Умный город - его компоненты и характеристики

Более половины населения мира сейчас живет в городах. Согласно статистике, в 2009-м году численность городского и сельского населения планеты сравнялась, в развитых странах этот рубеж был пройден намного раньше. Сегодня доля городского населения в них составляет в среднем 75%. В течение следующих десятилетий переход от преимущественно сельских к преимущественно городским поселениям, вероятно, не только продолжится, но и наберет новую силу (см. рис. 1.). «Если XIX век был веком империй, а двадцатый - веком национальных государств, то XXI век станет эпохой городов, - заявил вице-президент IBM по направлению «Разумный город» Джерри Муни. - Большинство городов стоит перед лицом одних и тех же проблем. Это постоянный рост населения, старение городской инфраструктуры и рост расходов при необходимости их минимизации».

Рис. 1. Увеличение доли городского населения в мире

Уже сейчас традиционные формы управления городскими и коммунальными службами себя практически исчерпали и не удовлетворяют современным требованиям к логистике, безопасности и экологии. В недалеком будущем, когда городское население достигнет 85%, нас может ожидать тотальный коллапс инфраструктуры и коммунальных служб.

Попыткой решить весь комплекс этих проблем стало создание концепции «smart city» («умный город»). Она нацелена на обеспечение современного качества жизни людей за счет применения инновационных технологий, которые предусматривают экономичное, экологичное и безопасное использование городских систем жизнедеятельности. При этом разнообразные факторы городского развития объединяются в единую систему с помощью передовых информационно-коммуникационных технологий.

Устоявшееся в России понятие «умный город» - не совсем точный перевод английского термина «smart city». В английском языке «smart» - понятие собирательное, кроме ума, оно обозначает еще красоту, удобство, скорость. Все эти значения в равной степени характеризуют концепцию «smart city».

На практике выделяют 8 основных компонентов «умного города»:

1. Энергетика: автоматизированная интеллектуальная энергосеть и гибкая распределительная система; интеллектуальная система учета и регулирование спроса; интеграция возобновляемых видов энергии; программно-аппаратный комплекс управления интеллектуальной энергосетью, энергоэффективные здания и сооружения.
2. Водоснабжение: автоматизированные водозабор, водораспределение, водоотведение и обнаружение утечек; регулирование дождевого стока и паводковых вод в городе; интеллектуальная система учета и регулирование спроса; программно-аппаратный комплекс управления водоснабжением.
3. Транспорт: контроль транспортных потоков и качества дорожного покрытия; сбор платы за пользование дорогами; инфраструктура зарядных станций для электромобилей; программно-аппаратный комплекс управления дорожным движением и общественным транспортом.
4. Безопасность: системы видеонаблюдения, видеофиксации и обеспечения физической безопасности объектов инфраструктуры; системы обеспечения вызова экстренных оперативных служб; системы оповещения; программно-аппаратный комплекс управления системами безопасности.
5. Услуги: электронные правительство, образование, здравоохранение и туризм.
6. Интеграция: единое информационное пространство умного города, агрегирующее информацию от объектов городской инфраструктуры, системы управления и жителей.
7. Правительство: системы поддержки принятия решений, анализа и прогнозирования, управления инцидентами, предоставления государственных и муниципальных услуг в электронном виде, публикации открытых данных.
8. Жители: пользователи объектов инфраструктуры и информационных услуг; поставщики информации в режиме «обратной связи».

Рис. 2. Компоненты «умного города»

На данный момент реальных воплощений концепции «умный город» не так много, подобные проекты реализуются в некоторых крупных городах мира, например в Вене, Барселоне, Нью-Йорке, Токио, Шанхае и Амстердаме. Кроме того, «умные города» создаются с нуля, лидером здесь выступает построенный в Южной Корее город Сонгдо.

В России анонсировано несколько таких проектов - Сколково, Иннополис, СМАРТ Сити Казань. Окажутся ли они успешными, выяснится лишь через 5-10 лет. На их реализацию требуются огромные средства - десятки миллиардов долларов, которые вернутся только после завершения строительства. С другой стороны, информатизация существующих российских мегаполисов уже дает реальные результаты.

Например, в Москве и Казани успешно реализуется проект «Безопасный город». В Москве установлено 137 тыс. видеокамер, с помощью современных аналитических инструментов проводится автоматизированный ситуационный анализ потоков видеоинформации, и при необходимости подключаются соответствующие службы. Например, если в метро человек стоит очень близко к краю платформы, видеокамера определяет это и выводит изображение на монитор полицейского этой станции.

Еще один элемент «умного города», реализованный в Москве, - интеллектуальная транспортная система. По всему городу расположены 6,5 тыс. датчиков, которые измеряют плотность транспортного потока на различных участках улиц. Вся информация собирается в одном центре обработки данных, и в зависимости от ситуации принимаются решения по управлению светофорными объектами, по ограничению скорости на определенных участках дороги в определенное время суток и т.д. В долгосрочной перспективе на основании полученных данных будет планироваться более глубокая реорганизация движения: какие улицы лучше сделать односторонними, на каких необходимо добавить полосы. Эта система функционирует уже несколько лет и является одной из наиболее продвинутых в мире.

В разных городах ставятся различные приоритетные цели и задачи, но все «умные города» имеют 3 общие черты:

1. Наличие защищенной инфраструктуры ИКТ. Она имеет первостепенное значение для успешного предоставления новых услуг в «умных городах» и обеспечения готовности к будущему спросу на эти новые сервисы. С одной стороны, должна быть создана инфраструктура, гарантирующая жителям доступ к информационным услугам в любое время и в любом месте мегаполиса, с другой, должны быть созданы ситуационные и информационные центры по перечисленным выше направлениям (компонентам «умного города»). Основными задачами подобных центров являются обеспечение интеграции различных систем и предоставление тех или иных информационных услуг в зависимости от категории пользователей. Опыт нашей компании в этой сфере говорит о том, что мало просто предоставить пользователю доступ к информации, нужно обеспечить удобство использования этих данных. Например, при создании ситуационного центра для крупной компании ТЭК мы обеспечили отображение оперативных событий, объектов критической инфраструктуры и области влияния погодных явлений на одной интерактивной карте переменного масштаба. Это позволило свести к минимуму случаи несвоевременного реагирования на ЧС вследствие ошибок операторов. Подробнее о нюансах создания и эксплуатации ситуационных центров читайте в статье «Мозговой центр компании».

2. В городе должна быть четко выстроенная и интегрированная система управления. Многочисленные системы «умного города» будут действовать слаженно только при строгом соблюдении единых стандартов. Важно иметь эффективный управленческий и аналитический инструментарий, чтобы максимально точно просчитывать возможные негативные и позитивные тенденции. Здесь практически невозможно обойтись без средств Business Intelligence (BI). Особенно остро необходимость в них проявляется в сфере безопасности, где от правильной интерпретации данных зачастую зависят жизнь и здоровье людей. Причем судя по отзывам пользователей внедренных нами систем, одинаково важны и оперативный мониторинг, и анализ исторических данных для выявления и пресечения негативных тенденций в работе правоохранительных органов. Подробнее о BI-системах на страже общественной безопасности мы говорим в статье «Аналитические системы для силовых структур».

В «умном городе» должны быть умные пользователи. ИКТ бесполезны в отсутствие компетентных юзеров, умеющих взаимодействовать с интеллектуальными услугами. «Умный город» должен не только расширять доступ к «умным» устройствам для всех категорий населения (с разным уровнем доходов, для разных возрастных групп), но и обеспечивать обучение работе с ними. По большому счету, к «умным пользователям» относятся и люди, создающие наполнение информационных услуг. Причем чем более масштабное решение внедряется, тем больше пользователей единовременно придется обучить, соответственно, тем более затратным будет этот процесс. Наша компания в силу специфики внедряемых решений неоднократно сталкивалась с массовым обучением пользователей. Своеобразным рекордом для нас стало обучение работе с аналитической системой полутора тысяч сотрудников силовых ведомств, причем в предельно сжатые сроки - за 2 недели. В результате большинство из них смогли сходу использовать полный набор функциональных возможностей решения. Наш опыт обучения пользователей позволяет сделать несколько выводов:

1. Даже самый умный пользователь гораздо охотнее обучается «в классе», чем самостоятельно - по руководству пользователя. Это не умаляет ценности последнего, но для «быстрой победы» нужно именно очное обучение.
2. Умный пользователь любит задавать умные вопросы и быстро получать умные ответы.
3. Общение с умными пользователями в процессе обучения позволяет собрать требования для доработки руководства пользователя и системы в целом. В описанном выше случае массовое общение с пользователями позволило в кратчайшие сроки провести доработку функциональных возможностей системы.

Преобразование индустриальных городов в «умные» является общемировым трендом, а также реальной перспективой для многих российских городов. В то же время переориентация в развитии городских агломераций предполагает коренную перестройку системы управления муниципалитетами, включающую смену целей и задач, а также показателей эффективности и результативности.

Главной движущей силой становится активное участие граждан в жизни города и управлении им с использованием интеллектуальных информационных систем. Теперь при проектировании ИС конечными пользователями зачастую являемся «все мы», что предъявляет дополнительные требования к функциональным компонентам и интерфейсу пользователя. Здесь уместно вспомнить слова Джонатана Реза из университета Нового Южного Уэльса, процитированные «The Guardian»: «Архитекторам, планирующим города будущего, стоит взять в свою команду психологов и этнографов. Ведь что такое город, если не люди?».

Каждая эпоха строит свои города. Строит, определяясь некоторой суммой исторических условий: общественного и политического устройства, уровня развития техники и технологии, своей особой психологией, культурой и т. д. Наше время -век знаний, информации и компьютерной инженерии. Почти ни одна область современной жизнине обходится без использования информационно-вычислительных технологий. Что уж говорить о градостроительстве.

Город себе на уме

Результатом интеграции современных технологий в градостроительство и городское управление стала концепция «умный город». Не то чтобы города когда-то были глупыми, а только теперь становятся умными. Нет. Просто раньше они выходили непосредственно из рук человека, а сегодня между ними встал посредник - компьютер.Нынешний умный город - это город, который с помощью технологийучат самостоятельно думать и принимать решения.

Думы его в основном заняты четырьмя базовыми вещами: как повысить комфорт, безопасность, где бы сэкономить и поменьше навредить.

Как это происходит на деле.

Модель умного города

Диалог

Первое - это коммуникация. Здесь умный город выступает в роли медиума между теми, кто принимает градостроительные решения, кто их осуществляет, и теми, ктопользуется результатами этих решений. Проще говоря - между муниципальной властью, управляющими и обслуживающими компаниями и гражданами.

На практике это различные открытые интерактивные веб-площадки, где каждый гражданин может повлиять на настоящее и будущее своего местожительства. Например, проголосовать за то, какой памятник будет стоять в его дворе, или как назвать улицу и где нужно быть остановке. Здесь можно на кого-нибудь нажаловаться: на полицейского, соседа, подозрительного субъекта; указать на несанкционированную свалку или потухший фонарь. Тут же: электронные библиотеки, школьные электронные дневники и журналы, электронная запись в поликлинику, интерактивные сервисы по оказанию государственных услуг и тому подобное.

Институт «Стрелка» в рамках программы обновления общественных пространств в регионах собирает мнения граждан

В итоге получается громадный архив протоколов гражданской активности. Вся информация затем фильтруется, анализируется, перерабатывается (в лучшем случае), и на основе этих данных выносятся конкретные решения.

Город «чувствительный»

В другом случае наукоёмкий город действует более самостоятельно. Для этого создаются условия его «чувствительности». В определённой городской локации или объекте инфраструктуры устанавливаются датчики и сенсоры, которые мониторят эту местность или объект, собирая данные:о состоянии окружающей среды, технической исправности коммуникаций, использовании ресурсов (электроэнергия, тепло- и водоснабжение), криминогенной обстановке и т. д.Так выявляют проблемные зоны, неэффективно функционирующие системы, чтобы в дальнейшем их оптимизировать.

Самый известный датчик - камера видеонаблюдения.И это уже не только инструмент безопасности. Камеры, используя общественный Wi-Fi, информируют граждан о свободных парковочных местах через мобильное приложение, упрощая жизнь и экономя время многим и многим.

Wi - Fi модули для определения свободных мест

Появление 5G и развитие сверхточной навигации приближают появление беспилотного общественного транспорта. Пока что геоинформационные технологии дают доступ к анализу и управлению городской транспортной сетью или подсказывают через сколько минут подъедет трамвай №9.

Оборудованные чувствительными элементами уличные фонари со светодиодами существенно экономят ресурсы и повышают безопасность. Есть люди - фонарь горит, нет - гаснет. К примеру, «умные фонари» экономят Лос-Анджелесу около 9 миллионов долларов в год.

Принцип работы интеллектуального освещения. Данные поступают в режиме реального времени

Безопасность повышается также с помощью технологии «локатор выстрела». Автономные или установленные на фонарях звуковые датчики фиксируют выстрелы и автоматически сообщают об этом в полицию. Программное обеспечение также способно определять число стреляющих.

Локатор компании Shot Spotter

Конечно, это не полный список смарт-технологий, которые определяют функционирование современного города. Но и этот перечень даёт представление о векторе урбанистического развития.

Умная архитектура

Наиболее креативная часть умного города - его архитектура. Вместе с ней он решает те же проблемы: экологии, экономии, безопасности и комфорта.Современные дома оснащают датчиками утечки воды или газа, приборы автоматически регулируют отопление и влажность воздуха. Комплекс межмашинного взаимодействия информационно-коммуникационных элементов называют «интернет вещей» .

Чтобы снизить негативнее влияние на окружающую среду, архитекторы разрабатывают проекты, в которых повышается доля экологически чистых материалов.Более того, умное здание должно самостоятельно обеспечивает себе энергоресурсами, приоритетно используя естественные источники энергии.

Предъявляемые к зелёному строительству требования основаны на американском стандарте LEED и британском BREEAM.

300-метровый китайский небоскрёб PearlRiverTower , спроектированный и разработанный Гордоном Гиллом (GordonGill ) и архитектурной фирмой Skidmore , Owings & Merrill , считается одним из самых экологичных зданий мира. Ветровые турбины используют ветер для выработки электричества и как источник вентиляции, радиационного нагрева и охлаждения. Резервуары для сбора дождевой воды нагреваются на солнце и дают горячую воду. Панели солнечных батарей дополнительно обеспечивают здание электроэнергией. Прозрачный фасад оснащён системой автоматизированных жалюзи, чувствительных к солнечному свету.

Конструктивные особенности здания позволяют сократить потребление энергии на 58% по сравнению с аналогичными автономными зданиями

Две башни Бахрейнского всемирного торгового центра соединяет конструкция из трёх турбин, с подключёнными к ним генераторами. Они ориентированы на север, откуда чаще дует ветер. Система даёт от 11 до 15% энергии необходимой зданию. Спроектировано и построено компанией Atkins

Hearst Tower - первое «зелёное» высотное офисное здание, построенное в Нью-Йорке. Пол атриума вымощен теплопроводящим известняком. Вмонтированная в пол полиэтиленовая трубка прогоняет циркулирующую воду для охлаждения летом и отопления зимой. Дождь, собранный на крыше, используется для системы охлаждения и для полива растений главного вестибюля. 85% строительной стали здания содержит переработанный материал. В целом, здание было спроектировано так, чтобы использовать на 26% меньше энергии, чем того требуют стандарты по городу. Проект принадлежит Норману Фостеру совместно с AdamsonAssociatesArchitects

Башня Банка Америки. В фасаде используются стекло, которое частично поглощает солнечное излучение, при этом сохраняет максимальное естественное освещение. Автоматическая система регулировки дневного света снижает теплопотери и затраты на кондиционирование. Поступающий в здание воздух фильтруется на основе показателей датчиков углекислого газа. Выходящий воздух тоже очищается. Бетон, из которого строился небоскрёб, на 45% состоит из вторсырья - шлака, что тоже снижает показатель выбрасываемого углекислого газа. Разработано AdamsonAssociatesArchitects и C ook F ox Architects

Не только экология беспокоит умную архитектуру, но и общее городское пространство. Проблему инсоляции в местах плотного скопления небоскрёбов решают с помощью технологии фасадов, не отбрасывающих тень.

Архитекторы из бюро NBBJ создали проект двух башен, одна из которых - с зеркальной поверхностью - отражает свет, направляя его именно на тот участок, где отбрасывает тень вторая башня

Самые прогрессивные методы проектирования жилой среды используются в так называемой параметрической архитектуре. В самом общем смысле параметрическое проектирование - генерация свободных архитектурных форм, основанных на функциональных данных будущего здания. То есть компьютерная программа моделирует проект, основанный на вычислении различных исходныхпараметров: назначение здания, количество посетителей или жителей (в зависимости от типа зданий), траектории их перемещения, ландшафт, транспортный поток, климат и т. д.

Параметрический урбанизм - мастер-план районов Картал и Пендик в Стамбуле, ZahaHadidArchitects. Длина и ширина улиц зависят от данных активности транспортного потока и количества жителей. Эти же параметры определяют этажность зданий, количество квартир. Программа образует сетку кварталов, выявляет главные узлы, где может заменить часть жилья на общественное здание или магазин. При внесении дополнительных параметров программа перестраивает модель

Роботизация и автоматизация современного города не должна становиться самоцелью или соревновательным состязанием. Умный город не исчерпывается внедрением инновационных технологических и информационных продуктов. Главным остаётся ориентация на человека, на соотнесение проектных методов с психологией и потребностями людей, их жизненными ценностями и целями.

Современный умный город, возможно, - начальный этап длительного пути дигитального урбанистического развития. Что дальше? Воображение рисует футурологические картинки полностью роботизированного мегаполиса. Утопия всегда ставит вопрос о месте человека в мире. Станет ли он более свободным при помощи высоких технологий или найдёт новую зависимость?

Рост информационно-коммуникационных технологий, средств мониторинга и контроля повлиял также и на развитие городов, концентрирующих основную массу инноваций. Их внедрение способствовало повышению качества городского управления, распространению новых сервисов, упрощающих доступ жителей к городским услугам. Появятся ли в скором будущем в России «умные города» и каковы возможности Smart City, узнавала редакция Журнала Стратегия.

Концепция Smart City предполагает использование интеллектуальных и информационно- коммуникационных технологий для управления городским имуществом. Основная цель концепции - удовлетворение нужд резидентов города. Smart City охватывает практически все области управления города, в том числе государственное управление, транспортную мобильность, коммунальные системы, здравоохранение, образование, общественную безопасность, финансы, торговлю, производство и создание жилой среды.

Важный элемент концепции - интеллектуальные инновации, основанные на информационных технологиях и анализе данных. Их распространение влияет на экономический ландшафт, создает новые быстрорастущие области или коренным образом меняет существующие. При этом данные процесса генерации инноваций могут поступать по двум каналам: от автоматизированных систем учета, фиксирующих различные параметры городских систем, до жителей города, создающих формализованные запросы на изменения.

Уровень развития «умного города» можно определить по количеству областей управления, охватываемых интеллектуальными технологиями, по сложности технологий и комплексности их эксплуатации. Реализация концепции «умного города», как правило, начинается с внедрения технологий в отдельных, не связанных между собой областях, в том числе систем электронного правительства, улучшающих коммуникацию администрации города, различных учреждений и жителей. Это позволяет улучшить сбор и обработку информации о городе. Развитие технологий на основе масштабных интегрированных платформ и объединение элементов города в единую систему повышает эффективность управления и развитие «умных сервисов», ориентированных на многочисленные группы пользователей.

К настоящему времени активное развитие концепция Smart City получила в США, развитых странах Европы и Юго-Восточной Азии. На основе опыта этих стран выделяют два основных подхода реализации концепции.

Первый подход - внедрение технологий Smart City путем проектирования и создания новых городов. Это позволяет тщательно продумать инфраструктуру будущего города и обеспечить максимальную интеграцию всех городских систем. Примеры такого подхода - это разрабатываемые или реализуемые проекты городов в Южной Корее, ОАЭ, Китае.

В большинстве случаев это относительно небольшие, компактные населенные пункты, где инфраструктура изначально создается по заранее разработанным, зачастую достаточно жестким стандартам. Часто развитие такого города рассматривается как единый мегапроект, который детализируется на отдельные проекты и подпроекты, а его эффективность изначально оценивается с точки зрения экономических эффектов.

Второй, более распространенный подход, предполагает реализацию концепции «умного города» в уже существующих городах, где на основе имеющейся инфраструктуры реализуются локальные или комплексные проекты по внедрению интеллектуальных технологий, объединяемые затем в системы. Лидеры этого направления - Амстердам, Стокгольм, Барселона, Сингапур - связали с помощью интеллектуальных технологий обширные области городского хозяйства, значительно повысив эффективность городских систем и качество жизни населения.

Широкий интерес к Smart City связан с возможностью получения различных положительных эффектов (экономических, социальных, экологических). Использование информационно-коммуникационной инфраструктуры и технологий позволяет адаптировать работу городских систем к фактическим потребностям и нагрузкам, следствием чего является уменьшение издержек за счет снижения потребления ресурсов, повышение качества услуг, создание новых точек экономического роста.

Внедрение интеллектуальных технологий влияет практически на все области. Для транспортной сферы - это повышение мобильности, уменьшение временных затрат, для здравоохранения - снижение затрат за счет лучшей диагностики заболеваний, меньшая нагрузка на учреждения, упрощение доступа к медицинской помощи, контроль качества услуг, повышение здоровья населения, для образования - контроль процесса обучения, персонализация программ, улучшение доступа к знаниям, для финансов - снижение затрат, повышение прозрачности, безопасности и упрощение транзакций, развитие краудфандинга, новых систем оплаты, повышение адресности при управлении бюджетом, для среды обитания - управление качеством среды и зданий, внедрение новых эффективных материалов, для ритейла - более точное выявление потребностей потребителей, уменьшение временных затрат, для производства и строительства - оптимизация производственных процессов, контроль расходов ресурсов. Также концепция Smart City повышает общий уровень безопасности, в том числе экологической, сокращает выбросы и потребление ресурсов. Получение значительных эффектов подтверждается опытом городов, на протяжении длительного времени работающих над внедрением Smart City. Применение интеллектуальных технологий позволяло им добиться снижения потребления энергии на 30%, уличной преступности - на 30%, трафика - на 20%, потерь воды - на 20%. Косвенные эффекты, достигаемые в результате принятия лучших управленческих решений и развития более качественной городской среды, проявляются в виде возрастающей экономической и социальной активности, роста экономики, увеличения доходов населения и бюджетных средств.

Экономические эффекты внедрения интеллектуальных технологий заключаются в снижении расходов жителей города и расходов бюджета, а также в росте доходов местных компаний. Высвобождаемые финансовые ресурсы при этом могут возвращаться в экономику расходами домохозяйств и компаний в других областях, инвестициями в улучшение сервисов, что с учетом мультипликативных эффектов будет оказывать дополнительное воздействие на экономический рост. Стимулирование роста может достигаться и за счет более эффективного использования городского бюджета (перенаправления высвобождаемых расходов в другие области) или снижения местных налогов для компаний приоритетных отраслей экономики.

Концепция Smart City в России

В России растет интерес к Smart City, но примеров реализации проектов в этом направлении пока относительно немного. Значимый опыт накоплен в небольшом количестве российских городов, лидеры в развитии интеллектуальных систем - Москва, Казань и отчасти Сколково.

Сегодня наиболее продвинутый город с точки зрения реализации концепции Smart City - это, безусловно, Москва, переходящая от пилотных проектов в отдельных сегментах к комплексному развитию на основе вовлечения в анализ все более широкого круга данных, единообразия платформ и активной обратной связи от конечных пользователей. Проект «Смарт Сити Казань» находится сейчас на ранней стадии, основные усилия сосредоточены на создании инфраструктуры, позволяющей осуществлять мониторинг и собирать данные в таких областях, как транспорт, жилищно-коммунальное хозяйство, безопасность, контроль городской среды и экологической обстановки. Создание Инновационного центра «Сколково» является российским примером создания «умного города» с нуля.

Инициативы внедрения отдельных «умных сервисов» присутствуют и в других городах России. Опыт применения соответствующих технологий был накоплен при подготовке Олимпийских игр в Сочи. В Санкт-Петербурге и Томске заявлены проекты по внедрению «умных систем» в области обеспечения безопасности и рационального управления городским коммунальным хозяйством, желание создать «умный город» выражают и власти Московской области. В ряде городов планируется реализация пилотных проектов по развитию «умной энергетики». Исследование потенциала развития «умных технологий» в 164 российских городах с численностью населения свыше 100 тысяч человек, проведенное Институтом региональных исследований и городского планирования НИУ ВШЭ, обозначило в качестве потенциальных лидеров Москву, Екатеринбург, некоторые города Подмосковья, Ханты-Мансийского и Ямало-Ненецкого автономных округов.

На практике развитие интеллектуальных технологий затрагивает в первую очередь города со значительным экономическим потенциалом, бюджетная обеспеченность которых позволяет реализовать подобные проекты, а органы власти достаточно хорошо осознают преимущества «умного города».

Для внедрения интеллектуальных технологий в России наиболее привлекательны области, где выгоды их использования очевидны. К их числу относятся энергетика, модернизация которой позволяет компаниям добиваться значительного эффекта экономии ресурсов и расходов. А также внедрение интеллектуальных транспортных систем, позволяющих достигать комплексных эффектов - от оптимизации транспортных потоков в городе, снижения нагрузки на дорожную сеть до повышения безопасности дорожного движения и улучшения экологической ситуации в городе.

Потенциально перспективными эксперты считают и такие области, как образование, медицина, предоставление социальных услуг. Внедрение технологий «умного города» в этих сферах позволяет индивидуализировать услуги и контролировать их качество, корректируя в соответствии с запросами потребителей, повышать безопасность и вместе с тем контролировать затраты бюджета в этих областях.

Перспективы развития Smart City в России

Каким образом можно стимулировать развитие Smart City в России? Для реализации концепции «умного города» необходимо выполнение ряда условий. Во-первых, важна прогрессивная, современная и адекватная условиям регуляторная среда, развитая инфраструктура, в том числе IT-инфраструктура и ее готовность к принятию инноваций, технологии мониторинга, сбора данных, обработки и контроля, во-вторых, четко выстроенные системы управления городом на основе единых стандартов, интегрированность всех систем, четко обозначенные заказчики изменений, умные пользователи, готовые к изменениям, которые обеспечивают потребление услуг и стимулируют развитие системы.

Отсутствие одного их этих элементов может значительно затруднить процесс создания и внедрения интеллектуальных технологий. В российских городах проблемы нередко присутствуют во всех указанных областях, что создает серьезные барьеры для «умных городов». В числе основных препятствий - низкий приоритет темы в повестке на всех уровнях государственного управления, отсутствие явных стимулов (в том числе экономических) для снижения издержек внедрения инноваций, отсутствие выгод при высоких начальных затратах и издержках, недостаточный опыт применения концепции Smart City в России, замедленный обмен знаниями в этой области. Кроме того, среди барьеров низкая координация и разобщенность систем управления инфраструктурой, разнородность интересов различных ведомств, низкое качество физической инфраструктуры российских городов, ограниченный спрос на инновации со стороны населения в силу низкого знания возможностей технологий.

Эти проблемы приводят к тому, что происходит ограниченное внедрение технологий в крупных городах с достаточно емкими рынками, где концентрация населения с высокими доходами создает достаточный спрос на инновации, при этом решаются лишь локальные задачи в узких областях. В городах со слабым экономическим потенциалом внедрение интеллектуальных технологий еще более затруднено, что приводит к отставанию этих городов, дальнейшей утрате ими конкурентоспособности и снижению привлекательности. Преодолению этих барьеров отчасти могли бы способствовать большие комплексные проекты, предусматривающие радикальную смену парадигмы развития городских систем, но на текущий момент такие инициативы в России фактически отсутствуют.

Международный опыт показывает, что основным заказчиком развития концепции Smart City чаще всего выступают органы власти, которые обеспечивают формирование долгосрочного видения и комплексный подход при внедрении технологий. Государство может быть самостоятельным заказчиком новых технологий и решений, создавать стимулы бизнесу для внедрения необходимых технологий. Важным аспектом реализации концепции является четкое понимание органами власти достигаемых целей и ожидаемых результатов, в том числе измеряемых в экономических метриках.

В России для преодоления названных выше барьеров именно органы власти должны формулировать долгосрочные цели и создавать условия их достижения. Развитие необходимой инфраструктуры при этом может быть обеспечено на основе применения различных моделей государственно-частного партнерства, а финансирование ключевых проектов может осуществляться за счет предоставления преференций, бюджетных средств, банков и фондов. Основные функции при реализации проектов «умного города» могут быть переданы специализированному институту развития.

Разработка и внедрение интеллектуальных систем должны сопровождаться вовлечением всех сторон, заинтересованных в устойчивом развитии города (жителей городов, местных сообществ, общественных и некоммерческих организаций, профессиональных объединений, представителей крупного, малого и среднего бизнеса). Государство должно выступать координатором подобных взаимодействий, обеспечивая выявление мнений и интересов всех указанных сторон, а также открывая доступ к процессу управления и использования данных, сервисов и инфраструктуры.

В России, где ¾ населения проживает в городах, внедрение технологий, стимулирующих экономику, повышающих эффективность управления городскими системами и качество жизни населения, должно являться одной из наиболее актуальных задач. Вместе с модернизацией инфраструктуры новые технологии решают важнейшую задачу ликвидации технологической отсталости городов России, а использование интеллектуальных систем создает задел на будущее устойчивое развитие.

Принято считать, что название «умный город» - это вольный перевод американского термина «smart сity». Изначально термин smart не имел никакого отношения к интеллектуальным системам, а представлял собой аббревиатуру из 5 слов. В 1954 году экономист и теоретик менеджмента Питер Друкер вывел формулу эффективного городского управления и назвал ее «SMART». Поэтому первое, что отличает умный город от всех остальных - эффективное управление.

Как это работает?

«В умных городах меняется стиль общения участников городской среды, граждан и муниципальных служб», - считает Элеонор Косгрейв - доктор технических наук, PhD, директор НКО ScienceGrrl. У первых растет уровень ожиданий, а у вторых - зона ответственности. Это значит, что местные власти и жители переходят на новый уровень взаимодействия - открытый, прозрачный и эффективный.

Автоматизированная система управления, электронные госуслуги, получение информации из цифровых источников, мобильные приложения и возможность написать в твиттер мэру - в умных городах местное самоуправление уходит в цифру, а граждане становятся участниками правительственных инициатив.

В Нью-Йорке, например, есть городской портал NYC Open Data , на котором местные власти регулярно публикуют полезный контент. Карты поликлиник и хотспотов Wi-Fi, детских садов и школ, парковок и ресторанов, новости, законодательные акты - в одном месте собрана вся жизнь «Большого яблока». В Сингапуре цифровизация системы муниципального управления началась еще в 80-е годы с создания национального ИТ-плана. Сегодня азиатский Нью-Йорк является примером образцового smart city - более 80% граждан Сингапура общаются с государством в электронной форме.

В российских городах работает портал госуслуг , через который можно получить новый паспорт, лицензию, записаться на прием к врачу, оплатить услуги ЖКХ - почти 29 миллионов человек ежедневно пользуются электронным сервисом через десктоп или мобильное приложение.

Другой пример - сайты и мобильные приложения, где каждый может оставить заявку на исправление текущих городских проблем в режиме реального времени. В 2007 году в Великобритании появился сервис FixMyStreet (Почини мою улицу), на котором собраны обращения граждан о ямах на дорогах, незаконных свалках, неработающих светофорах и примерах вандализма. Сегодня сервис работает в десятках городов по всему миру. В Петербурге есть аналогичная услуга - портал «Наш Санкт-Петербург» (в 2015 году на нем было зарегистрировано более 11 000 сообщений от инициативных горожан). Оба сервиса имеют версию мобильного приложения.

Технологии умного города: экономим на спичках миллионы евро в год

Изменения в городском управлении были бы невозможны без ключевых перемен в инфокоммуникационных технологиях, которые произошли за последние 20 лет. Второе, что отличает умный город от всех остальных – передовые технологии.

С технической точки зрения умный город представляет собой городскую телеметрическую сеть, которая дает руководителям доступ к единой базе знаний, обновляющейся в режиме реального времени и содержащей актуальную информацию о действиях городских служб, состоянии инфраструктуры и распределении потоков электроэнергии.

Интеллектуальные счетчики

Внедрение интеллектуальных счётчиков в отраслях распределения ресурсов - самый простой пример. Во всем мире такие устройства устанавливаются на электросетях, в тепловой энергетике и на газораспределительном оборудовании, водопроводе для облегчения и упрощения взаиморасчетов между поставщиками и потребителями.

Это выгодно?

Конечно! Например, крупнейшее в мире развёртывание сети интеллектуальных счётчиков было предпринято компанией Enel SpA в Италии (свыше 27 миллионов потребителей). За 5 лет Enel установила такие счётчики каждому из своих клиентов. Стоимость проекта составила приблизительно 2,1 миллиарда евро, а экономия, которую приносят счётчики в ходе эксплуатации, оценивается в 500 миллионов евро в год. Умные счётчики на конкретном объекте (дом, предприятие, офисное здание) объединяются в единую сеть через каналы связи и передают собранные данные на специализированный сервер, обрабатывающий информацию. Сервер взаимодействуют с биллинговой системой, оперативно производя начисления. Информация доступна конечным потребителям через мобильное приложение или web-портал, поставщикам и муниципальным властям поступает через API.

Для поставщиков это выгодно в первую очередь из-за улучшения платежной дисциплины, предупреждения неплатежей и профилактики воровства ресурсов. Для жителей это простой и удобный способ оплатить счета, узнать текущие показатели потребления коммунальных услуг, возможность снизить расходы - за счет оптимизации потребления. Снизить потребление поможет автоматическое управление умными счетчиками. Например, можно настроить требуемую температуру в квартире по расписанию, а освещение включать по датчикам (движения/тепла), причем ночью сделать свет приглушенным.

Умное управление уличным освещением

Интеллектуальная система наружного освещения также позволяет экономить существенную часть городского бюджета. Представьте, вместо обычных светодиодных ламп на уличных фонарях можно установить многофункциональные комплексы, включающие солнечные панели или светодиодные лампы.

Интеллектуальная система уличного освещения на базе такой технологии освещает улицы исторического квартала г. Квебека (Канада). Особенность проекта в том, что по запросу энергетических компаний можно уменьшить энергопотребления в часы пиковой нагрузки.

Так, выключая декоративное освещение, снижая яркость уличных светильников и отключая на какой-то период времени ненужное освещение, можно снизить уровень энергопотребления в целом по городу. Кроме того, сэкономленная энергия предоставляется в распоряжение энергетических компаний.Такой метод оправдывает себя особенно в зимнее время при низких температурах и коротком световом дне, когда энергопотребление достигает своего максимума. Новая система позволила г. Квебеку сэкономить 30 % энергии.

Один из немногих российских городов, где внедрили аналогичные технологии ­- это Курск. В городе провели полную модернизацию системы уличного освещения, что позволило сократить электропотребление на 50%, сэкономить около 60 млн руб. ежегодно и существенно снизить уровень аварийности на дорогах.

Умные транспортные системы

Согласно отчетам Американского общества интеллектуальных транспортных систем (ITS America), 30 % всех заторов движения в городах создают водители, ищущие место для парковки. Это отнимает время, вызывает неудобства и увеличивает выбросы углекислого газа. Умная парковка - один из вариантов решения проблемы.

Для города внедрение такой системы увеличивает рост дохода за счет снижения простоя свободных парковочных мест. А еще это повышение эффективности сотрудников парковок и правоохранительных служб и увеличение числа выигранных споров по штрафам за нарушение правил парковки. Кроме того, можно будет получить доход за счет гибкого изменения цен. На основании аналитических данных снизить там, где много пустующих мест и повысить там, где много желающих запарковаться.

Второй вариант - умное управление дорожным движением. Согласно оценкам аналитиков, более 25 % заторов носит разовый характер и обусловлены возникшими проблемами на дорогах. Внедрение этой технологии поможет устранить проблему.

Специалисты дорожной службы контролируют текущую обстановку на карте с цветовыми обозначениями, включая видео с различных камер. В случае возникновения проблемы на дороге оповещают необходимые службы: полицию, пожарных, скорую, газовую, службу водоканала, электросети. Если надо, корректируют графики работы светофоров. Отчеты о проблемах на дорогах с разбивкой по времени суток, дням недели и месту, позволяют находить зоны с постоянными проблемами и разработать планы по их устранению.

Smart City – Happy People

Социологи и экономисты сходятся во мнении: в умных городах живут счастливые люди. Как измерить индекс счастья, скептически спросите вы? Уровень доверия жителей своему правительству, возможность влиять на процесс принятия решений, чувство защищенности и безопасности, низкий уровень правонарушений и высокая степень ответственности всех участников городской среды – вот лишь то немногое, что отличает повседневность smart city.

Но это не значит, что нужно стремиться к искусственному типированию городов на «умные» и «все остальные».

Современные возможности позволяют пользователям самостоятельно построить свой «умный» город практически в любом населенном пункте – через мобильные приложения в смартфонах, запуск собственных стартапов, нацеленных на улучшение качества жизни и внедрение цифровых сервисов в рамках своего сообщества.

Как еще интеллектуальные системы изменили нашу жизнь? Почему общественный транспорт мегаполисов невозможно представить без мобильных технологий? Сколько миллионов приносит городу умная парковка? И может ли умное управление дорожным движением справиться с пробками? Об этом мы расскажем в следующий раз. А пока…

Оставайтесь на связи!

Впервые серьезно о концепции Smart City заговорили уже в 90-х, когда поняли, что будущее - это развитие в контексте IT-сектора. Интересно, что тогда в первую очередь Smart Сity рассматривали как возможность защитить окружающую среду от пагубного влияния человека. Понятно, что сначала идею нужно было популяризировать, чтобы заинтересовать государство, инвесторов и обычных граждан, так как технологии были еще слишком несовершенны. Прошло 20 лет и сегодня Smart city – это реальность.

Корреспондент «МИР 24» разобралась, какой станет жизнь в Smart City, если посмотреть на проекты, которые уже удалось реализовать.

«Умный город» - это интеграция информационных и коммуникационных технологий для управления городским имуществом, объединяющих школы, транспорт, места общественного питания, библиотеки, больницы, электростанции, водоснабжение, утилизацию отходов и многое другое.

Активное претворение в жизнь концепции «умных городов» началось в 2008 году из-за финансового кризиса, которым грамотно воспользовался IT-сектор. CEO компании IBM Сэм Палмисано 6 ноября 2008 года выступил с речью «Разумная планета: новая цель для мировых лидеров», в которой объяснил финансовое падение игнорированием технологического прогресса, который требует от общества перехода на smart system.

Международная консалтинговая компания McKinsey предсказывает появление 600 «умных» городов уже к 2020 году. Согласно прогнозу, они будут генерировать по меньшей мере две трети мирового ВВП.

Хотя скептики, ссылаясь на популярную площадку для стартапов Angel.co, отмечают, что из нескольких сотен проектов, реализующих концепцию «умных городов», лишь единицы берутся за реализацию целого Smart City. В большинстве своем это какие-то отдельные элементы: WI-FI-скамейки, смартфон, как замена ключам от дома, сервисы по утилизации отходов, отслеживание украденных велосипедов с помощью WI-FI. Но даже несмотря на такие негативные оценки, уже сегодня есть целые города, работающие в системе Smart.

ИНЬЧУАНЬ

Столица китайской провинции Нинся - Иньчуань - примечательна тем, что это единственный город в мире, в котором не нужны банковские карты, проездные и соответственно наличные деньги. Вместо них – лицо. Для того чтоб оплатить услугу, нужно всего лишь подставить его под систему распознавания лиц, и нужная сумма будет автоматически списана с вашего счета.

Чтобы купить продукты, здесь больше не нужно идти в магазин - достаточно заказать их через мобильное приложение. Ждать курьерской доставки тоже не потребуются, оплатив покупку, спокойно можете забрать товар в ближайшем холодильнике – камере хранения.

Все мусорные контейнеры работают от солнечных батарей, когда бак заполнен, в коммунальную службу поступает соответствующий сигнал, и его вывозят.

А в здании местной администрации на входе вместо сотрудников работают голограммы. Многие процедуры, которые нужно было решать раньше, общаясь с чиновниками, теперь выполняются онлайн.

Smart City в Китае – это еще и государственная цель. К 2050 году правительство КНР планирует переселить в города 250 миллионов сельских жителей, а «умные города» - это как раз то, что может стать дополнительным стимулом для граждан.

Использовать smart–систему в Китае решили в маленьких, по местному масштабу, городах - крупные и так слишком перенаселены, рассказал вице-президент стратегических програм м TM Forum Карл Пива.

«Проблема в том, что Пекин и Шанхай - уже слишком крупные и устоявшиеся территории. А небольшие города вроде Иньчуаня – более гибкие и с большей готовностью принимают нововведения. Кроме того, правительству нужно как-то привлекать в малые города людей, которые иначе переедут в тот же Пекин или Шанхай».

ФУДЗИСАВА

В 2016 год в Японии «открылся» умный город Фудзисава, где во всех домах используют только солнечную энергию, водопотребление снижено на 30%, а пользоваться можно только электрическими автомобилями, велосипедами и самокатами.

На улицах города установлены сенсорные системы, поэтому освещение работает только, когда на улицах есть люди. А в случае землетрясений город сам в течение трех дней может обеспечить жителей горячей и холодной водой. Все объекты управляются из комплекса Fujisawa SST Square на центральной городской площади.

МИЛТОН-КИНС

Этот британский город получил статус Smart , когда Министерство предпринимательства, инноваций и ремесел Великобритании в 2010 году запустило здесь программу Catapult Transport Systems.

Катапульта из Милтон-Кинс продолжила правительственную программу Low-carbon Urban Transport Zone (LUTZ) и занялась разработкой LUTZ Pathfinder - беспилотного электрокара .

В 2015 году двухместные машины, работающие на электричестве, впервые появились на улицах города. Состоят они из 22 сенсоров, радара, панорамных и стереокамер. Без подзарядки электрокары могут проехать 64 километра.

Позже был запущен проект MK:Smart. Он собирает все данные о городе в одну систему: показания спутников, датчиков в почве и системах энерго- и водопотребления; информацию с камер видеонаблюдения с функцией распознавания; социальные и экономические показатели. Таким образом, разработчики дают гражданам шанс самостоятельно контролировать расходы энергии и воды.

СИНГАПУР

Правительство Сингапура запустило программу « Smart Nation », в рамках которой превращает город в «умный». Квартал Yuhua оснастили сенсорами, которые контролируют потребление воды и электроэнергии, вакуумной системой утилизации отходов и солнечными панелями.

В домах установили специальные датчики, которые контролируют передвижения пожилых людей, если система видит, что-то необычное, то он отправляет уведомления в больницу и родственникам.

А в 2016 году на улицах запустили беспилотные автомобили. К 2020 году все автомобилисты будут обязаны установить специальную навигационную систему, которая позволит отслеживать положение автомобиля в реальном времени.

МАСДАР

В 2006 году в ОАЭ началась реализация программы «умных городов» в пригороде Абу-Даби - Масдаре. Основная идея – минимизация выброса углерода, поэтому все системы работают на возобновляемых источниках энергии, а не электрическим автомобилям запрещено подъезжать к границе города ближе, чем на две мили.

В Масдаре запустили систему беспилотного электрического транспорта Personal rapid transit. Энергию город получает не посредством сжигания полезных ископаемых, а от солнечных ферм, таким образом, город потребляет только 20% энергии, которая используется в обычном городе.

Все улицы в городе строят с учетом положения солнца и направления преобладающих ветров. Сдача первых жилых помещений запланирована на 2018 год, собираются заселить 7000 человек. А к 2030 году планируется, что население достигнет уже 100 тысяч человек. Сейчас в городе живут 300 научных сотрудников, которые работают над реализацией проекта.

Екатерина Дегтерева