В любом случае в числе базовых характеристик умных городов - насыщенность информационными технологиями, экологичность, участие общества в управлении, эффективное использование данных, стремление повысить качество сервисов и уровень жизни. Аналитики компании McKinsey ожидали, что к 2020 г. по всей планете 600 городов станут "умными". Произошло это или нет - сказать сложно, в том числе из-за расплывчатости определения smart city и постоянно меняющихся требований к нему. Но можно сказать точно: города, в которых мы живем, постоянно "умнеют". Возможно, "умный город" - это даже не статус, а процесс постоянного преобразования с использованием современных технологий. А еще - огромный рынок. По данным аналитической компании MarketsandMarkets, объем мирового рынка умных городов к 2023 г. вырастет до $717 млрд.

Но есть еще и простая позиция горожанина. Для него умный город - такой, в котором жить комфортно, безопасно, легко. Где все процессы контролируются и оптимизируются, на благо человека и общества в целом. При этом smart city - это еще и бережливый город, расходующий ресурсы разумно и правильно.

При всей простоте определений и формулировок, IТ-инфраструктура умного города - весьма сложно устроенная система. Она состоит из множества подсистем, подключенных компьютеров, контроллеров, датчиков и устройств. Все они собирают большие массивы данных, которые приходится обрабатывать, анализировать, передавать и хранить. Чтобы цифровые технологии smart city работали как задумано, нужно создать дорогую инфраструктуру.

Компания IBM, один из основных разработчиков подобных решений, определяет умный город через три ключевых качества - оснащенный, объединенный и интеллектуальный. В Европарламенте считают, что такой город, который старается решать общественные проблемы за счет инфокоммуникационных ресурсов. Там уверены, что таким образом можно успешнее бороться с бедностью, неравенством и безработицей, а также эффективно управлять энергопотоками. Сами разработчики решений для smart city описывают свой идеал как "инновационный город", который комплексно внедряет технологии на благо среды и жителей.

С технологической точки зрения, "умный город" можно определить как взаимосвязанную систему информационных и коммуникативных технологий на базе IoT (интернета вещей), которая упрощает управление внутренними городскими процессами и делает жизнь жителей комфортнее и безопаснее. В результате получается некое подобие живого организма, работающего на благо горожан.

Что такое интернет вещей?

Простой пример - умный дом, использующий технологию IoT. Если температура в нем становится слишком высокой или в туда проник грабитель, система получает сигналы с датчиков, отправляет сообщение владельцу дома или сама выполняет дальнейшие действия - например, включает кондиционер или звонит в полицию.

Интернет вещей (IoT) объединяет разные устройства в компьютерную сеть, позволяя им собирать, анализировать, обрабатывать и передавать данные другим объектам. Иными словами, IoT - это концепция сети передачи данных между устройствами. Внутри IoT люди могут "общаться" с вещами, а вещи - "общаться" между собой.

IoT-устройства функционируют самостоятельно, но люди могут настраивать их или предоставлять доступ к данным. IoT-системы работают в режиме реального времени и обычно состоят из сети умных устройств и облачной платформы, к которой они подключены через Wi-Fi, Bluetooth или иным способом.

В городской среде IoT-решения помогают, например, автоматизировать освещение, при этом сокращая расходы на свет до 30-50%. А умные коммунальные счетчики, которые сами фиксируют и передают управляющим компаниям информацию о расходах, избавляют городских жителей от необходимости самим сверять и отправлять данные по потреблению энергии, воды и т.д.

С технологической точки зрения различия между умным домом и умным городом не так уж велики. С инженерной точки зрения разница - в масштабах архитектурных подходов. Если автономную работоспособность дома еще можно обеспечить, не имея масштабируемого плана, то переходя к следующему уровню (квартал, микрорайон, район, город) это становится невозможным. При росте масштабов уровень сложности возрастает экспоненциально: наличие и учет как требований к архитектурным стандартам, так и стандартам совместимости - становятся критичными.

Добавим сюда то, что в сфере умных городов постоянно появляются новые направления, на рынок выходят новые решения. Например, коммунальные службы недавно начали массово применять различные датчики тревожности, которые сообщают о любом происходящем событии - от упавшего дерева и заполненного мусорного бака до фиксации сложных экологических параметров (загрязненности воздуха или воды).

Но еще пять лет назад, когда концепция smart city уже давно существовала и развивалась, никто не мог даже представить, что мусорки и канализационные люки будут подключаться к интернету. Сейчас же выпускаются универсальные датчики, которые можно применять, например, для всех типов мусорных контейнеров - они позволяют судить о том, насколько они заполнены, то есть пора ли вывозить мусор. Другой пример - датчик качества воздуха, который может фиксировать до 50 разных газов. На основе такого датчика создана профессиональная серия метеостанций: такая станция работает от батареек и в течение двух лет не нуждается в обслуживании.

Компания-интегратор, которая выступит проектировщиком масштабных проектов на возводимых объектах, поставщиком специфического оборудования, подрядчиком по строительству самих систем.

Классические телеком-услуги - интернет, телефония, традиционные системы контроля доступа и видеонаблюдения.

Умные решения для коммерческой недвижимости, социально значимых объектов, строящихся жилых комплексов.

Производители технологических решений для умных городов сгруппировали их в блоки из шести основных решений и подходов

1

2

3

4

5

Телеком-решения для интеграции умных новостроек с инфраструктурой умного города. Здесь важно, чтобы объекты, планируемые к сдаче в эксплуатацию, были оснащены необходимым минимумом цифровых решений.

Участие товариществ собственников: они решают, какие умные услуги и сервисы будут в доме, какое оборудование установят, чьим оно будет, куда обращаться жильцам и как взаимодействовать в рамках общегородских проектов.

6

Взаимодействие всех участников создания умного города на базе единой облачной платформы проекта.

Базовый набор продуктов IoT для ЖКХ предусматривает ряд обязательных устройств: счетчики ресурсов, датчики и системы контроля безопасности, мониторинга потребления энергоресурсов, видеонаблюдения. Также умный город - это услуги локальных маркетплейсов, форумы и чаты, диспетчерская связь и возможность быстрого вызова эксплуатационных бригад. Одним из новых направлений стало наличие Wi-Fi на территории двора - в период пандемии это доказало свою актуальность, как и цифровые решения для придомовых территорий.

Даже 10-15 лет назад глобальные технологические компании, рассказывая о том, что такое «умный город» с инженерно-технологической и потребительской точек зрения, особый акцент делали на том, что это "система систем". Иначе говоря, в тематике умных городов на первый план выходят вопросы совместимости и интегрированности разных технологических решений. То есть вопросы стандартизации, развития единых архитектур и прозрачных требований по взаимодействию систем, совместимости данных и так далее

Эффективные и комплексные проекты рождаются в симбиозе города и бизнеса. Так, например, компания Mastercard сотрудничает с более чем 100 городами мира, делая их независимыми от налички, а значит — более эффективными и комфортными с точки зрения жизни. И мы говорим не только о крупнейших мировых мегаполисах — Нью-Йорке, Токио или Лондоне. Инновационные технологии доступны и в Украине. За последние 5 лет Mastercard запустила более 35 smart city проектов в разных городах страны: от безналичной оплаты в транспорте или местах досуга, приложений для поиска и оплаты парковки, решений для оплаты топлива на АЗК без необходимости выходить из машины до универсальных карт для школьников.

Неотъемлемой частью умных городов являются платёжные технологии, которые делают жизнь горожан комфортнее и безопаснее, экономя уйму времени. Всё, что нужно для комфортной жизни и свободного перемещения по городу, – бесконтактная карта или смартфон с NFC, с помощью которых можно оплатить покупку в магазине, купить кофе, оплатить проезд в транспорте, оставить на чай официанту, оплатить коммунальные услуги буквально на ходу, снять наличные прямо на кассе в магазине и многое другое.
Удобно, не правда ли?

При этом, увеличение кешлесса влияет не только на комфорт жителей, но и помогает городу намного эффективнее управлять своими ресурсами. Из простых примеров: актуальная статистика оплат в транспорте помогает определить, сколько людей передвигается по городу в определённое время, и соответственно – оптимизировать количество транспорта в час пик. Более того, наличие безналичной инфраструктуры побуждает людей чаще использовать карту, а не кэш, что логично ведёт к сокращению теневой экономики и несет выгоду не только для города, но и для страны в целом.

Что интересно, интернет вещей уже довольно давно считается основной для smart city наряду с технологией связи 5G. Что же актуально сегодня с прицелом на завтрашний день?

Отслеживание передвижений с помощью RFID. Эта система позволяет мониторить положение движущихся объектов, используя радиочастотные метки (RFID) и сети связи - беспроводные, мобильные или фиксированные. Такие метки можно размещать на рабочей одежде, машинах или инструментах сотрудников, обслуживающих городскую инфраструктуру. Также технология применяется для управления доступом на городские объекты.


Движущиеся беспроводные сети. Беспроводные точки радиодоступа устанавливают на транспорт, включая общественный, машины коммунальных служб, такси и беспилотники. Движущиеся точки доступа взаимодействуют между собой, создавая беспроводные самоорганизующиеся сети. Так можно обеспечить пассажиров подключением к интернету и получать данные с различных бортовых датчиков - например, для оптимизации маршрутов и мониторинга городского транспорта. Динамическая конфигурация движущихся сетей позволяет им в режиме реального времени адаптироваться к изменению нагрузки и других параметров. Алгоритмы способны повышать пропускную способность и надежность сетей, уменьшать потери и задержки, обеспечивать связь в "мертвых зонах" и снижать затраты на обслуживание.

Телеметрические сети устройств. Речь идет о построении ячеистых, или mesh-сетей, в которых узлы соединяются по принципу "каждый с каждым". Такая схема сложна в настройке, но обеспечивает высокую устойчивость: обрыв одного соединения не влияет на работу сети в целом. Задачи по передаче данных выполняют сами беспроводные устройства: они мониторят сеть и самостоятельно выбирают другие устройства для обработки пакета данных.

1

2

Контент для дополненной реальности. Здесь используется информация от внешнего электронного сенсора. Эти данные помогают идентифицировать объект, определить его свойства и местоположение, в том числе по высоте. Контент дополненной реальности обновляется по мере движения устройства. Возможность идентифицировать объект и оценить его параметры пригодится умным городам при строительстве и мониторинге муниципальной инфраструктуры. Технология позволяет опознавать объекты и анализировать их состояние, необходимость ремонта или замены.

3

4

Технология LoRa для беспроводной связи на большом расстоянии. Такая передача данных стала возможной благодаря полупроводниковым схемам, которые потребляют очень мало энергии. В зависимости от функциональности такого радиопередатчика он может работать от аккумулятора в течение многих лет. Сеть LoRa работает в нелицензионном спектре. Это обеспечивает двунаправленную связь без лишних "бюрократических" затрат. Хороший пример преимуществ, которые дает технология LoRa, - Бостон (штат Массачусетс, США). В городе более 67 тыс. уличных фонарей, свыше 1600 распределительных коробок и 32 тыс. крышек люков. Сеть LoRa позволила оснастить их все датчиками, интегрированными в систему, которая собирает данные об использовании всех компонентов. Затем шлюз отправляет информацию на облачный сервер, который анализирует данные, управляет освещением и при необходимости автоматически генерирует предупреждения об отключении света и других неисправностях, сообщает о необходимости обслуживания.

Технология VLC (Visible Light Communication) - передача данных через видимый свет. Ее суть - преобразование яркости и частоты мерцания света, что используется для передачи информации. Этот сигнал незаметен для человеческого глаза, поскольку передается с очень высокой частотой. Разработка предназначена для транспортной сферы: машины, идущие в одном потоке, смогут обмениваться информацией. Бортовые датчики автомобилей регистрируют различные дорожные события - аварии, появление животных или пешеходов на проезжей части, поврежденное покрытие. Затем информация по цепочке передается машинам, которые движутся сзади. В качестве передатчиков используются фары стоп-сигналов или фонари в задней части транспортных средств. Принимают информацию - фронтальные камеры или специальные фотодатчики на автомобилях. Перспективы VLC не ограничиваются транспортом. Любой прибор освещения на предприятиях или улицах потенциально можно превратить в приемник или передатчик сигнала. А алгоритмы - приспособить для сбора данных и управления объектами. Так, например, грузовые беспилотники и подключенные автомобили могут обмениваться данными с другими машинами, сетями и сервисами.

5

6

Телемедицина - пожалуй, самая сложная и высокотехнологичная функция smart city. Она начинается с организации сквозного потока данных - от фитнес-браслета до электронной приемной врача.

Про очереди в поликлинике давно пора забыть. Сегодня клинические исследования все больше строятся вокруг пациентов - с помощью датчиков, носимых устройств и приложений люди могут находиться под круглосуточным медицинским наблюдением, оставаясь дома. А огромные массивы информации о работе организма, собираемые как с больных, так и со здоровых людей, позволяют нейронным сетям все более точно ставить диагнозы и назначать эффективное лечение.