгое время служили центрами, откуда происходило большинство человеческих достижений. Римская республика завоевала древний мир из единого городского центра. Москва, первоначально столица Московского княжества, в конечном итоге консолидировала вокруг себя огромные территории.
Города играли (и играют) важную роль на протяжении всей человеческой истории, так как они часто служили для концентрации политической и промышленной силы. Греческие полисы были первопроходцами в науке и философии, которые формировали облик будущего. Таким образом совокупная сила человеческих умов и коллективный труд стимулировали открытия и развитие технологий. Поскольку большинство столиц – старые и крупные города неудивительно, что именно они первыми стали «умными». Что же ждет их дальше?
В современную эпоху с огромным скачком технологий концепция «умного города» видится все более размытой. Тем не менее, есть несколько направлений, двигаясь в которых «умные города» смогут построить лучшее будущее человечества.
Фудтех – перспективное направление для умных городов
В то время как концепция «умного города» обычно подразумевает футуристичный городской пейзаж с летающими автомобилями и множеством солнечных батарей, фактически «умный» город в воображении большинства людей выглядит как фантастические архитектурные формы.
Наряду с блестящими, передовыми технологиями, «умные» города будущего должны стремиться к целостному, устойчивому подходу, учитывающему все аспекты жизни, включая продукты питания.
Традиционно продукты питания производятся в сельских районах. Еду собирают и доставляют в города, чтобы прокормить городское население, которое в первую очередь ориентировано на промышленность. Хотя в прошлом это работало, вряд ли это была идеальная система, поскольку для транспортировки и продажи продуктов питания требуется бесчисленное количество ресурсов и человеческой силы. Кроме того, это естественным образом создает чрезмерную зависимость городов от спутников.
Умные города будущего должны стремиться преодолеть это препятствие, увеличивая собственное производство продуктов питания. На помощь приходят технологии foodtech начиная технологиями вертикального выращивания растений, заканчивая производством искусственного мяса и автоматизацией доставки и обслуживания.
Городское сельское хозяйство – древний, но не устаревший подход, уже широко практикуется многими людьми и может включать в себя различные подходы:
Несмотря на то, что городское сельское хозяйство, несомненно, разнообразно и может быть достаточно эффективным, в настоящее время большая часть существующих городских садов состоит из небольших любительских участков, созданных отдельными людьми или небольшими сообществами.
Учитывая этот неиспользованный потенциал, власти умных городов должны научиться использовать силу городского сельского хозяйства и масштабировать его для повышения устойчивости целых городских центров.
Эта концепция выращивания «умной пищи» прямо в сердце «умных городов» также может быть экстраполирована на всю экосистему городского центра. Охраняя зеленые насаждения, поддерживая парки, а также оказывая правовую и финансовую поддержку городскому сельскому хозяйству, «умные» города будущего могут успешно создавать то, что, по сути, приравнивается к здоровым, самоподдерживающимся биомам.
Зеленый транспорт
Несколько лет назад соглашение о сокращении выбросов углекислого газа, известное как Парижская конференция COP21, поставило города на путь к достижению экологически безопасных целей. В качестве KPI (ключевых показателей эффективности) в их усилиях по улучшению в ближайшем будущем особое внимание было уделено изменению климата, устойчивости и развитию.
Подобные инициативы имеют четкую и очевидную цель в транспортной отрасли. Транспортные средства, работающие на ископаемом топливе, с момента своего появления являются угрозой для окружающей среды в целом. Однако в городах концентрация бензиновых автомобилей, грузовиков, самолетов, поездов, кораблей и т.д. оказывает разрушительное воздействие как на местную, так и на глобальную окружающую среду.
К счастью, развитие таких технологий, как электромобили, эффективный общественный транспорт и даже услуги по совместному пользованию автотранспортом уже помогли резко сократить число транспортных средств, используемых для регулярных поездок на работу и обратно.
В будущем «умные» города, вероятно, смогут воспользоваться этой тенденцией — в сочетании с самоуправляемыми автомобилями — для того, чтобы направить свои мегаполисы в сторону эффективных транспортных решений, требующих минимального или нулевого владения транспортными средствами и минимальных выбросов за счет сверхэффективного использования.
Революция в области энергоэффективности
Умные города уже почти стали синонимом эффективности. На самом деле, уже существует множество передовых методов энергосбережения, например:
Один из способов, с помощью которого города в будущем, скорее всего, выведут концепцию энергоэффективности на новый уровень, — применение тепловизоров, установленных на дронах. По мере того, как стоимость оборудования, необходимого для его использования, снижается, тепловидение становится все более доступным для небольших предприятий и даже для домовладельцев.
Эта удивительно простая, но эффективная практика использует термографическую камеру для сканирования здания и поиска именно тех мест, где теряется наибольшая часть энергии. Растущее использование этой технологии позволит «умным» городам в будущем продолжать повышать энергоэффективность и, следовательно, как свою устойчивость, так и свою экологичность.
Сознательный капитализм
Городское сельское хозяйство и устойчивый транспорт — это довольно специфические способы, с помощью которых «умные» города могут развиваться в будущем. Однако одним из менее осязаемых, но, возможно, более важных событий, предвещающих умный город будущего, является концепция сознательного капитализма.
Современные тенденции в бизнесе, такие как корпоративная социальная ответственность, в последние годы способствовали осознанию многих безответственных и вредных видов деятельности. Однако сознательный капитализм выводит эту концепцию бизнеса «за рамки итоговых показателей» на шаг дальше.
В то время как они могут и должны ценить прибыльность — в конце концов, именно поэтому они занимаются бизнесом — компании, которые практикуют сознательный капитализм, принимают ценности и этику, которые отражают прогресс и потребности человечества в целом. Сознательные капиталисты учитывают молчаливых партнеров, таких как окружающая среда, которые не могут говорить за себя, и работают на основе четырех руководящих принципов:
Какое отношение вся эта философия имеет к будущему умных городов? В городских центрах доминируют бизнесы, многие из которых исторически мало внимания уделяли своему окружению. Однако, поскольку все больше компаний видят как краткосрочную, так и долгосрочную ценность принятия сознательного капиталистического мышления, они, скорее всего, станут более открытыми для активного улучшения городов, в которых они сосуществуют.
Это может привести к тому, что большее внимание будет уделяться развитию, благотворительной деятельности и инвестициям в устойчивые методы, такие как справедливая торговля, которые могут иметь решающее значение для дальнейшего развития «умных» городов во всем мире.
Умные города, которые вы (возможно) сможете посетить, когда привьетесь от COVID-19
Сингапур хочет быть лидером в инициативах умного города, желая стать первой в мире умной нацией. Они прилагают самые большие усилия в мире для сбора данных о повседневной жизни.
Они доводят его до крайности с помощью таких инициатив, как:
Программа Singapores Smart Nation Program была запущена в 2014 году. Все собранные данные поступают на информационную панель «Виртуальный Сингапур», платформу, которая дает правительству доступ к информации о том, как город функционирует в реальном времени. Но на этой платформе они также могут моделировать ситуации, которые вообще не происходят, но могут произойти в будущем.
Дубай
Еще одним лидером инициатив умного города является Дубай. Они развернули 50 интеллектуальных услуг от 220 государственных организаций в рамках правительственной инициативы Smart Dubai.
Дубай упрощает жизнь своим гражданам, выпустив приложение, которое предоставляет множество услуг, например:
Барселона
Барселона экономит миллиарды долларов в год, устанавливая интеллектуальные энергетические системы, такие как:
По оценкам, к 2021 году умные города сэкономили примерно 19 миллиардов долларов. С другой стороны, необходимо вкладывать значительные средства в инициативы умных городов. Предполагается, что в 2021 году спрос умных городов только на программное обеспечение составит примерно 15 миллиардов долларов. Вот почему такие компании, как Microsoft и Cisco, стремятся получить свою долю от пирога.
Какими будут умные города будущего?
Невозможно точно предсказать, как будет развиваться будущее, особенно в деталях. Однако наблюдение за такими современными тенденциями, как озеленение, энергосберегающие технологии и устойчивый транспорт, может помочь спроецировать приблизительное представление о том, что может быть в будущем.
Кроме того, принимая во внимание растущую тенденцию сознательного капитализма, трудно не сделать вывод о том, что в ближайшие годы в городах, в частности, произойдет беспрецедентный прорыв в области устойчивого развития и эффективности.
Концентрация лидеров бизнеса и дальновидных умов, которая происходит в городских центрах, приводит к естественной конвергенции прогрессивных мыслителей. Это создает эффект синергии, который создает передовые модели развития, что в свою очередь приведет к созданию сложных, эффективных, экологически чистых городов уже в недалеком будущем.