Какими видят «умные» города, дома и офисы в России — РБК Тренды рассказывают о самых ярких идеях и кейсах с сентябрьского мероприятия Intersec Forum Russia, а также о мировом опыте в этой области
Умный город (smart city) – новая и перспективная концепция благоустройства городской среды, направленная на улучшение качества жизни урбанизированного населения за счет применения инновационных технологий. Благодаря этой концепции людям больше не нужно беспокоиться о своей безопасности, тратить время в пробках или стоять в длинной очереди в банке для оплаты коммунальных услуг. По сути, smart city представляет собой взаимосвязанную систему инфокоммуникационных технологий и IT, облачных приложений Интернета вещей.
Понятие “умный город” стало широко известно в 2008 году, когда компания IBM представила схему построения новых городов в рамках образовательной программы “Умная планета”. Эта система может помочь обеспечить высокий уровень жизни населения, число которого постоянно растет. Идею, представленную IBM, сразу же подхватили многие IT компании. Такие страны, как Южная Корея, Китай и ОАЭ, стали первопроходцами и начали активно развивать эту концепцию. Первым построенным smart city является южнокорейский город Сонгдо. Сегодня программа реализуется во многих уголках мира, включая Россию.
Чтобы выделить ключевые тренды в технологическом развитии «умных городов», авторы патентного ландшафта оценили показатель силы изобретений. Они учитывали, в частности, случаи прямого цитирования публикаций, новизну, территориальный охват и другие факторы.
Такой анализ проводился только для патентных документов, зарегистрированных за пределами Китая. Рынок КНР обособлен, а местным изобретателям трудно выходить на международный уровень, объясняют эксперты из ФИПС. Поэтому некитайский сегмент более интересен с коммерческой точки зрения и применим в мировых масштабах, в том числе и в России.
После детальной оценки авторы составили рейтинг из 100 самых сильных документов коллекции и подробно описали несколько наиболее перспективных технологий.
Отслеживание передвижений с помощью RFID
Автор разработки — южнокорейская компания KT Corporation, крупнейший в стране провайдер телекоммуникационных услуг. Предложенная ей система отслеживает положение движущихся объектов, используя радиочастотные метки (RFID) и сети связи — беспроводные, мобильные или фиксированные.
Такие метки можно разместить на рабочей одежде, машинах или инструментах сотрудников, которые занимаются обслуживанием городской инфраструктуры. Кроме того, технология пригодна для учета и управления доступом на объекты.
Движущиеся беспроводные сети
Создание движущихся сетей радиодоступа — одно из ключевых направлений развития беспроводной связи. Беспроводные точки устанавливают на различные транспортные средства, включая городской общественный транспорт, машины коммунальных служб, такси и беспилотники.
У такого подхода два основных плюса. Во-первых, транспорт имеет бортовой источник питания, к которому можно подключить устройства. Во-вторых, он плотно распределен по территории городов и магистралям.
Движущиеся точки доступа могут взаимодействовать между собой, создавая беспроводные самоорганизующиеся сети. Так можно обеспечить пассажиров интернетом и получать данные с различных бортовых датчиков — например, для оптимизации маршрутов и мониторинга городского транспорта.
Авторы разработки — американский стартап Veniam, который специализируется на перемещении данных между подключенными транспортными средствами и облаком. Компания предложила динамическую конфигурацию движущихся сетей, которые в режиме реального времени адаптируются к изменению нагрузки и других параметров. Алгоритмы способны повышать пропускную способность и надежность сетей, уменьшать потери и задержки, обеспечивать связь в «мертвых зонах» и снижать затраты на обслуживание.
Сети устройств для интернета вещей
Технология, предложенная американской компанией Qualcomm, дает возможность быстро внедрять телеметрические сети для интернета вещей. Речь идет о построении ячеистых, или mesh-сетей, в которых узлы соединяются по принципу «каждый с каждым». Такая схема сложна в настройке, но обеспечивает высокую устойчивость: обрыв одного соединения не влияет на работу сети в целом.
При этом задачи по передаче данных выполняют сами беспроводные девайсы. Схема выглядит так: устройство, которое должно передать информацию, проводит разведку сети и само выбирает другое устройство для обработки пакета данных. Затем первый девайс устанавливает связь со вторым и использует его как временное реле для передачи информации.
Контент для дополненной реальности
Изобретение принадлежит группе компаний Samsung: она запатентовала способ предоставления контента для AR, адаптированное к технологии электронное устройство и систему.
В разработке используется информация от внешнего электронного сенсора. Эти данные помогают идентифицировать объект, определить его свойства и местоположение, в том числе по высоте. Контент дополненной реальности обновляется по мере движения устройства.
Возможность идентифицировать объект и оценить его параметры пригодится «умным городам» при строительстве и мониторинге муниципальной инфраструктуры. Технология позволит опознавать объекты и анализировать их состояние, необходимость ремонта или замены.
Передача данных через видимый свет
Решение принадлежит американской Intel. Она создала передающие системы, которые могут использовать видимый свет, в том числе инфракрасный или ультрафиолетовый. Разработка предназначена для транспортной сферы: машины, идущие в одном потоке, смогут обмениваться информацией для предотвращения аварий.
В основе технологии VLC (Visible Light Communication) — преобразование яркости и частоты мерцания света информационным сигналом. Но этот сигнал незаметен для человеческого глаза, поскольку передается с очень высокой частотой.
Бортовые датчики автомобилей регистрируют различные дорожные события — аварии, появление животных или пешеходов на проезжей части, поврежденное покрытие. Затем информация по цепочке передается машинам, которые движутся сзади. То есть водители узнают о событиях на дороге еще до того, как они попали в зону видимости.
В качестве передатчиков Intel предлагает использовать фары стоп-сигналов или фонари в задней части транспортных средств. А принимать информацию будут фронтальные камеры или специальные фотодатчики на автомобилях.
По мнению авторов доклада, перспективы VLC не ограничиваются транспортом. Любой прибор освещения на предприятиях или улицах потенциально можно превратить в приемник или передатчик сигнала. А алгоритмы — приспособить для сбора данных и управления объектами.
В патентном ландшафте также выделяется несколько технических решений, которые напрямую не относятся к «умному городу», но потенциально в нем применимы. Помимо технологии VLC, это промышленный интернет, цифровые двойники, грузовые беспилотники и подключенные автомобили, которые могут обмениваться данными с другими машинами, сетями и сервисами.
Как устроен «умный» дом на примере московских ЖК
Юрий Беликов из ГК «Пионер» и Никита Шувалов из ГК «Самолет» рассказали о том, как системы «умного» дома работают в современных ЖК комфорт- и бизнес-класса.
«Умная» диспетчерская объединяет данные с систем водоснабжения, отопления, электричества, видеонаблюдения и других. Это позволяет отслеживать состояние оборудования и коммуникаций, вовремя реагировать на аварии и неисправности, контролировать расходы на коммунальные услуги и ремонт. Сюда же поступают заявки от жителей — по телефону, через личный кабинет на сайте или мобильное приложение. Они автоматически передаются собственным службам УК или сторонним подрядчикам, а в особо сложных ситуациях — главному инженеру оборудования.
У жителей жилых комплексов ГК «Пионер» есть доступ к виртуальному двойнику дома, где можно увидеть все данные по квартире: показания счетчиков, расход энергии и другие. В интерактивных зонах на первых этажах отображается информация обо всех авариях и отключениях в режиме онлайн.
ГК «Самолет» разрабатывает сервисы на базе интернета вещей для квартир ЖК комфорт-класса. Они позволяют управлять освещением, климат-контролем, безопасностью, бытовой техникой и мультимедиа через приложение. С помощью приложения можно автоматически снимать показания счетчиков и отправлять их в УК, получать доступ к системам видеонаблюдения, управлять уличным коворкингом и освещением двора. А также принимать звонки и открывать двери через домофон или отправлять гостевой код, открывать шлагбаум и отслеживать свободные места на парковке и даже вызывать лифт при приближении к дому.
Как «умные» технологии работают в регионах
Проект «Умный город», запущенный Минстроем России, направлен на создание комфортной и безопасной городской среды. О нем рассказал Евгений Дук, начальник отдела по внедрению технологий «умного» города.
Среди главных трудностей при внедрении проекта Дук назвал:
Всего в проекте участвуют 213 городов. Их оценивают при помощи Индекса «IQ городов», разработанного совместно с учеными из МГУ для анализа эффективности проводимых мероприятий: в сфере городского управления, «умного» ЖКХ и транспорта, систем безопасности, экологии, туризма и сервиса.
Среди успешных кейсов — город Саров в Нижегородской области, который вошел в тройку лучших «умных» городов России. Здесь внедрили около 40 разных модулей онлайн-системы для доступа к городским сервисам. С ее помощью можно сообщить о брошенном автомобиле или неубранном мусоре, обратиться в полицию или записаться к врачу.
Презентация проекта «Умный Саров»
В Тюменской области АПК «Безопасный город» используется для мониторинга аварий и отключений, экстренной помощи по вопросам ЖКХ и других ситуаций. В области действует единый центр, который обрабатывает звонки в режиме онлайн, в том числе с помощью голосовых ботов и виртуального консультанта. Также в системе анализируются данные видеонаблюдения и видеоаналитики от Visionlabs и NTechLab, статистика аварий и ДТП.
Проблемы внедрения
Существует несколько основных проблем внедрения концепции “smart city”. Первая – это угроза формирования паноптикума: цифровые технологии используются как средство централизации и контроля за населением.
Вторая связана с тем, что финальные финансовые издержки, необходимые для реализации мегапроекта, которым и является умный город, как правило, превышают запланированный бюджет. Более того, мегапроекты часто используются с целью поднятия рейтинга политических деятелей, поэтому очень важно грамотное управление проектом в интересах общественности.
Третьей проблемой можно считать существующую дискуссию относительно преимуществ цифровизации городской среды в целях экономического развития и сохранения города как особого социального пространства, в рамках которого спонтанность решений позволяет сохранить доверительные отношения между жителями, что часто игнорируется при внедрении концепции “умный город.”
Видеоаналитика для «умного» города
Глеб Дьяконов, директор по консалтингу компании NtechLab, рассказал о FindFace Multi: платформе, которая объединяет возможность распознавания образов и обработку их данных — то есть видеоаналитику. Под распознаванием образов подразумеваются не только лица, но и биометрия (отпечатки пальцев, сетчатка глаза), силуэты, униформа, средства защиты, автомобили и спецтехника. Это позволяет следить за перемещением транспорта, действиями персонала, соблюдением техники безопасности и антикоронавирусных мер.
Как устроена видеоаналитика в FindFace Multi
В рамках «умного» города FindFace Multi открывает массу возможностей в сферах:
Однако применение видеоаналитики сегодня связано с рядом ограничений:
Чтобы решить эти проблемы, участники рынка и государственные службы должны действовать сообща, вырабатывая единые стандарты и правовые нормы для применения технологий во всех сферах. Самый перспективный в этом плане вариант — государственно-частное партнерство в сфере видеоаналитики для «умного» и безопасного города.
Как ИИ и квадрокоптеры помогают контролировать недвижимость и общественные пространства
Дарья Степанова, замначальника Госинспекции по недвижимости Москвы, поделилась опытом применения «умных» дронов, которые снимают объекты в черте города и оповещают о нарушениях.
Квадрокоптеры оборудованы системами распознавания, которые позволяют находить незаконную недвижимость еще на стадии строительства: по наличию строительного мусора, вагончиков и спецтехники. В отличие от людей, беспилотники могут обследовать самые труднодоступные места, окруженные лесом или заборами. Они сверяют объекты на карте с базами лицензий и разрешений и оповещают и нарушениях. Также дроны распознают летние веранды и другие временные конструкции, которые не были согласованы с властями. После этого инспектор проводит проверку и выносит решение.
Особенности безопасности в smart-city
Для достижения высокого уровня безопасности в городе в рамках концепции “smart city” предусмотрено внедрение централизованной системы безопасности, построенной на базе единого цифрового центра, основными функциями которого являются:
● мониторинг инфраструктурных объектов;
● контроль уровня загрязненности окружающей среды;
● прием с тревожных кнопок;
● анализ полученной информации об опасных грузах на транспортных средствах;
● определение местонахождения абонента при приеме экстренного вызова;
● видеоаналитика, обработка полученных данных с камер наблюдения;
● оповещение граждан.
Перспективы «умных» городов в России
Виталий Солонин из консалтингового агентства J’son & Partners Сonsulting рассказал, как развивается концепция Smart City в России. Это проект в рамках «Цифровой экономики», который охватывает:
В рейтинге безопасных городов Safe Cities Index 2021 Москва занимает 38 место из 60. По сегментам же рейтинга:
По словам Солонина, концепция «умного» города включает в себя и безопасный — в частности, АПК «Безопасный город» в рамках МЧС. Эта программа объединяет средства для автоматизации в области общественной безопасности, правопорядка и защиты окружающей среды. Она включает в себя 160 систем и подсистем, работает на федеральном, региональном, муниципальном уровнях, а также на уровне отдельных объектов. Сюда входят городские улицы и региональные трассы, метеостанции, системы видеонаблюдения в общественных местах и видеофиксации нарушений.
Среди других сдерживающих факторов — риск монополизации рынка, злоупотребления при участии в госконтрактах, недоступность программы для регионов из-за высоких цен, аффилированность исполнителей и власти на местах, сложности в реализации комплексных программ и экономическая неэффективность отдельных инвестпроектов.
С другой стороны, госфинансирование и технологические инновации — такие как интернет вещей и 5G — стимулируют развитие концепции «умного» города хотя бы в рамках отдельных регионов.
Для дальнейшего развития «умных» городов необходимо:
«Умные» города
По словам Андрея Мишурного, главы проектного офиса АПК «Безопасный город» ГК «Ростех», главное внимание сегодня сосредоточено на предупреждении и ликвидации чрезвычайных ситуаций. За последние 20 лет из-за ЧС в мире погибли 1,3 млн человек, что сопоставимо с военными конфликтами.
Ученые исследовали применение смарт-технологий для городской безопасности в 68 странах мира и выяснили, что такие подходы можно условно разделить на четыре группы:
Самым передовым в плане реагирования на ЧС оказался Сингапур, а прогнозирования — Южная Корея: во время последнего наводнения в августе 2021 года в стране не пострадал ни один человек. В России лучше развиты процессы, связанные с реагированием на ЧС, тогда как в Европе — мониторинг и прогнозирование.
Чтобы ситуация стала еще лучше, необходимо создать всемирный информационный центр, который обрабатывал бы большие данные для прогнозирования и реагирования на ЧС.
Технологии smart-city
К основным технологиям концепции относят:
В каких городах России еще применяется технология
В Российской Федерации активное внедрение концепции началось с 2018 года после принятия Минстроем стандарта «Умный город». Стратегия развития в рамках концепции включает несколько направлений, основными из которых являются умное ЖКХ, общественная и экологическая безопасность, развитие структуры сетей связей и т. п.
Лидерами в реализации концепции остаются Москва и Санкт-Петербург, при этом она активно внедряется не только в миллионниках, но и во многих российских городах с численностью населения до 100 000 человек. Список городов с высоким уровнем цифровизации возглавляет Нижний Новгород, Уфа и Казань среди миллионников, Тюмень, Рязань и Сургут – среди городов с населением от 250 000 человек, Ханты-Мансийск, Реутов и Королев – среди городов с населением до 100 000 человек.
Реализация концепции на примере Москвы
Наша столица входит в список мировых лидеров по развитию и внедрению инновационных технологий с целью улучшения жизни граждан. Сегодня Москва развивается в рамках концепции “Умный город –2030”, которая основывается на следующих принципах:
Преимущества smart-city
● Оптимизация работы транспортной системы – отсутствие пробок, минимизация аварий, экологичность транспорта и экономичный расход топлива.
● Энергоэффективность и разумное потребление используемых ресурсов.
● Упрощение большинства бытовых процессов – быстрый поиск парковочных мест, онлайн оплата коммунальных счетов, автоматизированная передача данных со счетчиков.
● Высокой уровень безопасности – сокращение числа преступлений на 30-40% за счет использования передовой системы отслеживания на базе видеоаналитики и определении подозрительных звуков и шумов.
● Вовлеченность населения во все области городской жизни – граждане участвуют в принятии решений совместно с органами местного самоуправления.
● Повышение качества жизни граждан – управления бытом и многими рабочими процессами с помощью одного нажатия на смартфоне, беспилотные авто и т. д.
