Smart Cities – Happy Citizens, или что такое «умные города»

«Умный город» – это тот город, в котором созданы условия для роста человеческого капитала. Основной разработчик технологических решений для smart city, компания IBM, характеризует «умный город» следующими качествами:

– оснащенность

Способность получать различную информацию о жизни и инфраструктуре города в режиме реального времени, с помощью датчиков, сенсоров, смартфонов и ПК.

– объединенность

Возможность интегрировать информацию на цифровых порталах, обеспечивая единый доступ различным городским службам.

– интеллектуальность

Анализ полученной информации посредством сервисов advanced analytics, моделирования, оптимизации и визуализации для реализации наилучшего сценария.

Можно выделить следующие элементы инфраструктуры smart city:

Управление водоснабжением и энергоснабжением – умное ЖКХ;
Управление отходами;
Обеспечение мобильности граждан внутри города – повышение эффективности использования дорог;
Цифровизация и cоздание среды для легкой взаимосвязи и обмена информацией между гражданами;
Участие граждан в управлении городом – электронное правительство;
Охрана окружающей среды – создание «зеленых» кварталов;
Обеспечение безопасности граждан;
Доступное электронное образование и здравоохранение.

Чтобы понять, какие технологии востребованы больше других в процессе построения цифровых городов, можно посмотреть статистику запатентованных продуктов. Полный отчет о самых актуальных технологиях можно посмотреть здесь.

Первое место занимает мониторинг передвижений с помощью RFID. Разработка принадлежит компании KT Corporation, крупнейшему провайдеру телекоммуникационных услуг в Южной Корее. В основе метода – отслеживание положения движущихся объектов с помощью радиочастотной метки (RFID) и систем связи (беспроводной, мобильной или фиксированной).

Носимые RFID могут быть использованы в рабочей одежде, машинах или инструментах персонала, обслуживающего городские инфраструктуры. Кроме того, технологию можно применить для учета и управления доступом на объекты.

Система движущихся беспроводных сетей находится на втором месте. Авторы системы – американский стартап Veniam. Точки беспроводного доступа помещаются на различные транспортные средства, в том числе – городской общественный транспорт, машины коммунальных служб, такси и дроны. Преимуществом использования такого метода является то, что транспорт имеет бортовой источник питания и высокую плотность распределения по городу. Динамическая конфигурация движущихся сетей в реальном времени адаптируется к нагрузке, алгоритмы могут повысить пропускную способность сетей и снизить затраты на обслуживание.

Следующая идея, созданная американской компанией Qualcomm, способствует внедрению телеметрических сетей для IoT. В ней заложен принцип построения mesh-сетей (ячеистых сетей), в которых узлы соединяются по системе «каждый с каждым». Такой метод сложен в настройке, однако обеспечивает высокую степень отказоустойчивости. В результате большое количество связей гарантирует большой выбор маршрута следования трафика, и обрыв одного соединения не будет влиять на работу всей сети.

Четвертое место у контента для дополненной реальности. Группа компаний Samsung запатентовала способ предоставления контента для AR, электронное устройство и систему, которые адаптированы к этому способу. В разработке используются данные с внешнего электронного сенсора. Эта информация позволяет идентифицировать объект, определить его местоположение и свойства. Содержание дополненной реальности обновляется при движении устройства. Изобретение Samsung будет полезным «умному городу» при строительстве и отслеживании муниципальной инфраструктуры, опознании объектов и анализе их состояния.

Последняя технология в нашем списке – передача данных через видимый свет. Компания Intel разработала передающие системы, использующие видимый свет (в том числе инфракрасный и ультрафиолетовый). Проект предназначен для транспортной сферы – машины, находящиеся в одном потоке, смогут обмениваться информацией для предотвращения аварий. Основная идея VLC (Visible Light Communication) состоит в преобразовании яркости и частоты мерцания света информационным сигналом, незаметным для человеческого глаза из-за высокой частоты. Intel предлагает в качестве передатчиков использовать задние фары автомобилей, а принимать информацию будут фронтальные фары или специальные фотодатчики на машинах.

Кроме перечисленных технических решений, активно применяются технологии IIoT (промышленного Интернета вещей), цифровых двойников, искусственного интеллекта, VR и грузовых беспилотников. Данные инновации служат драйверами развития цифровой и экономической трансформации государств.

История формирования и перспективы развития концепции Smart city

По данным аналитиков MarketsandMarkets мировой рынок умных городов вырастет до $717 млрд к 2023 году. Основными факторами станут увеличение правительственных инициатив и распространение интеллектуальных технологий. Стимуляция роста рынка будет происходить за счет развития технологий 5G и NB-IoT. Ожидается, что самую большую долю рынка умных городов до 2025 года будут занимать интеллектуальные услуги для граждан.

А что у нас?

Оказывается, можно проехать 100 км от столицы и попасть в пилотный «умный город» – Акколь. Проект Smart Aqkol реализован в рамках программы «Цифровой Казахстан» компаниями-партнерами: Казахтелеком, Евразийская Группа (ERG), АРЭК и Tengrilab совместно с акиматами Акмолинской области и г. Акколь.

В каждом доме Акколя были установлены счетчики воды с импульсным выходом на датчики Lora. Технология Lora экономит конечному устройству энергию на передачу данных и используется там, где есть постоянное электричество. В рамках проекта Smart Aqkol заменили 250 светильников на новые LED-лампочки. В них тоже есть датчик, передающий информацию о работоспособности этих лампочек, что способствует оптимизации техобслуживания. В городе установили три датчика экомониторинга, которые передают химический состав воздуха.

«Акколь является первым городом в Казахстане, где полностью оцифрованы все потребители коммунальных услуг. Применяемая интеллектуальная видеоаналитика позволяет местным правоохранительным органам оперативно найти нарушителей общественного порядка. Аналитические способности платформы позволяют определить зависимость погодных условий, ухудшения атмосферного воздуха, понижения температуры в домах и квартирах, увеличение посещения больниц, успеваемость в школе, качество работы городских котельных. В проекте Smart Aqkol мы создали цифровую экосистему, которая может выявлять корреляции различных данных» – рассказывает руководитель компании-оператора проекта Tengri Lab Алимжан Есетов.

Все подсистемы города отправляют информацию на общую защищенную платформу – в пункт управления «умным городом» Казахтелекома. Все события воспроизводятся на видеостене, которая установлена в Ситуационном центре Акколя.