В статье рассказывается:
Умный город – сравнительно новая концепция благоустройства социального и экономического городского пространства. Цель внедрения технологии – улучшение условий жизни урбанизированного населения, решение экологических, демографических проблем. В реализации таких программ помогают различные инновационные решения, чаще всего связанные с IT-сферой: цифровые метки, системы видеонаблюдения, централизованный общественный транспорт и т. д.
Мировые мегаполисы с каждым годом прилагают все больше усилий для создания по-настоящему умной среды жизни. Не отстают от них и большие российские города. В их числе, конечно же, Москва. О том, какие технологии представляют концепцию умного города, как все это работает и где лучше реализовано, вы узнаете из нашего материала.
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.
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:
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 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.
В этой статье:
Концепция «умный город» в последнее время у многих на слуху, но не все разбираются, что это такое и как работает. Это не значит, что мегаполис живет как самостоятельный организм, «умными» сделаны его некоторые компоненты.
Например, вы могли наблюдать в Москве «умные» парковки, на въезде которых на табло указано количество пустых мест, или камеры видеонаблюдения на вокзалах, в аэропортах, домофонах многоквартирных домов, которые подключены к единой системе. Конечно, это самые примитивные примеры, технологий «умного» города в десятки раз больше.
Данную концепцию придумали не просто так, а с целью улучшения жизни в крупных городах. Население в странах, особенно в мегаполисах, стремительно растет год от года. А где большое скопление людей, появляются проблемы и неудобства.
«Умный город» способен решить вопрос с пробками на дорогах, освещением улиц, преступностью, вывозом мусора, предотвратить крупный пожар, спасти человека, которому внезапно стало плохо дома или в общественном месте, и многое другое. Как все это работает и каковы перспективы «умных» технологий, мы подробно рассказали ниже.
Что такое «умный город»
Согласно описанию Британского института стандартов (British Standard Institution, BSI), «умный город» – это эффективная интеграция физических, цифровых и человеческих систем в искусственно созданной среде, цель которой заключается в обеспечении устойчивого, благополучного и всестороннего будущего граждан.
Благодаря информационно-коммуникационным технологиям (ИКТ) городские власти могут отслеживать развитие городской среды, выявлять наиболее эффективные инструменты для повышения качества жизни, напрямую взаимодействовать с сообществами и городской инфраструктурой.
Сбор, обработка и анализ данных, поступающих от жителей города, происходит за счет использования датчиков, функционирующих в режиме реального времени. Полученные сведения позволяют выявлять и заменять нерабочие методики.
Использование ИКТ позволяет повысить качество, производительность и интерактивность городских служб, снизить расходы и потребление ресурсов, улучшить качество связи между жителями города и государством.
Цель развития технологий «умного города» заключается в повышении качества управления городскими потоками и скоростью решения сложных задач. Использование технологических решений Smart City позволяет эффективнее и быстрее справляться с проблемами, чем применение обычного операционного подхода. Однако специфика термина недостаточно ясна, поэтому встречаются различные толкования и обсуждения.
Элементы «умного города»
Единая база данных используется для сбора и передачи информации необходимым органам и службам. Так, звонок по номеру 112 позволит службе спасения получить информацию о местонахождении потерпевшего, больнице при поступлении в нее пострадавшего – его медицинскую книжку. Данные о перестрелке в общественном месте поступят в полицию вместе с изображениями с камер наблюдения «умного» города.
Универсальное городское приложение
Вся информация, которая необходима жителям, аккумулируется в одном приложении. Оно позволяет жителям цифрового «умного» города вызывать такси, оплачивать счета за коммунальные услуги, сообщать о дорожной ситуации, проблемах с дорожным покрытием и т. д. Такое приложение доступно, например, для жителей Чикаго.
Беспилотные автомобили
Компании Tesla, Uber и Google уже готовы запустить свои автомобили на городские улицы, а со временем беспилотники, способные распознавать дорожную разметку, заменят обычные механические транспортные средства. Программа «умного города» объединит беспилотные авто в единую сеть, что позволит при планировании маршрута учитывать их взаимное местоположение.
Такое решение повысит безопасность дорожного движения, поскольку беспилотные автомобили заранее будут получать данные о дорожной ситуации, пробках, ДТП и свободных парковочных местах.
«Умные» парковки
Согласно исследованиям, проведенным Американским обществом интеллектуального транспорта, причина образования около 30 % пробок заключается в невозможности автовладельцев быстро найти место для парковки.
Благодаря реализации концепции «умного города» эта проблема может быть решена. Время стоянки определяется за счет специальных датчиков, а оплата списывается с привязанной банковской карты автоматически. Парковочными сенсорами оснащены многие города Европы и США. Например, их можно встретить в Париже или Канзас-Сити.
«Умное» освещение
Сегодня во многих городах уличное освещение автоматически включается при наступлении сумерек. Однако проект «умного города» позволяет пойти дальше. К примеру, в Сан-Антонио фонари вдоль автомагистралей после дождя светят несколько ярче. Это позволяет водителям лучше видеть дорогу с поправкой на дорожные условия.
Солнечные батареи
Важная задача системы «умного города» – забота об экологии, поэтому в проектах предусматриваются альтернативные способы получения электроэнергии. Одним из компактных решений являются солнечные батареи. Так, в Фудзисаве (Fujisawa Sustainable Smart Town) панелями оснащены все дома.
Камеры
В Чикаго в местах массового скопления людей установлены уличные фонари со встроенными камерами высокого разрешения. А, например, в Сан-Антонио бывшие заключенные могут отметиться в специальной будке с камерой, а не ехать в суд. Таким образом камеры позволяют решать самые разные проблемы «умного» города.
«Умный» общественный транспорт
Цифровизация городского хозяйства «умного» города позволяет узнавать не только интервалы движения общественного транспорта. К примеру, в Москве остановки оснащены интерактивными табло, на которых указано время до прибытия следующего автобуса. Отслеживать транспорт можно также через приложение «Яндекс.Транспорт».
Противопожарные датчики
В Луисвилле, например, такие датчики устанавливают в заброшенных зданиях для предотвращения перекидывания огня в случае пожара на близко расположенные строения. Они оснащены солнечными батареями, микрофонами и простыми модулями связи и функционируют вместе с обычными датчиками дыма. Уловив с помощью микрофона сирены датчика дыма, устройство передает информацию о возгорании пожарным службам и соседям.
«Умные» урны
К примеру, в США устанавливают смарт урны Bigbelly. Их конструкция препятствует распространению неприятного запаха, предотвращает доступ грызунов, но их главное достоинство заключается в автоматическом уведомлении мусороуборочных служб о заполнении контейнера.
Локаторы выстрелов
В рамках концепции «умного города» американские города оснащаются датчиками стрельбы ShotSpotter. Они устанавливают количество и местонахождение стреляющих, тип оружия и передают полученную информацию в полицейский участок.
Открытая информация
Открытость – один из принципов развития «умного» города. Она заключается в готовности к обмену опытом и информацией между горожанами и властями. На сайте мэрии Лондона, например, можно ознакомиться с данными о состоянии окружающей среды, транспорте и прочей статистикой, полученной в том числе с использованием высокотехнологичных датчиков.
Топ-7 технологий «умного города»
Что же это – «умный город»? В классическом понимании – населенный пункт, в котором эффективность инфраструктуры и услуг повышается за счет применения информационных технологий, упрощая жизнь горожан и бизнеса. Простыми словами, администрация довольна, поскольку городские службы функционируют без перебоев, бизнес доволен, так как благодаря инфраструктуре может эффективно работать и получать прибыль, население – поскольку их потребности максимально закрыты.
В последние годы все больше говорят о конечности ресурсов, необходимости защиты окружающей среды от углеводородных источников энергии и т. п. Это повлияло и на концепцию развития «умных городов», в которых не только применяются информационные технологии, но и модернизируются транспортные сети, системы водоснабжения, отопления, освещения и т. д.
В 100%-ном «умном» городе технологии задействованы таким образом, чтобы обеспечить максимальную оптимизацию и продуманность. В нем не только полностью синхронизированы различные устройства в жилых домах, но и применяются ИТ-технологии, облегчающие городской администрации принятие решений.
Поговорим о конкретных технологических решениях, благодаря которым город становится «умным». По версии издания Interesting Engineering концепция Smart City реализуется за счет использования семи ключевых технологий:
Разработчики технологий для «умного города»
Разработкой компонентов «умного город»а занимаются компании более 20 стран мира. Первое место по количеству изобретений занимает Китай. Наибольшим территориальным охватом могут похвастаться США: американскими изобретателями оформлены патенты, охватывающие 24 различных юрисдикции. Следом идут Великобритания, Южная Корея, Норвегия, Индия и Япония.
Технологическое лидерство в разработке цифровых решений для «умных городов» в большинстве стран принадлежит телекоммуникационным гигантам. В некитайском сегменте рынка первое место по количеству патентов принадлежит компании Samsung, за ней со значительным отрывом следует Cisco, занимающаяся разработкой сетевого оборудования.
Китайские компании в основном осуществляют деятельность на территории КНР. Исключение составляют Huawei и Xiaomi, продукция которых представлена на мировом рынке.
Российский рынок привлекателен для иностранных компаний, таких как основные некитайские гиганты: Samsung, Philips и Ford, а также главные китайские: Xiaomi, Huawei и ZTE.
При этом на территории РФ зарегистрировано всего 115 патентных семейств, основная часть которых – публикации зарубежных компаний, решивших реализовывать свои изобретения за границей, в том числе в России.
Специалисты проектного офиса ФИПС рекомендуют российским компаниям выполнить патентную технологическую разведку зарубежных решений, которые представлены в РФ, а также анализировать опыт остальных лидирующих в этой отрасли стран и компаний.
В части стран уже определены первостепенные игроки, однако свободные рынки все еще встречаются. Разработчики нацелены в основном на 27 государств, следовательно, стоит обратить внимание на те, где технологии не настолько развиты.
«Умные» города мира
Deloitte описал более 1 000 пилотных версий «умного города» в мире. На их развитие выделяются огромные средства, Statista прогнозирует, что в 2023 году глобальные расходы достигнут 189,5 млрд долларов.
Ежегодно крупные исследовательские агентства, такие как PwC, Juniper Research, McKinsey, IMD и Сингапурский университет технологий и дизайна, публикуют рейтинги городов, которые, по их мнению, наиболее соответствуют понятию самого «умного» города будущего. Первые строчки рейтингов принадлежат Сингапуру, Нью-Йорку, Сан-Франциско, Лондону, Цюриху, Амстердаму, Копенгагену, Стокгольму.
В прошлом году IMD и Сингапурский университет технологий и дизайна включили в рейтинг «умных» городов Москву.
Расскажем подробнее, какие города являются «умными» и как они выглядят, используя современные технологии.
Сингапур
Город-государство с численностью населения 5,8 млн человек. Именно здесь начали испытывать передовые решения «умного города» и проработали практически все его направления. С 2017 года здесь действует государственная программа Smart Nation, направленная на максимально возможное использование информационно-коммуникационных технологий для повышения качества жизни жителей Сингапура.
Несмотря на высокую плотность населения, пробки в городе – достаточно редкое явление. Это связано с использованием «умного» транспорта в городе: беспилотных автобусов, шаттлов, такси. При этом все они функционируют в соответствии с разработанными правительством стандартами.
«Электронное правительство» – платформа CODEX (сингапурский аналог российских «Госуслуг») – позволяет гражданам города-государства быстро получать цифровые услуги. В их перечень входят поиск работы, регистрация новорожденных, устройство детей в детские дошкольные учреждения, информация о прививках и т. д.
Платформа «умного города» дает сингапурцам возможность не только получения, но и оказания необходимых услуг. Так, благодаря приложению MyResponder сотрудникам медучреждений поступает информация о людях, нуждающихся в медицинской помощи. Радиус действия приложения составляет километр от пострадавшего.
В случае, например, остановки сердца, когда счет идет на секунды, именно своевременно оказанная помощь сохраняет жизнь. Пожилые жители города имеют свои персональные кнопки вызова врача.
«Умные» сенсоры необходимы для обеспечения эффективной работы коммунальных служб. Например, смарт-счетчики передают информацию об использовании воды, снижая ее расход и сокращая время обнаружения прорывов и утечек.
Датчики, которыми оснащают фонарные столбы, определяют качество воздуха, уровень воды, количество осадков, распознают лица. Полученные данные обрабатываются и анализируются нейросетями.
Безопасность людей, отдыхающих в бассейнах и аквазонах, отслеживается специальными датчиками. Если кто-то начинает тонуть, информация незамедлительно передается спасателям.
Впрочем, Сингапур – единственный в своем роде «умный» город в 2022 году. Остальные мегаполисы, претендующие на звание Smart City, используют намного меньше технологических решений.
Амстердам
С 2009 года в Амстердаме действует проект Amsterdam Smart City. Инициаторами проекта выступили Amsterdam Innovation Motor и оператор электросетей Alliander, решившие сделать город углеродно-нейтральным.
На сегодняшний день концепция, включающая в себя более 200 проектов, объединяет свыше 70 субъектов, в том числе городские власти, компании и исследовательские учреждения. Один из проектов – Amsterdam Sharing City – направлен на оптимизацию расходования имеющихся ресурсов, повышение социальной сплоченности граждан и снижение социальной изоляции.
Кроме того, в стандарте «умного города» используется проект City-zen, благодаря которому жилые дома централизованно охлаждаются. Совместно с применением системы отопления City-zen на 80 % снижает выбросы в атмосферу диоксида углерода.
Сан-Франциско
В число «умных» городов мира также входит Сан-Франциско. За счет внедрения системы управления парковками SFpark с автоматическим списанием с привязанной банковской карты сумм за стоянку в городе решили проблемы пробок. На итоговую стоимость влияют район, время суток и день недели. Технология SFpark не только позволила сократить время на поиск парковочных мест, но и снизила загазованность воздуха.
Кроме того, Сан-Франциско – один самых зеленых «умных» городов мира. В нем принят закон, согласно которому 15 % площади каждого здания должно использоваться для размещения солнечных батарей. Лидирующая позиция в сфере чистой энергии – результат практики применения технологий «умного города».
«Умные» города в России
Развитие России в сфере смарт-технологий началось с принятия Минстроем в 2018 году стандарта «Умный город». К приоритетным направлениям «умного» города отнесены:
Пилотные проекты начали реализовываться в 19 городах 11 субъектов России. В рамках проектов предусмотрено внедрение технологий «умного города» в городскую инфраструктуру для повышения комфорта жителей и облегчения работы городских администраций, органов и организаций. Первоначально в списке Smart City числились Калуга, Великий Новгород, Пермь, Рязань, Ставрополь, Ульяновск, Челябинск, Чебоксары и др. К 2020 году стандарт реализовывался уже в 209 городах РФ.
Для оценки эффективности работы технологий «умного города» Минстроем совместно с МГУ был разработан интегральный индекс, призванный определять и оценивать процесс внедрения и эффективность цифровой трансформации городского хозяйства («IQ городов»). При помощи этого индекса Минстрой отслеживает, насколько эффективны проводимые в стране смарт-мероприятия.
Наиболее высокими баллами могут похвастаться «умные» города России: Москва (103,25), Воронеж (63,38) и Казань (60,93). Лидирующие позиции в отдельных группах заняли Белгород (75,75 балла), Щелково (73,25) и Дубна (64,78).
В особой экономической зоне «Иннополис» Минстрой России совместно с консалтинговой компанией DV-Consulting запустил работу лаборатории технологий «умного города» SMARTCITYLAB. Госзаказчики и разработчики smart-технологий испытывают проблемы в общении и завязывании деловых контактов.
Лаборатория «Иннополис» создана, чтобы собирать базу инновационных решений, которые в дальнейшем внедряются в системы развития «умных» городов, а также помогает стартапам, работающим в сфере smart-разработок искать клиентов и дорабатывать свой продукт.
Для повышения эффективности развития проектов и компонентов «умных городов» в работе «Иннополиса», помимо институтов развития и государственных структур, задействован также бизнес. Благодаря их взаимодействию и сотрудничеству возможности тестирования «умных» систем расширились, поскольку технологии задействованы не только в работе государственных органов и структур, но и в деятельности предпринимательского сектора.
Участвовать в первом потоке проекта пожелали больше 200 команд-разработчиков. До финала дошли 10 проектов. Почти два месяца длилась работа, в которой принимали участие ведущие специалисты в области инновационных решений. В процессе дорабатывались идеи, перестраивались бизнес-планы, полностью менялись заявленные к участию продукты.
По окончании первого потока финалисты совместно с компаниями «Ак Барс Девелопмент», ОЭЗ «Иннополис», «Транспортные инновации Москвы», «Цифровой Петербург» и Центром развития городской среды Томской области запустили 10 пилотных проектов.
Отличительными чертами «Иннополиса» являются открытость и доступность материалов по системам «умный город». Любой человек, которому интересны smart-технологии, может ознакомиться с ними.