Статья: Технологии умный город и их применение в управлении территорией

Технологии "умный город" и их применение в управлении территорией

Г.Е. Зорин

Аннотация

Умный город - это одна из современных концепций развития и управления городской инфраструктурой и экономикой территории. Благодаря своей идее внедрять лучшие технологии эта концепция способствует не только развитию потребительских инноваций, но и оптимизации городских процессов управления. Также она позволяет принимать экономически обоснованные решения, отличающиеся большей эффективностью для граждан с учетом изменения их численности и покупательских предпочтений в будущем.

В статье предпринята попытка теоретического исследования понятия "умный город". Город и технологии рассматриваются с позиции системного подхода, согласно которому система представляет собой совокупность взаимосвязанных технологий по управлению территорией. Обобщены существующие варианты технологий "умный город" и на основании проведенного исследования сформированы предложения по их развитию в городском управлении Российской Федерации в ближайшей перспективе.

Ключевые слова: умный город; технологии; искусственный интеллект; Интернет вещей; рынок данных; управление территорией.

Zorin. THE TECHNOLOGIES "SMART CITY" AND THEIR APPLICATION IN THE TERRITORY MANAGEMENT

The smart city is one of the modem concepts of development and management of urban infrastructure and the economy of the territory. Thanks to its idea of introducing the best technologies, this concept contributes not only to the development of consumer innovations, but also to the optimization of urban management processes. It also allows making economically sound decisions that are more effective for citizens, taking into account changes in their number and consumer preferences in the future.

The article attempts a theoretical study of the concept of "smart city". The city and technologies are considered from the standpoint of a systematic approach, according to which the system is a set of interrelated technologies for managing the territory. The existing variants of "smart city" technologies are summarized, and based on the conducted research, proposals for their development in the city administration in the Russian Federation in the near future are formed.

Keywords: smart city; technologies; artificial intelligence; Internet of things; data market; territory management.

Из-за широкого спектра технологий, реализованных под брендом Smart City, сложно дать точное определение понятия "умный город". В Справочном документе по умным городам (Department for Business, Innovation and Skills, UK) в 2013 г. было отмечено: "Это понятие не стоит на месте, нет точного определения умного города. Скорее, это процесс или набор шагов, в результате которых города становятся более привлекательными для жизни в них, гибкими и, следовательно, могут быстрее стать готовыми реагировать на современные вызовы" [11].

В Проекте концептуальной записки по схеме "Умный город" Министерства городского хозяйства Индии 2014 г. говорится о том, что определение связано с выполняемой функцией: "Интеллектуальные города обеспечивают устойчивость экономической деятельности и возможность трудоустройства широких слоев населения, независимо от уровня образования, необходимых в современном мире навыков или уровня дохода" [6]. город умный управление

Существует множество других определений, в которых прослеживаются социальные и коммерческие направления, но основа в них - это применение цифровых технологий. По нашему мнению, "умный город" - это постоянное создание новых и совершенствование существующих аналитических инструментов, созданных для контроля и управления территорией, расчет предложений по вариантам развития в зависимости от существующей ситуации в экономике страны на будущую и ближайшую перспективу.

Города используют этот инструмент для сбора данных в режиме реального времени обо всем, включая трафик, качество воздуха и воды, а также солнечную радиацию. Обладая такой информацией, правительство может немедленно приступить к решению практически любой проблемы. Технологии стимулируют рост умных городов, трансформируя в них все - от организации дорожного движения до сбора отходов. Мир углубляется в цифровую революцию, порождающую города, которые более связаны, устойчивы и эффективны.

Сегодня 55 % населения планеты живет в городах, и, согласно данным Организации Объединенных Наций, ожидается, что к 2050 г. это число увеличится до 68 %. Наряду с ростом численности населения возникают новые проблемы, поскольку города стремятся улучшить все - от инфраструктуры до подключения к Интернету. Многие видят в этом жизнеспособную бизнес-возможность для развития технологий, чтобы помочь городам эффективно обеспечивать надлежащий фундамент (энергоресурсы, транспорт, инфраструктуру, образовательные ресурсы, рабочие места, сферу услуг для своих жителей). В результате города претерпевают цифровую трансформацию и превращаются в умные города [2].

Умный город воспринимает, обрабатывает и принимает обоснованные решения, которые улучшают окружающую среду, необходимую для проживания граждан. Часть современных ученых в ведущих корпорациях мира, например Huawei, сравнивают выстраивание комбинаций технологий "умный город" с нервной системой, которая распознает и реагирует на изменения окружающей среды. Новейшие информационно-коммуникационные технологии (далее - ИКТ) помогают построить эту нервную систему с использованием отчетов и анализа ситуаций в реальном времени, дополненных передовым сочетанием облачных вычислений, технологий Интернета вещей, аналитики больших данных и искусственного интеллекта.

Статистика IDC показывает, что расходы на инициативы в рамках концепции "умный город" в 2020 г. по регионам мира составляли: в Японии - 6,1 %, Китае - 21,5 %, Азиатско- Тихоокеанском регионе без учета Японии - 11,8 %, Западной Европе - 24,7 %, другие - 10 %. США - крупнейший региональный рынок, на долю которого приходится около 26 % мировых расходов на технологические инициативы в области умных городов [8].

По прогнозам специалистов, в период с 2018 по 2023 г. расходы на технологии в рамках инициатив "умный город" во всем мире увеличатся более чем вдвое: с 81 млрд долл. США в 2018 г. до 189,5 млрд долл. в 2023 г. Умные города используют данные, собранные с помощью датчиков, для автоматизации целого ряда услуг, чтобы обеспечить более высокую производительность, снизить затраты или уменьшить воздействие на окружающую среду. Умный город - это вертикаль Интернета вещей. Интернет вещей (1оТ) - термин, используемый для определения сети, которая соединяет не только людей, но и объекты вокруг них [9].

Таким образом, в настоящее время существует множество определений умного города. В целом умный город использует датчики Интернета вещей, приводы и технологии для подключения компонентов по всему городу, и это влияет на каждый слой города, вплоть до воздуха, которым дышат граждане. В результате анализируются данные из всех сегментов, и на основе собранных данных выводятся паттерны.

Можно выделить следующие сферы практического применения технологий "умный город".

1. Умная энергия.

Как жилые, так и коммерческие здания в интеллектуальных городах более энергоэффективны, потребляют меньше энергии. Со всех датчиков потребления энергии собирается массив данных, который подвергается различным видам анализа. Каналы умных сетей - это часть развития умных городов, а умные уличные фонари являются легкой отправной точкой для многих городов, поскольку светодиодное освещение экономит деньги. В совокупности с аналитикой, а также регулировкой в течение светового дня на его основе период окупаемости этой технологии составляет пару лет.

2. Умный транспорт.

Умный город поддерживает мультимодальный транспорт, умные светофоры и умную парковку.

3. Аналитика массива данных.

Огромный объем данных, собранных интеллектуальными городами, подвергается первичному анализу с выявлением новых закономерностей изменения поведения граждан. Порталы открытых данных, которые практикуются в Европе, - это вариант, когда некоторые города предпочитают публиковать городские данные в Интернете, чтобы каждый мог получить к ним доступ и использовать прогнозную аналитику для оценки будущих направлений поведения покупательских предпочтений. Даже информация, собранная различными датчиками на уличных фонарях, может быть использована в аналитическом аспекте. Например, информация с уличных фонарей о дорожном движении может указать на более удобное расположение ресторанов в оживленных районах.

Прогнозная аналитика помогает муниципальным властям фильтровать и преобразовывать огромные потоки, на первый взгляд, не связанных между собой данных в данные, позволяющие действовать и влиять на дальнейшее развитие территории [3].

4. Интеллектуальная инфраструктура.

С помощью технологий "умный город", позволяющих анализировать большие объемы данных, города смогут лучше планировать свое развитие. Это позволит проводить проактивное техническое обслуживание и лучше планировать будущий спрос. Например, возможность проверить содержание свинца в воде в режиме реального времени, когда данные показывают, что возникла проблема, может предотвратить проблемы в общественном здравоохранении.

Интеллектуальная инфраструктура означает, что города могут развивать другие технологии и использовать собираемые данные для внесения наиболее важных изменений в городское планирование в будущем.

5. Интеллектуальная мобильность.

Мобильность относится как к технологии, так и к данным, которые перемещаются в рамках технологии. Способность беспрепятственно входить и выходить из множества различных муниципальных и частных информационных систем имеет важное значение, если мы хотим реализовать систему умных городов. Строительство умного города никогда не будет проектом, который "закончен". Технология должна быть совместимой и соответствовать ожиданиям независимо от того, кто ее создал и когда она была создана. Данные также должны быть свободными, когда они перемещаются между информационными системами, - со всем должным вниманием к вопросам интеллектуальной собственности, безопасности и конфиденциальности.

6. Интеллектуальные устройства Интернета вещей.

Один из ключевых компонентов, который связывает все вместе в умном городе, - это устройства Интернета вещей.

Области активации цепи интеллектуальных городов

По мере того как города переходят от тысяч до сотен миллионов устройств, передающих полезную или потенциально непригодную информацию, эффективность их пропускной способности снижается, так как требуются новые каналы связи. Краткосрочное уведомление о том, что выбранная пользователем потребность может быть удовлетворена поблизости, будь то расположение станции метро или место службы, обеспечивает удобство без привязки к некоторой полосе пропускания сетей передачи данных перевозчика. Возможно, это будет иметь побочное преимущество в виде уменьшения количества знаков и, следовательно, визуального беспорядка, который они вызывают на улицах города [15].

Каждая из этих технологий работает совместно с другими, для того чтобы сделать умный город еще умнее. По мере роста мирового населения и увеличения числа людей, переселяющихся в городские районы, потребность в более умных городах будет возрастать, чтобы наилучшим образом использовать имеющиеся ресурсы.

Интеллектуальные города (включая сообщества, бизнес-кластеры, городские или региональные собрания) используют ИКТ в следующих целях:

1) для наиболее эффективного эксплуатирования физической инфраструктуры (дороги, застроенная среда и другие физические активы). С помощью анализа данных на основе искусственного интеллекта осуществляется поддержка устойчивого и здорового экономического и социокультурного развития;

2) продуктивного общения должностных лиц из местных органов власти посредством открытых процессов и электронных систем, а также повышения общей вовлеченности городских институтов за счет ряда коммуникативных технологий с упором на участие граждан. Гражданская сплоченность - это дизайн сотрудничества данной системы;

3) ввоза новшеств и более эффективного и быстрого реагирования на меняющиеся ситуации (таблица).

На сегодняшний день к данной концепции внедрения технологий умного города экстренно добавились направления для борьбы с СО"УГО-19. Мы уже являемся свидетелями того, как подключенные цифровые платформы позволили властям управлять сообществом и их данными. Один из таких примеров - использование воздушного наблюдения за передвижением подозреваемых в заражении COVID-19.

Согласно отчету Capgemini Sustainable Business Revolution 2030, развитие умных городов отмечается сдвигом в направлении того, как города используют технологии для сбора и анализа данных. Города также продемонстрировали ценность интеллектуальных технологий для сбора информации о быстро меняющихся событиях в режиме реального времени. Основанные на технологиях инициативы умного города, такие как платформа отслеживания контрактов, требуют, чтобы граждане добровольно предоставляли данные для координации действий в чрезвычайных ситуациях, что мы и наблюдали по всему миру во время пандемии новой коронавирусной инфекции [14].