Концепция Smart City от «А» до «Я»
18 февраля 2017
Рубрика: Технологии.
Автор: .

В мире получает все более широкое распространение концепция «Умного города», «Безопасного города» или «Электронного города» (Smart City, Safe City, E-City). Ее основная цель — повысить эффективность всех городских служб путем применения информационно-коммуникационных технологий, тем самым расширяя «узкие места» и устраняя избыточность в генерации и использовании информации.

Сегодня население Земли составляет порядка 7,4 млрд. человек, почти половина — 3,6 млрд. — уже проживают в городах. Численность городского населения растет очень быстро: 10 лет назад в городах жило 35–40% людей. Столь быстрая урбани­зация создает непомерную нагрузку на городские службы, такие как транспортные коммуникации, аварийно-спасательные и коммунальные службы городов. Многие из них уже исчерпали свои возможности.

Кроме того, к привычным коммунальным службам — снабжение водой, электричеством и газом — добавляется еще и четвертая: связь и электронные масс-медиа. Еще в начале 60-х гг. прошлого века американский компьютерный гуру Джон Маккарти предсказал, что информация однажды станет такой же коммунальной службой, как вода, газ или электричество.

В настоящий момент уже более 2500 больших и малых городов мира приняли на вооружение концепцию «Умного города» и реализуют проекты Smart City в том или ином объеме, архитектуре или функционале информационных систем городских служб.

Что такое Smart City?

Пока не существует стандартного определения того, что такое Smart City.

В самом общем случае можно утверждать, что Smart City — город, в котором существующие ресурсы городских служб используются наилучшим образом, предоставляя услуги высокого качества для жителей города и обеспечивая максимальную безопасность городской жизни, для чего широко применяются ИКТ на основе трех видов базовых сетей: сети связи, Интернета и так называемого интернета вещей (Internet of Things (IoT).

Конкретная же реализация Smart City для того или иного города зависит от многих факторов: потребностей, задач, стратегии развития и приоритетов, поставленных инициаторами проекта. Следует особо подчеркнуть, что любые проекты «Умного города» (видеонаблюдение, госуслуги, интеллектуальная транспортная система и пр.) не должны быть изолированными и должны увязываться друг с другом в рамках единой концепции Smart City в масштабах города или региона.

Каковы основные подсистемы Smart City?

Интеллектуальная транспортная система (ИТС), которая оптимизирует движение транспорта путем отображения дорожной ситуации на уличных информационных панелях и смартфонах пользователей, подсказывает им оптимальный маршрут, управляет работой светофоров в зависимости от загруженности перекрестков, показывает место и время прибытия на остановку общественного транспорта, ориентировочное время, затраченное на дорогу, и множество других полезных функций. ИТС может стать реальным решением сегодняшнего транспортного коллапса и даст возможность ГИБДД заниматься своими прямыми обязанностями, т.е. обеспечивать безопасность и непрерывность движения, а не заниматься охотой за нарушителями и фиксацией ДТП.

Геоинформационная система (ГИС): как общая «географическая подложка» для всех подсистем Smart City.

Электронная полиция (ePolice): при любом звонке на пульт «электронной полиции» на карте ГИС мгновенно отображается местоположение звонящего, а на мониторе дежурного открывается окно для регистрации сообщения, его последующей обработки и принятия оперативных мер. Такая система поможет, во-первых, не оставить без внимания ни единого обращения, во-вторых, активно противодействовать злонамеренным вызовам.

Подсистема безопасности (Safe City): основана на взаимодействии со службой электронной полиции, однако задействует и все остальные чрезвычайные службы: скорую помощь, пожарных, газовиков и энергетиков, для чего используется единый командный или ситуационный центр. Такие центры могут быть специализированными — для нужд полиции, экстренных служб, МЧС и пр. На экраны может выводиться изображение с видеокамер, карта города с указанием нужных объектов и их перемещений и другая необходимая информация.

Электронное образование (eEducation): включает в себя гораздо больше функций, чем обычное «дистанционное обучение», и помогает реализовать мечту любого студента — «посещать» лекции, не выходя из дома. Сидя за компьютером, студент будет точно также слушать лекцию и видеть преподавателя и следить за его записями на электронной «белой доске» в аудитории. Студент даже может виртуально «поднять руку» из дома и задать вопрос преподавателю.

А после лекции можно сразу провести экзамен по усвоению материала. Все записанные лекции сохраняются для последующего просмотра и закрепления материала.

Электронное здравоохранение (eHealth): многим городским жителям уже знакома система электронной записи на прием к врачу. Однако eHealth умеет много больше. Основой системы является единая электронная база пациентов — жителей города. Сейчас при обращении в медучреждение, особенно специализированное, часто приходится начинать с длительных расспросов об анамнезе, симптомах, жалобах, т.к. информации о пациенте у врача на руках может и не быть. Автор сам сталкивался с такой ситуацией: при обращении в специализированную глазную клинику по поводу срочной операции на сетчатке врач-анестезиолог перед операцией потребовал данные флюорографии, на что пришлось потратить дополнительный день, а успех операции определялся часами. Пока автор добывал снимок, время было упущено, и операция оказалась сложнее, чем планировалось.

В случае eHealth в единой облачной базе данных сразу можно было бы ознакомиться с историей, анамнезом, сделанными ранее снимками, проводившимся лечением.

Система видеоконференцсвязи с эффектом присутствия поможет провести консилиум специалистов, рассмотреть в деталях результаты МРТ и рентгенографии и даже сделать операцию под удаленным руководством высококвалифицированного хирурга.

В систему Smart City может входить и множество других подсистем. Это могут быть, например, единая база данных для страховых компаний, кадастр недвижимости, система обратной связи для жителей города, где они могут указать на имеющиеся недостатки и поломки. Или такая важная система, как Smart Grid для эффективного управления потреблением электроэнергии, что приводит к улучшению экологии городской среды. Различные IT-устройства (серверы, системы хранения данных и пр.) требуют для своего электропитания все большее количество электроэнергии, а она пока вырабатывается путем сжигания минерального топлива. И все большая его часть приходится на электропитание устройств для хранения и обработки информации, что сейчас может составлять до 10–20% энергопотребления крупного города. Поэтому сокращение этих затрат очень важно с точки зрения как бюджета городского хозяйства, так и экологии городской среды.

Каковы необходимые условия для полноценного развертывания системы «Умного города»?

Полномасштабная конвергенция фиксированной и мобильной сетей, коммуникационных и информационных технологий, голоса, данных и видео (Triple Play), а также взаимодействие как собственных платформ услуг операторов связи, так и сторонних провайдеров, что обеспечивается системой IMS. Все эти процессы мы сейчас наблюдаем, поэтому можно сказать, что конвергенция станет одним из ключевых условий создания систем «Умного города».

Надежность операторского класса и устойчивость к стихийным бедствиям. Одной из подсистем «Умного города» является ситуационный центр для чрезвычайных ситуаций, который призван обеспечить быструю ликвидацию последствий различного рода катаклизмов, но для этого нужна доступность оборудования и системы (99,999%), т.е. любой отказ не дол­жен длиться дольше нескольких минут в год. Такая надежность не всегда обеспечивается оборудованием для корпоративных сетей, поэтому к выбору оборудования и архитектуре систем для «Умного города» следует подходить с критериями надежности операторского класса.

«Вездесущий ультрадоступ»

От системы «Умного города» будет немного проку, если ее услуги будут доступны не везде, а только в местах покрытия сети, и если скорость доступа к услугам будет зависеть от того, сколько пользователей, жаждущих получить информацию, находится в том или ином «хотспоте». Иначе говоря, Интернет должен быть везде и с нужной скоростью, конечно, с учетом приоритета пользователя. Т.е., например, оператор ситуационного центра должен получать доступ к геоинформационной системе практически мгновенно и в нужном разрешении, а покупатель, ищущий бутик в торговом центре, — по мере доступности ресурсов, но и его ожидание не должно исчисляться часами или минутами. Решения для такого ультрадоступа уже известны и широко применяются, например, решение «интеллектуальной битовой трубы» (Smart Pipe).

Экологичность

На первый взгляд, это вовсе не обязательное требование. Однако, что будет стоить жизнь человека в мире торжества информационных удобств и изысков, если ему там будет нечем дышать?

А между тем различные IT-устройства (серверы, системы хранения данных и пр.) требуют для своего электропитания все большее количество электроэнергии, а она пока вырабатывается путем сжигания минерального топлива. Альтернативные источники энергии пока составляют мизерную долю. И все большая часть сжигаемого топлива приходится на устройства для хранения и обработки информации.

Согласно различным экспертным оценкам, уже сейчас эта доля составляет 10–20% энергопотребления крупного города. Поэтому при выборе решений для реализации концепции «Умного города» следует не упускать такой фактор, как энергетическая эффективность оборудования.

Город — живой организм

Концепция «Интеллектуального города» — Smart City (E-City, Safe City и др.) рассматривает город как подобие человеческого организма. Например, система видеонаблюдения — это «глаза», исполнительные органы и городские службы — «конечности и пальцы», транспортная система — «кровеносные артерии и сосуды». Мозг как орган мышления — органы муниципального управления и ситуационные центры, мозг и память — центры обработки данных (ЦОДы). Профессиональные навыки «сити-сапиенс» — различные программные приложения, электронные госуслуги. Такой принцип дает возможность не только комплексно подойти к созданию интеллектуальной системы город­ского хозяйства, но и сэкономить инвестиции, избежать ненужного дублирования и создания параллельных систем.

Как, например, у человека нет отдельных глаз для чтения и для любования утренним восходом, так и нет смысла строить отдельные системы видеонаблюдения для транспорта и для системы безопасности. Их функции можно совместить в единой системе «интеллектуального видеонаблюдения» (IVS) для нужд «Умного города».

Заключение

Как становится ясно из сказанного, любой проект Smart City — это, как правило, глубоко интегрированная система, состоящая из многих подсистем, в которые входят различные функциональные компоненты, каждый из которых может одновременно использоваться во многих подсистемах. Нет большого смысла реализовывать такие проекты «по кусочкам», например, создавать автономную ИТС, а потом разворачивать отдельные видеокамеры и платформы для системы безопасности.

Необходимо начинать работу с выработки общей концепции «Умного города», в которой будут учтены как текущие потребности различных городских служб, так и перспективы развития с учетом демографии, экологии, запросов жителей и потребностей различных организаций и бизнеса. Поэтому в проектах Smart City необходим комплексный подход, что является основной трудностью таких проектов.

Автор: Алексей Шалагинов, директор по отраслевым решениям департамента IT и ЦОД компании Huawei в России

Orphus system
Подписывайтесь на канал infoCOM.UZ в Telegram, чтобы первыми узнавать об ИКТ новостях Узбекистана
В Telegram
В Одноклассники
ВКонтакте