Какие ассоциации вызывают у вас слова «умное устройство»? Большинство людей сразу рисуют в воображении некий гаджет, оснащенный процессором или сенсором с обязательной возможностью передавать данные через сеть. Едва ли кто-то оспорит тот факт, что способность обрабатывать информацию и обмениваться ею делает устройство умным. Во всяком случае, обладая такой возможностью, оно будет на порядок «умнее», чем без нее. Умные телевизоры и смартфоны, умная бытовая техника, умные дома: к подобным словосочетаниям мы давно привыкли. Но сейчас все чаще приходится слышать, что слово «умный» используется для обозначения целых городов.
Что подразумевает эта технология и как города становятся умными? И может ли один город стать умнее другого? В общих чертах, словосочетание «умный город» подразумевает, что в нем создана определенная информационно-коммуникационная (ИКТ) инфраструктура. С ее помощью умные устройства: смартфоны, автомобили, термостаты, счетчики воды и т. д. — подключаются к различным информационным системам, таким, как: платформы для создания отчетов о проблемах, системы мониторинга дорожного трафика, регулирующих сигналов и состояния электросети, биллинговые, парковочные и другие решения.
Они обрабатывают информацию, переданную умными устройствами, и помогают городским властям быстрее реагировать на проблемы и эффективнее распределять ресурсы. Конечная цель концепции умного города — повышать качество жизни его обитателей. Сразу развеем распространенное заблуждение о том, что умные города — прерогатива только развитых стран: «умные» подходы для управления городами уже сейчас используются по всему миру. К примеру, жители быстрорастущего индийского города Хубли постоянно сталкиваются с перебоями в водоснабжении. Жизнь им облегчает информационный сервис Nextdrop, разработанный и поддерживаемый одноименной компанией из города Бангалор. При помощи текстовых сообщений он уведомляет горожан о доступности в кранах чистой воды, чтобы люди могли запастись ею впрок. В современном цифровом мире модернизация и повышение мобильности ИКТ-инфраструктуры города играет все более важную роль в решении множества проблем городов.
Среди них электро- и водоснабжение, безопасность, развитие транспортной инфраструктуры, защита окружающей среды. Рассмотрим некоторые из них. Транспорт в умном городе В последнее столетие автомобили оказывали огромное влияние на развитие городов по всему миру. Дороги и автотранспорт изменили приоритеты городского планирования в центральных городских кварталах и промзонах, пригородах и коттеджных поселках. Появление умных и подключенных к сети автомобилей потребует новых изменений на уровне городского планирования, ведь возможность подключать автомобили к умной инфраструктуре откроет совершенно новые возможности.
Подключенные автомобили сделают дороги безопаснее
Беспилотные автомобили Google, а также машины с автопилотом Tesla, Daimler-Benz и других производителей у всех на слуху. К разряду умных уже сейчас можно отнести и авто, способные обрабатывать данные от собственных датчиков. Следующим шагом станет появление машин, которые будут обмениваться информацией между собой, чтобы быстро реагировать на изменение дорожной ситуации, избегать аварий, искать пути объезда заторов.
Самой передовой возможностью станет подключение автомобилей к информационно-коммуникационной инфраструктуре умного города: дорожным сенсорам и видеокамерам, счетчикам свободных мест на парковках, а также датчикам погодных условий по маршруту движения. Автомобили смогут безопасно двигаться с гораздо меньшей дистанцией друг от друга, чем сейчас. Они будут гибко реагировать на погодные условия и пробки, более рационально использовать существующую дорожную сеть. Например, в зависимости от интенсивности трафика можно будет виртуально переопределять полосы движения, не разграничивая их физически. Большинство дорожно-транспортных происшествий, вызванных ошибками водителей, уйдут в прошлое. Исчезнут заторы, спровоцированные водителями, ищущими свободное парковочное место. Все это поможет сэкономить миллиарды на транспортных расходах, сделать дорожное движение безопасным, улучшить экологическую ситуацию.
Между тем, перспективы, которые принесут с собой умные города, остро ставят вопрос о том, как управлять обменом информацией, когда по дорогам одновременно движутся автомобили с различным уровнем интеллектами . Эту часть «умного» планирования городов должны взять на себя государственные органы.
Возможности умных городов огромны, но тоже можно и сказать о проблемах, которые нам предстоит преодолеть в их реализации. Муниципальные транспортные планировщики едва ли принимают в расчет подключенные автомобили и ИКТ-инфраструктуру, когда делают долгосрочное планирование дорожных проектов на следующие 20 лет. Кроме того, способы развития сегодняшней дорожной инфраструктуры — как на местном, так и на государственном уровне — в большинстве своем морально устарели.
Умная транспортная инфраструктура избавит от пробок
Поэтому на данном этапе крайне важны инициативы центральных органов власти, которые могли бы сократить время реализации идеи умного города. И этот процесс уже начался. К примеру, министерство транспорта США при поддержке компании Vulcan Ventures, созданной одним из основателей корпорации Microsoft Полом Алленом, выступили спонсорами всеамериканского конкурса Smart City Challenge для городов, средних по численности населения размеров. Поскольку конкурс проходит под патронатом министерства транспорта, предлагаемые «умные» проекты так или иначе касались решений транспортных проблем.
В начале 2016 года из 78 претендентов жюри отобрало 7 городов-финалистов: Остин, Колумбус, Денвер, Канзас-Сити, Питтсбург, Портленд и Сан-Франциско. В конце 2016-го был объявлен победитель — город Колумбус, штат Огайо. По замыслу его муниципальных властей, крупномасштабный проект умного города стартует там в начале 2017-го. Проект должен будет стать эталоном для других американских городов. Еще четыре города — Денвер, Питтсбург, Портленд и Сан-Франциско — получили многомиллионные гранты на реализацию части своих конкурсных предложений.
Безопасность, охрана окружающей среды и оптимизация производственных затрат, связанных с несовершенством транспортной инфраструктуры, стали лейтмотивом использования умных технологий для создания эффективных мобильных решений у большинства представленных на конкурсе проектов. Почему их реализация остро стоит на повестке дня в США? Вот только несколько цифр:
• Транспорт
o 5,5 млрд часов потеряно из-за задержек в дороге;
o $ 121 млрд — производственные затраты от городских заторов.
• Безопасность
o 32 675 смертей от дорожно-транспортных происшествий зарегистрировано в 2014 году;
o $ 836 млрд — расходы на лечение после аварий, страхование, а также потери из-за порчи имущества и т. д..
• Окружающая среда
11 млрд. литров бензина сожжено впустую во время заторов на дорогах;
25,4 млрд. кг CO2 из-за этого попали в атмосферу.
У нас есть общие электросети, которые дают возможность централизованно распределять электроэнергию в зависимости от спроса. Чего у нас нет, во всяком случае, в широком использовании, так это различного рода интеллектуальных систем для эффективного мониторинга и контроля использования электроэнергии в домах, офисах, на заводах и складах. Нет и решений для централизованной обработки и анализа этих данных в режиме реального времени для оптимизации управления и экономии энергии.
Результатом внедрения умных технологий станет значительная экономия электроэнергии в городах
В новых зданиях все чаще устанавливаются интеллектуальные системы, в том числе и использующие датчики присутствия, для управления отоплением, вентиляцией, кондиционированием воздуха и освещением. Некоторые самые прогрессивные энергетические компании мира все чаще начинают сотрудничать с разработчиками таких систем. Результат этих усилий — передача системой управления зданием информации об использовании электросети. Это помогает городским коммунальным предприятиям эффективнее контролировать потребление электроэнергии и лучше справляться с пиковыми нагрузками. Siemens и GE — ведущие компании, создающие решения в этой области.
В некоторых регионах мира коммунальные предприятия предлагают потребителям скидки на термостаты в обмен на разрешение энергетической компании снижать температуру обогрева на несколько градусов во время пиковых нагрузок. Экономить и выравнивать потребление энергии помогут и другие уже существующие умные электроприборы, такие как стиральные машины и холодильники. Чтобы бороться с пиковыми нагрузками, некоторые коммунальные предприятия стремятся использовать плавающую цену на электроэнергию в зависимости от времени суток. Для этого они предлагают различные программы мотивации потребителей, чтобы снизить затраты последних на интеллектуальные устройства, позволяющие планировать время включения бытовой техники в течение дня. Это, в свою очередь, позволит коммунальному предприятию более эффективно управлять своей электросетью.
Но не все коммунальные предприятия находятся в муниципальной собственности. Поэтому городским властям, стремящимся сделать свой город более «умным», придется уделить внимание разработке партнерских программ, которые помогут убедить компании, принадлежащие частным инвесторам, участвовать в наиболее важных городских инициативах в рамках реализации программы умного города.
Скоро пресная вода может стать «новой нефтью». Сохранение водных ресурсов становится важнейшей задачей, особенно в засушливых регионах. В отличие от распределительных электросетей, инфраструктура водоснабжения, как правило, находится в зоне ответственности городских администраций. Поэтому по сравнению с электроснабжением популяризация «умных» счетчиков воды проходит намного медленнее.
Во многом это обусловлено их стоимостью и трудозатратами на модернизацию систем учета расхода воды. А жаль: умные счетчики воды способны быстро выявить утечку с помощью интеллектуального анализа данных о расходе воды и сообщить об этом в коммунальную службу и потребителям. Но даже без «умных» счетчиков коммунальные предприятия могут оптимизировать расход воды, предоставив пользователям доступ к данным биллинговой системы учета потребления воды. Это поможет домохозяйствам лучше понять динамику потребления и самостоятельно контролировать ее.
Так, например, поступили муниципальные власти города Остин в США. Они открыли доступ к полной информации о потреблении воды в городе через веб-сайт: это дало возможность приобщить потребителей к проблеме использования городских водных ресурсов. Кроме того, жители могут сравнивать данные о потреблении воды в своем и соседних домах, что стало дополнительным стимулом к более рациональному водопользованию.
Мобильные приложения стимулируют рациональное потребление воды
Помимо управления дорожной инфраструктурой и коммунальными услугами разумно использовать высокотехнологичные решения и для того, чтобы сделать город безопаснее и чище. К примеру, мобильное приложение Citizens Connect позволяет жителям сообщать городским властям о мусоре, выбоинах на дорогах и других не требующих срочного вмешательства задачах, а также добавлять фотографию описываемой проблемы. В свою очередь, муниципальные работники с помощью этого приложения могут сообщать о проделанной работе и загружать фото выполненной работы. Так они дают общественности понять, что их запрос выполнен. Сначала приложение внедрили в Бостоне, а затем и в других американских городах.
Специальные мобильные приложения облегчают коммуникации с городскими властями
Другое мобильное приложение, Paytix, используется во многих городах США для оплаты парковочных талонов через смартфон. Еще одно, пока экспериментальное, мобильное приложение Bumps идентифицирует ямы на дорогах, когда по ним проезжает автомобиль. Информация автоматически направляется в городские службы, которые вносят ее в план дорожных работ.
Другой пример использования высоких технологий — партнерство компании Panasonic и администрации города Денвер в пилотном проекте умного светодиодного городского освещения в районе международного аэропорта Денвер. Для организации освещения используются HD-камеры. Они распознают движение пешеходов, и на основе полученных данных дают команду уменьшить или увеличить интенсивность уличного света. Информация с этих камер о пешеходном и автомобильном трафике, а также активности на парковке, передаются в облачные системы. Там эта информация будет анализироваться и использоваться будущими мобильными и транспортными системами. Пилотный проект также предполагает сотрудничество с компанией Xcel Energy по установке на крыши домов солнечных панелей. Они будут вырабатывать электроэнергию для коммунальных нужд, отдавая ее избыток в общегородскую энергосеть.
История знает много примеров тому, когда новые технологии помогали человечеству решать серьезные проблемы. В своей книге «Триумф города» известный экономист и преподаватель Гарвардского университета Эдвард Глейзер называет города величайшим изобретением человечества: они дали нам возможность стать ближе друг другу и способствовали обмену идеями между людьми разных профессий и культур. Но, как это часто случается со многими изобретениями, решение одних проблем порождает другие. И если города — это действительно одно из величайших изобретений человечества, то почему бы нам уже сегодня не начать использовать информационные технологии, чтобы сделать их «умнее»? Тогда они уже в ближайшем будущем станут куда более комфортными для жизни.
Умные охранные системы – в лидерах
Система защиты от дачных воров на основе технологий умного дома
