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:
- высокую ориентированность на население, бизнес-сегмент, трудящихся и туристов;
- отличную управляемость;
- доступность для жителей, готовность к новым предложениям;
- открытый доступ к информации о деятельности руководства города;
- защиту персональных данных;
- интеграцию служб и инфраструктуры;
- проактивность в процессе обучения и развития населения.
Сущность идеального smart city можно представить следующим образом: ключевая роль отводится операционному центру, собирающему данные со всех систем с целью отфильтровать, отсортировать и проанализировать их. После этого результаты отображаются на городской панели управления. Иными словами, жителям становится доступна информация обо всех ресурсах, системах мегаполиса и проводящихся в нем работах с возможностью более глубоко и подробно ознакомиться с данными.
Совершенный мир предполагает именно такое олицетворение умного города. Однако в настоящее время ни один из городов планеты не смог этого добиться. По мнению экспертов, главной причиной является отсутствие единой системы, с помощью которой производились бы сбор и анализ информации. Данные накапливаются с помощью различных приборов: смартфонов, навигационных и поисковых систем. Как правило, полученную информацию очень тяжело использовать на единой платформе.
Преимущества умных городов
Специалисты по аналитике из Smart Cities Connect утверждают, что в ближайшие 10–15 лет внедрение проекта «Умный город» будет способствовать прогрессированию большинства сфер городской жизни, подразумевая совершенствование таких из них:
- Общественная безопасность. Применяя системы отслеживания преступлений, основанных на видеоаналитике и определении подозрительных звуков и шумов, на 30–40 % получится уменьшить число хищений, случаев разбоя, краж и убийств.
- Социальные службы. Оптимизировав трафик и освещение улиц, можно на 20–35 % сократить время, требующееся скорой помощи, пожарным и полицейским, чтобы доехать до нужной точки.
- Потребление ресурсов. На треть можно уменьшить затраты воды и электроэнергии, на 10–15 % снизить объем губительных для атмосферы выбросов.
- Социальная жизнь. Население получит больше возможностей для активного участия в городской жизни с помощью специальных приложений.
- Транспортная система. Людям удастся на 15–30 минут сократить время, необходимое на дорогу на работу или домой.
11 технологий, которые делают города умными
Благодаря единой базе данных появится возможность сопоставлять и применять различную информацию тогда, когда возникнет необходимость. В частности, при обращении в службу спасения будет известно местоположение человека, больница сможет получить данные из медкнижки пациента. В случае уличной стрельбы полиция сразу получит сигнал и изображение подозреваемого с камер наблюдения.
Специализированная программа, основанная на концепции умного города, может объединять в себе всю необходимую населению информацию. С ее помощью можно осуществить вызов такси, произвести оплату счетов, сообщить администрации о яме на дороге, выяснить, где в настоящий момент наблюдаются дорожные заторы, найти свободное место на парковке. Похожим приложением уже пользуются жители Чикаго.
Технологии Tesla, Uber и Google уже готовы к использованию на дорогах. Беспилотные автомобили смогут считывать дорожную разметку, что даст им преимущество перед транспортными средствами с ручным управлением. В умном городе система транспорта может быть построена так: беспилотные автомобили будут собраны в единую сеть, что позволит прокладывать более безопасные маршруты, ориентируясь на взаимное местоположение. Кроме того, беспилотным автомобилям будет заблаговременно доступна информация о ДТП и свободных парковочных местах.
Американским обществом интеллектуального транспорта было выявлено, что 30 % дорожных заторов обусловлены длительным поиском автомобилистами парковочных мест. Специальное приложение может сделать этот процесс более быстрым. С помощью встроенных датчиков время стоянки измеряется с точностью до секунды, оплата с карты производится автоматически. Такая сенсорная система для парковки уже применяется в США и Европе – первыми стали использовать ее Канзас-Сити и Париж.
Как правило, включение уличных фонарей происходит при наступлении темноты. Однако в умном городе все может происходить иначе. К примеру, дорожное освещение в американском Сан-Антонио после дождя становится более ярким. Это позволяет улучшить видимость, когда на дороге возможны заносы.
Концепция умного города предусматривает заботу об экологии, вследствие чего практически все проекты учитывают альтернативные способы добычи электроэнергии. Использование городских и частных солнечных батарей считается рациональным решением. К примеру, в Фудзисава каждый дом оборудован такими панелями.
В Чикаго уличные фонари оборудовали камерами с высоким разрешением с целью обеспечить безопасность в многолюдных местах. В Сан-Антонио обустроили специальные будки с такими камерами, где могут отметиться судимые граждане без посещения здания суда.
Технологии умного города предоставляют жителям не только интервалы движения общественного транспорта. К примеру, на московских остановках установлены специальные табло, отображающие время до прибытия нужного автобуса. «Яндекс.Транспорт» также отображает местоположение и перемещение автобусов, трамваев и т. 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.
Термин «умный город» (англ. smart city) появился в США в конце 1990-х как результат слияния двух трендов — урбанизации и цифровой революции. Тогда многие люди мигрировали в мегаполисы, повышали свой уровень жизни и постепенно привыкали получать товары и услуги через интернет. Однако приток новых жителей перегружал городскую инфраструктуру, жить в перенаселенном мегаполисе было некомфортно. Власти и частные поставщики услуг столкнулись со сложной задачей: как поддерживать и совершенствовать городскую среду, чтобы снова сделать ее удобной? Одновременно с этим городское управление хотело снизить издержки и повысить эффективность своей работы, используя новые технологии.
Официально идею создания умного города впервые сформулировала компания IBM в 2008 году, когда представляла свою инициативу Smarter Planet. Смысл концепции прост: каждый участник городской среды должен чувствовать себя комфортно. Людям должно быть удобно в ней жить, бизнесу — развиваться, а чиновникам — управлять всеми городскими процессами.
Развитие концепции и примеры внедрения
В 2014 году ООН сформулировала определение концепции smart city и запустила проект «Объединенные умные города». А в 2015-м Генеральная Ассамблея ООН включила безопасность и жизнестойкость населенных пунктов в список целей устойчивого развития. В России тренд поддержали в 2017 году, добавив новое направление в нацпроект «Цифровая экономика».
С момента появления концепция умного города была реализована в десятках городов. На практике каждый такой проект начинается с внедрения информационно-коммуникационных технологий во все процессы. Компания Grand View Research подсчитала, что к 2025 году объем рынка решений smart city достигнет 2,5 трлн долларов. Рейтинг «Smart City Index 2020» назвал Сингапур, Хельсинки и Цюрих самыми умными городами в мире. Но некоторые мегаполисы остаются в списке самых технологичных уже много лет.
Барселона — лучший пример смарт-города. Власти мегаполиса начали цифровую трансформацию в 2012 году и всего за три года превратили его в один из самых умных городов на планете. Проект Smart City Barcelona собирает разнообразные данные при помощи датчиков, обрабатывает полученную информацию и дает свободный доступ к результатам анализа. Несмотря на изначальные протесты местных жителей против дорогостоящих нововведений, инициатива оправдала вложенные в нее средства.
Амстердам начал разрабатывать онлайн-платформу Amsterdam Smart City еще в 2009 году. Сегодня она включает 170 проектов по восьми направлениям, которые разрабатывали как жители и бизнес, так и власти. Их главная цель — «научить» информационную систему города моментально принимать решения. На сегодняшний день онлайн-платформа помогает направлять транспортные потоки, контролирует освещенность улиц, подсчитывает расход электричества и решает множество других задач.
Сингапур с 2014 года реализует программу Smart Nation. Ее основа — внедрение систем сбора данных не только о мегаполисе, но и о его жителях. Датчики и камеры расположены даже в домах. Такая система позволяет контролировать почти все сферы жизни: общественный транспорт, загрязнение улиц, объем потребления воды и пр.
Как работают умные города
Умный город — живая система, все процессы в которой контролируются, оптимизируются и анализируются. В итоге жители и бизнес чувствуют себя комфортно и безопасно, что дает лучший результат их работы и помогает разумно распределять ресурсы.
Сервисы — фундамент жизни умного города. Они помогают упростить сложные задачи. Например, перенос сервисов из категории государственных услуг в онлайн помогает жителям оплатить счета и штрафы, записаться к врачу или получить справку без посещения соответствующих служб. Электронные сервисы экономят время пользователей, помогают оптимизировать количество сотрудников на местах и собирают данные для анализа. Также существуют решения, которые вовлекают жителей города в управление городской средой. С их помощью они могут голосовать, оставлять заявки о происшествиях и предлагать свои идеи по благоустройству. Такие сервисы значительно повышают качество жизни.
Цифровые технологии помогают совершенствовать все процессы. ИТ-инфраструктура города — сложная система, которая состоит из датчиков, сенсоров, камер и компьютеров. Эти системы собирают огромное количество данных для обработки и хранения. Анализ данных помогает решать ежедневные проблемы города не только быстрее, но и эффективнее. Например, отслеживать загруженность дорог, парковок или заполненность мусорных баков.
Безопасность жителей — приоритетная цель создания смарт-города. Снизить уровень преступности помогают новые технологии на базе искусственного интеллекта и машинного зрения. Системы распознавания лиц и умные камеры видеонаблюдения уже используют во многих мегаполисах. Новые алгоритмы опознают даже людей с частично закрытыми лицами. Но безопасность жителей зависит не только от уровня преступности, но и от обстановки на дорогах. Системы анализа данных, метеодатчики и умные светофоры помогают снизить число аварий и контролировать транспортные потоки.
Трудности внедрения
Одна из трудностей на пути к созданию умного города — большое количество разрозненных систем. Несмотря на тщательную подготовку, анализ и разработку концепции, очень сложно объединить массивы данных от разных сервисов для поддержки принятия решений. Кроме того, существует и ряд других сложностей.
Недостаток средств. Отчет компании Smart Cities World показал, что отсутствие финансирования — главное препятствие на пути к цифровизации городов. Внедрение концепции умного города подразумевает создание умной инфраструктуры. Властям нужно купить сотни смарт-устройств для сбора данных, модернизировать городскую инфраструктуру, нанять специалистов для внедрения и технического обслуживания системы. Смарт-города экономят много средств, но на их создание нужно еще больше. Решением может стать постепенное внедрение подсистем умного города. Начать можно с тех, которые позволяют экономить больше средств или приносят очевидную моментальную пользу, например ЖКХ.
Нехватка опытных специалистов. Чтобы подготовить рабочую стратегию, определить направления внедрения технологий и управлять этими инструментами, нужны квалифицированные технические специалисты. В поиске и найме сотрудников властям приходится конкурировать с большим количеством частных компаний. Поэтому при выборе готовой платформы нужно выбирать ту, работе с которой можно обучить любого. Тогда сложные единичные задачи смогут выполнять специалисты на аутсорсе, а город будет тратить средства на обучение кадров.
Проблема обработки и безопасности данных. Огромные массивы информации, полученные от всех систем смарт-города, нужно где-то хранить и обрабатывать. Городу приходится платить за размещение серверов, систем хранения данных и услуги облачных провайдеров. Кроме того, властям необходимо гарантировать жителям сохранность их приватных данных. Для этого важно использовать надежные системы и провайдеров и уделять внимание работе отдела информационной безопасности.
Итог
Реализация концепции умного города — сложная многоуровневая задача. Перед тем как начать масштабную цифровизацию, властям и населению стоит ответить на три вопроса: «Зачем? Как? Что?» Первый вопрос поможет найти и обозначить цель изменений. После «зачем» необходимо разработать стратегию, понять, как именно будет протекать процесс. Ответ на последний вопрос даст понять, на что именно будут нацелены изменения.
Умные города дают городским властям доступ к большим объемам данных, что упрощает решение многих проблем. Каким бы сложным ни был процесс внедрения изменений, в итоге он делает жизнь в смарт-городах безопаснее и удобнее.
Представить себе жизнь без возможности вызвать такси одним нажатием на экран, оплатить ЖКХ за утренним кофе, приложить телефон для оплаты в супермаркете или записаться к врачу, минуя очередь в регистратуре, вполне возможно, ведь совсем недавно мы жили без всего этого. Тем не менее стоит нам пару раз воспользоваться современными решениями, значительно упрощающими бытовые процессы, как отказываться от них мы уже не хотим. О том, как технологии меняют жизнь горожан, размышляет архитектор, урбанист, руководитель направления «Искусственный интеллект для городов» и civic-tech продуктов КБ «Стрелка», участник фестиваля Russian Creative Week
Технологичность и комфорт
Словосочетание «умный город» давно стало общим местом в дискурсе городских планировщиков и урбанистов. Каждый вкладывает в это выражение свой смысл. На мой взгляд, «умным» можно назвать любой город, в котором жители пользуются интернетом и смартфонами, так как основная часть цифровых технологий, делающих жизнь современного горожанина комфортнее, функционирует на базе приложений. Мы используем приложения, чтобы вызвать такси, записаться к врачу, забронировать столик в ресторане или найти машину для каршеринга. Часто умные города изображаются со множеством датчиков, камер, многофункциональными светофорами — технологиями, которые можно увидеть и потрогать. Однако они не обязательно выглядят так — значительная часть цифровой инфраструктуры может оставаться незаметной для пользователя.
Сами по себе технологии не имеют большой ценности — важно то, насколько они помогают горожанам чувствовать себя комфортнее.
Если изучить рейтинг наиболее комфортных для жизни городов, то можно заметить, что, например, Копенгаген, Вена, Ванкувер ежегодно входят в топ, однако это далеко не самые цифровизированные города. Составители рейтингов обычно подходят к оценке комплексно — оценивают, насколько благоприятна в городе окружающая среда, развито здравоохранение, образование и инфраструктура для горожан. Поэтому между тем, насколько развиты технологии, и тем, насколько город комфортен для жизни, прямой взаимосвязи нет.
Тем не менее, конечно, технологии важны — они могут существенно расширить возможности горожан, если применяются профессионально и учитывают локальные особенности и запросы жителей.
Кто делает города «умнее»
Чтобы в результате применения тех или иных технологий города становились комфортнее, важно проводить исследования и, главное, опрашивать пользователей — горожан. Жители не всегда могут рассказать, чего конкретно они хотят. Однако часто они могут сформулировать общий запрос, с которым можно работать. С такими запросами давно и успешно работает бизнес. Возьмем, например, электросамокаты, которые совсем недавно появились в городах России, но уже стали привычным явлением для жителей, а также предметом общественных дебатов. Разумеется, до их появления жители не формулировали конкретный запрос на появление электросамокатов. Однако им нужна была альтернатива автобусам и метро. Компании попробовали удовлетворить эту потребность с помощью электросамокатов — и попали в точку.
Российские реалии
Помимо сервисов городской мобильности, в российских городах развиваются цифровые госуслуги, благодаря которым записаться к врачу, в ГИБДД и остальные государственные учреждения сегодня можно онлайн. В России, где жители привыкли к очередям при оформлении документов, это действительно воспринимается как прорыв.
Москва задает высокую планку цифровизации, но есть сферы, где технологии приживаются очень медленно. Например, цифровые проекты в таких сферах, как ЖКХ или экология, пока развиваются довольно медленно. Также в области АЕС (architecture, engineering, construction) инновации адаптируются в основном в процессы проектирования, а в самом строительстве цифровые технологии до сих пор развиты очень слабо. И это я не говорю об экономической стороне вопроса.
Сегодня в российских городах мы в нашей компании привлекаем жителей к разработке проектов городского развития с помощью цифровой платформы. Так, мы организовали онлайн-голосование в Саратове, где жители выбирали, какими они бы хотели видеть территории в центре города. В рамках другого проекта мы собирали запросы студентов на тему того, что должно быть в студенческих кампусах в семи крупных городах — Санкт-Петербурге, Перми, Новосибирске, Ростове-на-Дону, Нижнем Новгороде, Томске и Тюмени.
Помимо собственных разработок, мы используем и другие инструменты анализа для благоустройства городов в регионах. С помощью моделей компьютерного зрения наши специалисты анализировали популярные общественные пространства. Используя анализ спутниковых снимков и компьютерное зрение, мы определяли расположение пешеходных переходов, набережных и других объектов для построения карт пространственной связанности городов. Это помогло разработать туристические маршруты для мастер-планов Кисловодска и Сахалина.
Должны, но не готовы
Недавно российские города получили дополнительный стимул внедрять цифровые технологии: в декабре прошлого года Минстрой утвердил концепцию проекта цифровизации городского хозяйства «Умный город».
Проект «Умный город» реализуется в рамках национального проекта «Жилье и городская среда» и национальной программы «Цифровая экономика». В него включены мероприятия по городскому управлению, умному ЖКХ, транспортной инфраструктуре, инфраструктуре систем связи и так далее. Также там прописаны приоритетные направления и установлены сроки для реализации проектов.
Однако стремление к цифровизации нередко разбивается о городские бюджеты. К примеру, есть компании, которые готовы установить датчики автоматического освещения в городе бесплатно, но при этом операционные расходы за электричество, содержание датчиков и светильников придется внести в бюджет города, который не готов брать на себя обслуживание дорогостоящего оборудования. Небольшие города попадают в непростую ситуацию: мотивация есть, а ресурсов на воплощение проектов в жизнь не хватает.
Искусственный интеллект
Среди различных цифровых технологий, которые используются в проектах городского развития, следует обратить внимание на искусственный интеллект. В отличие от других сфер, например FinTech или медицины, ИИ в сфере городского развития только набирает обороты.
Качество и полнота данных о городах оставляют желать лучшего, их сложно собирать, часто они никак не структурированы. В то же время данные, которые можно закупить у бизнеса, стоят миллионы рублей. Однако обработка таких данных открывает большие возможности для городов.
Например, в КБ «Стрелка» мы используем компьютерную лингвистику для работы с запросами горожан. Начиная проект в том или ином городе, мы анализируем соцсети, чтобы понять особенности территории: как местные жители проводят досуг, какие у них предпочтения в еде, транспорте, чего в городе не хватает, а чего в избытке, с какой эмоциональной окраской люди об этом говорят, какие идеи, места, компании, организации обсуждают. Так складывается общая картинка о городе, исходя из которой мы понимаем, какие проекты будут уместны, а какие — не очень.
Другой метод — сбор обратной связи от горожан. Мы проводим исследования для решения конкретной задачи с помощью сбора идей и предложений в формате опросников или, например, краудсорсингов. Сейчас мы научились собирать данные о шумовом загрязнении города через чат-бот. Каждый житель города может помочь создать карту шумового загрязнения, отправляя сведения о районе, где он находится, благодаря чему отпадает необходимость использовать сторонние датчики.
С компьютерной лингвистикой мы работаем на разных языках и в разных масштабах. В 2018 году мы проанализировали около 40 российских городов, чтобы понять, в чем недостатки современных общественных пространств, разработали чат-бота для жителей Еревана на армянском языке, который отправлял анекдоты и истории про популярные сцены из фильмов, снятые в городе, что мотивировало людей продолжать общение. Также мы разрабатывали платформы для проектов на Ближнем Востоке на арабском, французском и английском языках.
Недавно мы создали индекс туристической привлекательности для всех регионов России. Для этого проанализировали 6,5 миллиона сообщений в соцсетях, так или иначе связанных с туристической привлекательностью российских регионов, изучили популярные места и мероприятия. У нас получились интересные результаты: регионы, в которых есть особая региональная идентичность, выбиваются в лидеры по туристической привлекательности, несмотря на то что часто там проблемы с инфраструктурой. Благодаря результатам исследования, каждый регион может увидеть свои сильные стороны и зоны роста, развитие которых поможет привлечь больше туристов и поддержать экономику региона за счет развития туризма.
Скептицизма не миновать
Практически ко всем решениям, которые внедряются с помощью цифровых технологий, люди привыкают очень быстро — бывает, что за несколько месяцев технология становится настолько привычной, как будто существовала всегда. Причем сначала жители часто относятся к той или иной идее скептически, но потом оказывается, что без нее уже в городе жить не хочется. Сейчас, например, «Яндекс» активно тестирует беспилотное такси — посмотрим, как на это будут реагировать горожане.
Развитие технологий не является благом априори. Характерно, что уже сегодня мы можем наблюдать жаркие дебаты об электросамокатах или работе курьеров в службах доставки. Эти вопросы выходят за пределы сугубо технических. Как и любые изменения в городской среде, цифровизация оказывает комплексный эффект на будущее города. В технологиях кристаллизуется современная система социальных отношений — поведенческие паттерны, социально-экономические и политические проблемы. Поэтому, несмотря на развитие технологий, круг вопросов, который заботит современных городских планировщиков и урбанистов, остается прежним — горожанам нужно договариваться, как жить вместе так, чтобы всем было комфортно. Мы по-прежнему имеем дело с правом на город (это понятие впервые использовал Анри Лефевр более 50 лет назад). Просто теперь реализовать, защитить и расширить свои права горожане могут с использованием новых цифровых технологий.
Цифровая трансформация – важнейшее направление развития многих сфер деятельности. Использование современных средств сбора и обработки информации позволяет увеличить скорость и повысить качество принимаемых решений как в бизнесе, так и в государственном управлении. Кроме того, цифровая трансформация позволяет существенно сократить транзакционные издержки и создает основу для появления новых продуктов и процессов. В последние годы во многих регионах России приняты стратегические документы в области цифровой трансформации отраслей экономики, социальной сферы и государственного управления. Большое внимание в этих документах уделяется цифровизации развития городской среды. Под цифровизацией городской среды при этом понимается внедрение информационных систем в процессы управления хозяйственной деятельностью города с целью повышения качества жизни населения. Другой важной целью цифровизации городского хозяйства выступает повышение эффективности деятельности городских служб и органов власти.
Воспользуйтесь нашими услугами
Подходы к цифровизации городской среды
- Индустриальный город (1850–1930 гг.)
- Информационный город (1930–1980 гг.)
- Цифровой город (1980–2010 гг.)
- Умный город (2010–н. в.)
На этапе формирования индустриальных городов создается экономическая основа для внедрения цифровых технологий. В этот период технологические инновации обеспечивают рост эффективности производства. Индустриальная функция города существенно меняет городскую среду и способы управления ею.
Основой для возникновения информационных городов становится рост значимости информации как экономического и управленческого ресурса. На этом этапе растет доля наукоемких отраслей, а к его концу в практику управления производством и городской средой начинают активно внедряться информационно-коммуникационные технологии. Ключевой особенностью этого этапа становится появление информационных моделей городов.
Если на этапе информационного города основными пользователями информации выступают управляющие структуры, то развитие цифрового города предполагает вовлечение в процессы управления городской средой жителей. В связи с этим расширяется присутствие городских властей в глобальной сети, возникают цифровые платформы, обеспечивающие взаимодействие граждан и органов власти, переводятся в электронный вид муниципальные услуги. Часть задач управления городской средой и повышения качества жизни решается при непосредственном участии граждан.
- снижение антропогенного воздействия на окружающую среду;
- создание условий для комфортного проживания;
- повышение эффективности использования городских ресурсов. Кроме того, отмечается важность развития институциональной среды.
- модуль обращений;
- модуль голосований;
- модуль предложений;
- модуль доступа к открытым данным;
- модуль доступа к сервисам городских служб;
- модуль доступа к технологиям информационного моделирования.
Данная структура может служить основой для оценки и сравнения различных платформ.
- высокая стоимость оборудования и разработки программных продуктов;
- административные барьеры;
- недостаток квалифицированных кадров для создания и обслуживания цифровых систем;
- сложность сопряжения с существующей инфраструктурой;
- отсутствие системы показателей эффективности цифровизации городской среды.