Что такое концепция смарт сити
Как устроены «умные» города в России и в мире
«Умные» города: мировой опыт
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.
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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:
Садоводство на крышах.
Озеленение окон и балконов.
Зеленые стены и вертикальное озеленение.
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:
Использование энергосберегающих приборов.
Стирка одежды в холодной воде и отказ от активной сушки.
Установка интеллектуальных термостатов.
Принятие более холодного, более короткого душа.
Снижение температуры на водонагревателях.
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:
Имеют цели, выходящее за рамки простого получения прибыли.
Учитывают свое влияние на все элементы бизнеса, а не просто соблюдают интересы инвесторов и владельцев.
Ведут себя с менталитетом «мы».
Целенаправленно культивируют культуру доверия, заботы и сотрудничества.
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
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:
Развертывание систем, которые могут определить, когда люди курят в запрещенных местах.
Системы, которые могут определить, когда люди мусорят из высотных зданий
Датчики, которые могут отслеживать плотность скопления людей и движение зарегистрированных автомобилей.
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:
Оплата счетов за коммунальные услуги.
Возможность сообщить о нарушении.
Отслеживание статуса визы.
Барселона
Барселона экономит миллиарды долларов в год, устанавливая интеллектуальные энергетические системы, такие как:
Умные уличные фонари, освещение, которыми адаптируется к активности на улице.
Датчики парковки предоставляют в приложении информацию в режиме реального времени, где можно найти свободные парковочные места.
Датчики мусора и автоматизированный сбор мусора.
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.
Технологии «умных» городов и прогнозы их развития Статьи редакции
Основатель стартапа по трубопроводной перевозке Maxitube Максим Зябкин о том, на каких социальных сферах отразятся первые изменения.
Сегодня город переживает глобальную трансформацию. Развитие требует создания инфраструктуры, основанной на интеллектуальных сетях. Технологии должны стать базой для новых городов и органично интегрироваться в существующие. Решить эти задачи можно благодаря концепции комплексного подхода Smart City.
«Умный город» — концепция интеграции информационных и коммуникационных технологий для управления городским имуществом. Они призваны сделать жизнь людей лучше и удобнее: повысить уровень комфорта, качество и эффективность обслуживания, снизить расходы и потребление ресурсов. В общем, подразумевают оптимизацию всей жизни города.
Консалтинговое агентство Jones Lang LaSalle составило рейтинг тридцати наиболее динамично развивающихся городов и агломераций мира, более половины которых расположены в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В области создания новых «умных» городов география примерно та же.
Эко-город Тяньцзинь — плод сотрудничества Китая и Сингапура, один из первых и достаточно успешных проектов такого типа. Для строительства специально был выбран сильно загрязненный участок без доступа к пресной воде.
Инфраструктура включает в себя множество «умных» решений: альтернативное энергообеспечение, оборотное водоснабжение (почти как на космических станциях), опреснение морской воды, переработку отходов, создание транспортной сети без участия моторизованного транспорта, системы видеонаблюдения, контроля качества воздуха и многое другое. В реализации участвуют многие крупные компании: General Motors, Philips, Envac, Bosch Group и другие.
Не менее амбициозный проект — эко-город Масдар (ОАЭ). Его реализация началась в 2006 году. По задумке создателей город будет полностью обеспечиваться за счёт солнечной энергии и других альтернативных источников с минимальными выбросами углекислого газа.
Масдар — город без автомобилей, в нём создана система беспилотного электрического транспорта под названием Personal rapid transit (PRT). Движение официально запущено в ноябре 2010 года. Маршрут пролегает между двумя ключевыми точками города и составляет около 1,4 км.
Создатели утверждают, что надёжность и безопасность транспортных средств (шестиместных капсул CyberCabs) достигает почти 100%. Роботизированные капсулы могут следовать друг за другом с минимальным интервалом в 3-4 секунды без риска столкновения.
Сегодня в Масдаре живут около 300 человек, почти все — аспиранты местного Института науки и техники. На работу ежедневно приезжает менее 2 тысяч человек, хотя ожидалось, что это число будет в 20 раз больше. Но создатели проекта не оставляют надежды на его полную реализацию и уверены, что нынешнее положение дел исправится.
Консалтинговое агентство Navigant Research выделяет пять основных составляющих «умного» города:
Smart Buildings — здания, в которых все инженерные и информационные системы интегрированы в единую систему управления (BMS — building management system).
Благодаря ей возможно межсистемное взаимодействие. Например, подготовка системы отопления здания к началу рабочего дня, управление мощностью работы вентиляционной установки в зависимости от температуры, количества людей в помещении и качества воздуха, автоматический переход в энергосберегающий режим при отсутствии в здании людей и так далее.
Smart Government — использование информационных технологий для предоставления государственных услуг широкому кругу лиц и оптимизации работы различных департаментов.
Smart Transportation — интеллектуальные транспортные и логистические системы. Мониторинг и управление трафиком, оплата дорожных сборов, реагирование на чрезвычайные ситуации, интеллектуальная парковка и интегрированное управление светофором, построение «умных» сетей логистики.
Во многих городах мира применяется система управления спросом на электроэнергию — Demand Response. Она позволяет снижать потребление электроэнергии в периоды высокой нагрузки. При подключении к системе пользователь получает стимулирующие скидки.
Участвовать в программе могут не только граждане, но и коммерческие организации и производства. Например, американский Walmart благодаря оснащенности магазинов системами интеллектуального учета занимает лидирующее место в управлении спросом энергосбережения в США.
Система управления потреблением (energy management system, EMS) реагирует на сигнал о необходимости разгрузки согласно заданному алгоритму. В зависимости от других показателей в конкретном помещении система воздействует на системы вентиляции и кондиционирования, освещение и холодильное оборудование.
Объем мощности Demand Response в мире в 2016 году составил 39 ГВт, 28 ГВт из них пришлось на территории Северной Америки. Предположительно, мировой объем Demand Response к 2025 году достигнет 144 ГВт. Российская Госдума планирует принять закон об «умных» электросчётчиках весной 2018 года.
В марте 2017 года компании Huawei, Shenzhen Water и China Telecom запустили первый в мире коммерческий проект Smart Water («умное водоснабжение») в Шэньчжэне. Компании полностью обновили систему водообеспечения, установив около 1,2 тысяч интеллектуальных счетчиков потребления воды на базе технологии узкополосного интернета вещей (NB-IoT).
Система позволяет анализировать схемы потребления, избегать утечек, повышает эффективность циркуляции воды и оптимизирует использование ресурсов. Жители же получают удобный доступ к услугам коммунального хозяйства.
По прогнозам Navigant Research, сектор Smart Water в ближайшие пять лет покажет самый активный рост из-за высоких рисков в показателях качества воды, её стоимости и доступности.
Системы вроде отечественных «Госуслуг» существуют во многих странах. Фактически это инструмент для оказания услуг бизнесу и гражданам через интернет. Основаны такие системы на централизованных базах данных с использованием различных приложений для связи с веб-интерфейсами.
Появление блокчейн-технологий даёт принципиально новые возможности для развития электронного правительства (eGovernment). Предельная защищённость информации делает данные, занесённые в систему, достовернее любой бумаги с подписями и печатями.
Смарт-контракты позволяют автоматизировать операции с данными и задавать алгоритмы их выполнения согласно нормативным актам. Пока реализация этих задумок осложняется юридическими и другими аспектами. Но это вопрос времени. Например, правительство Дубая планирует внедрить блокчейн-технологии в государственный сектор к 2020 году.
Сектор охватывает большое количество различных технологий. Но наиболее интересна и перспективна сфера развития транспортных и грузовых перевозок. Проекты находятся в масштабной стадии прототипа и нигде в мире ещё не применяются на практике. Ниже представлено несколько флагманов направления.
Пожалуй, самый известный и популярный пример в нише. Hyperloop One — проект скоростного вакуумного поезда. Для передвижения алюминиевых капсул по трубопроводу планируется использовать магниты и мощные вентиляторы.
Сейчас проект находится в стадии работающего прототипа. Ожидается, что в 2020 году он будет протестирован на грузоперевозках. Обслуживание пассажиров начнется в 2022 году.
Пионер в транспортировке дронами — это Amazon с проектом Prime Air. Идея такой доставки в её полной автономии — дроном управляет интегрированная электроника. Максимальная масса груза сегодня — 2,4 килограмма. Проект находится в стадии тестирования пилота.
Технология воздушной доставки сталкивается с ограничениями из-за правил воздушного передвижения, проблемами использования в густонаселенных районах и потенциальных несанкционированных «перехватах» дронов. Несмотря на это, по прогнозам DHL, в ближайшие пять лет сфера будет активно развиваться.