У будь-якому випадку в числі базових характеристик розумних міст - насиченість інформаційними технологіями, екологічність, участь суспільства в управлінні, ефективне використання даних, прагнення підвищити якість сервісів і рівень життя. Аналітики компанії McKinsey очікували, що до 2020 р. по всій планеті 600 міст стануть "розумними". Сталося це чи ні - сказати складно, в тому числі з-за розпливчастості визначення smart city і постійно мінливих вимог до нього. Але можна сказати точно: міста, в яких ми живемо, постійно "розумнішають". Можливо, "розумне місто" - це навіть не статус, а процес постійного перетворення з використанням сучасних технологій. А ще - величезний ринок. За даними аналітичної компанії MarketsandMarkets, обсяг світового ринку «розумних міст» до 2023 р. виросте до $717 млрд.

Але є ще і проста позиція городянина. Для нього розумне місто - таке, в якому жити комфортно, безпечно, легко. Де всі процеси контролюються і оптимізуються на благо людини і суспільства в цілому. При цьому smart city - це ще і ощадливе місто, що витрачає ресурси розумно і правильно.

При всій простоті визначень і формулювань IТ-інфраструктура розумного міста - вельми складно влаштована система. Вона складається з безлічі підсистем, підключених комп'ютерів, контролерів, датчиків і пристроїв. Всі вони збирають великі масиви даних, які доводиться обробляти, аналізувати, передавати і зберігати. Щоб цифрові технології smart city працювали як задумано, потрібно створити дорогу інфрастуру.

Smart city, або розумними містами, намагаються стати мегаполіси по всьому світу - Нью-Йорк, Сінгапур, Барселона, Токіо, Амстердам і десятки інших. Ось тільки поки різні країни і організації по-різному трактують це поняття. Тому й складно сказати, скільки міст вже можуть називатися розумними, а скільки - "порозумнішають" найближчим часом.

Компанія IBM, один з основних розробників подібних рішень, визначає розумне місто через три ключових якості - оснащений, об'єднаний і інтелектуальний. У Європарламенті вважають, що таке місто, яке намагається вирішувати суспільні проблеми за рахунок інфокомунікаційних ресурсів. Там впевнені, що таким чином можна успішніше боротися з бідністю, нерівністю і безробіттям, а також ефективно управляти енергопотоками. Самі розробники рішень для smart city описують свій ідеал як "інноваційний місто", яке комплексно впроваджує технології на благо середовища і жителів.

З технологічної точки зору, "розумне місто" можна визначити як взаємопов'язану систему інформаційних та комунікативних технологій на базі IoT (інтернету речей), яка спрощує управління внутрішніми міськими процесами і робить життя мешканців комфортніше і безпечніше. В результаті виходить щось на кшталт живого організму, що працює на благо городян.

Що таке інтернет речей?

Простий приклад - розумний будинок, який використовує технологію IoT. Якщо температура в ньому стає занадто високою або в туди проник грабіжник, система отримує сигнали з датчиків, відправляє повідомлення власникові будинку або сама виконує подальші дії - наприклад, включає кондиціонер або дзвонить в поліцію.

Інтернет речей (IoT) об'єднує різні пристрої в комп'ютерну мережу, дозволяючи їм збирати, аналізувати, обробляти і передавати дані іншим об'єктам. Іншими словами, IoT - це концепція мережі передачі даних між пристроями. Усередині IoT люди можуть "спілкуватися" з речами, а речі - "спілкуватися" між собою.

IoT-пристрої функціонують самостійно, але люди можуть налаштовувати їх або надавати доступ до даних. IoT-системи працюють в режимі реального часу і зазвичай складаються з мережі розумних пристроїв і хмарної платформи, до якої вони підключені через Wi-Fi, Bluetooth або іншим способом.

У міському середовищі IoT-рішення допомагають, наприклад, автоматизувати освітлення, при цьому скорочуючи витрати на світло до 30-50%. А розумні комунальні лічильники, які самі фіксують і передають керуючим компаніям інформацію про витрати, позбавляють міських жителів від необхідності самим звіряти і відправляти дані по споживанню енергії, води і т. д.

З технологічної точки зору відмінності між розумним будинком і розумним містом не такі вже й великі. З інженерної точки зору різниця - в масштабах архітектурних підходів. Якщо автономну працездатність будинку ще можна забезпечити, не маючи масштабованого плану, то, переходячи до наступного рівня (квартал, мікрорайон, район, місто), це стає неможливим. При зростанні масштабів рівень складності зростає експоненціально: наявність і облік як вимог до архітектурних стандартів, так і стандартів сумісності - стають критичними.

Додамо сюди те, що в сфері розумних міст постійно з'являються нові напрямки, на ринок виходять нові рішення. Наприклад, комунальні служби недавно почали масово застосовувати різні датчики тривожності, які повідомляють про будь-яку подію - від дерева, що впало, і заповненого сміттєвого бака до фіксації складних екологічних параметрів (забрудненості повітря або води).

Але ще п'ять років тому, коли концепція smart city вже давно існувала і розвивалася, ніхто не міг навіть уявити, що мусорки і каналізаційні люки будуть підключатися до інтернету. Зараз же випускаються універсальні датчики, які можна застосовувати, наприклад, для всіх типів сміттєвих контейнерів - вони дозволяють судити про те, наскільки вони заповнені, тобто пора вивозити сміття. Інший приклад - датчик якості повітря, який може фіксувати до 50 різних газів. На основі такого датчика створена професійна серія метеостанцій: така станція працює від батарейок і протягом двох років не потребує обслуговування.

Компанія-інтегратор, яка виступить проектувальником масштабних проектів на споруджуваних об'єктах, постачальником специфічного обладнання, підрядником з будівництва самих систем.

Класичні телеком-послуги - інтернет, телефонія, традиційні системи контролю доступу та відеоспостереження.

Розумні рішення для комерційної нерухомості, соціально значущих об'єктів, споруджуваних житлових комплексів.

Виробники технологічних рішень для розумних міст згрупували їх у блоки з шести основних рішень і підходів

1

2

3

4

5

Телеком-рішення для інтеграції розумних новобудов з інфраструктурою розумного міста. Тут важливо, щоб об'єкти, які плануються до здачі в експлуатацію, були оснащені необхідним мінімумом цифрових рішень.

Участь товариств власників: вони вирішують, які розумні послуги і сервіси будуть в будинку, яке обладнання встановлять, чиїм воно буде, куди звертатися мешканцям і як взаємодіяти в рамках загальноміських проектів.

6

Взаємодія всіх учасників створення розумного міста на базі єдиної хмарної платформи проекту.

Базовий набір продуктів IoT для ЖКГ передбачає ряд обов'язкових пристроїв: лічильники ресурсів, датчики і системи контролю безпеки, моніторингу споживання енергоресурсів, відеоспостереження. Також розумне місто - це послуги локальних маркетплейсів, форуми і чати, диспетчерський зв'язок і можливість швидкого виклику експлуатаційних бригад. Одним з нових напрямків стало наявність Wi-Fi на території двору - в період пандемії це довело свою актуальність, як і цифрові рішення для прибудинкових територій.

Навіть 10-15 років тому глобальні технологічні компанії, розповідаючи про те, що таке «розумне місто» з інженерно-технологічної та споживчої точок зору, особливий акцент робили на тому, що це "система систем". Інакше кажучи, в тематиці розумних міст на перший план виходять питання сумісності та інтегрованості різних технологічних рішень. Тобто питання стандартизації, розвитку єдиних архітектур і прозорих вимог щодо взаємодії систем, сумісності даних і так далі.

Ефективні і комплексні проекти народжуються в симбіозі міста і бізнесу. Так, наприклад, компанія Mastercard співпрацює з більш ніж 100 містами світу, роблячи їх незалежними від готівки, а значить - ефективнішими і комфортнішими з точки зору життя. І ми говоримо не лише про найбільші світові мегаполіси - Нью-Йорк, Токіо або Лондон. Інноваційні технології доступні і в Україні. За останні п'ять років Mastercard запустила більше 35 smart city проектів в різних містах країни: від безготівкової оплати в транспорті або місцях дозвілля, додатків для пошуку і оплати парковки, рішень для оплати палива на АЗК без необхідності виходити з машини до універсальних карток для школярів.

Невід'ємною частиною розумних міст є платіжні технології, які роблять життя містян комфортнішим і безпечнішим, економлячи багато часу. Все, що треба для комфортного життя і вільного переміщення по місту, - безконтактна картка або смартфон з NFC, за допомогою яких можна оплатити покупки в магазині, купити каву, сплатити за проїзд в транспорті, залишити чайові офіціантові, оплатити комунальні послуги буквально на ходу, зняти готівку просто на касі в магазині і багато іншого.
Зручно, чи не так?

При цьому збільшення кешлесу впливає не лише на комфорт жителів, але і допомагає місту набагато ефективніше управляти своїми ресурсами. З простих прикладів: актуальна статистика оплат в транспорті допомагає визначити, скільки людей пересувається по місту в певний час, і відповідно - оптимізувати кількість транспорту в годину пік. Більше того, наявність безготівкової інфраструктури спонукає людей частіше використовувати картку, а не кеш, що логічно веде до скорочення тіньової економіки і несе вигоду не лише для міста, але і для країни в цілому.

Що цікаво, інтернет речей вже досить давно вважається основною для smart city поряд з технологією зв'язку 5G. Що ж актуально сьогодні з прицілом на завтрашній день?

Відстеження пересувань за допомогою RFID. Ця система дозволяє моніторити стан рухомих об'єктів, використовуючи радіочастотні мітки (RFID) і мережі зв'язку - бездротові, мобільні або фіксовані. Такі мітки можна розміщувати на робочому одязі, машинах або інструментах співробітників, які обслуговують міську інфраструктуру. Також технологія застосовується для управління доступом на міські об'єкти.



Рухомі бездротові мережі. Бездротові точки радіодоступу встановлюють на транспорт, включаючи громадський, машини комунальних служб, таксі і безпілотники. Рухомі точки доступу взаємодіють між собою, створюючи бездротові мережі, що самоорганізуються. Так можна забезпечити пасажирів підключенням до інтернету і отримувати дані з різних бортових датчиків - наприклад, для оптимізації маршрутів і моніторингу міського транспорту. Динамічна конфігурація рухомих мереж дозволяє їм в режимі реального часу адаптуватися до зміни навантаження та інших параметрів. Алгоритми здатні підвищувати пропускну здатність і надійність мереж, зменшувати втрати і затримки, забезпечувати зв'язок в "мертвих зонах" і знижувати витрати на обслуговування.

Телеметричні мережі пристроїв. Йдеться про побудову пористих, або mesh-мереж, в яких вузли з'єднуються за принципом "кожен з кожним". Така схема складна в налаштуванні, але забезпечує високу стійкість: обрив одного з'єднання не впливає на роботу мережі в цілому. Завдання з передачі даних виконують самі бездротові пристрої: вони моніторять мережу і самостійно вибирають інші пристрої для обробки пакета даних.

1

2

Контент для доповненої реальності. Тут використовується інформація від зовнішнього електронного сенсора. Ці дані допомагають ідентифікувати об'єкт, визначити його властивості і місце розташування, в тому числі по висоті. Контент доповненої реальності оновлюється по мірі руху пристрою. Можливість ідентифікувати об'єкт і оцінити його параметри знадобиться розумним містам при будівництві та моніторингу муніципальної інфраструктури. Технологія дозволяє розпізнавати об'єкти і аналізувати їх стан, необхідність ремонту або заміни.

3

4

Технологія LoRa для бездротового зв'язку на великій відстані. Така передача даних стала можливою завдяки напівпровідниковим схемам, які споживають дуже мало енергії. Залежно від функціональності такого радіопередавача він може працювати від акумулятора протягом багатьох років. Мережа LoRa працює в неліцензійному спектрі. Це забезпечує двосторонній зв'язок без зайвих "бюрократичних" витрат. Хороший приклад переваг, які дає технологія LoRa, - Бостон (штат Массачусетс, США). У місті понад 67 тис. вуличних ліхтарів, понад 1600 розподільних коробок і 32 тис. кришок люків. Мережа LoRa дозволила оснастити їх всі датчиками, інтегрованими в систему, яка збирає дані про використання всіх компонентів. Потім шлюз відправляє інформацію на хмарний сервер, який аналізує дані, управляє освітленням і при необхідності автоматично генерує попередження про відключення світла і інші несправності, повідомляє про необхідність обслуговування.

Технологія VLC (Visible Light Communication) - передача даних через видиме світло. Її суть - перетворення яскравості і частоти освітлення, що використовується для передачі інформації. Цей сигнал непомітний для людського ока, оскільки передається з дуже високою частотою. Розробка призначена для транспортної сфери: машини, що йдуть в одному потоці, зможуть обмінюватися інформацією. Бортові датчики автомобілів реєструють різні дорожні події - аварії, появу тварин або пішоходів на проїжджій частині, пошкоджене покриття. Потім інформація по ланцюжку передається машинам, які рухаються ззаду. Як передавачі використовуються фари стоп-сигналів або ліхтарі в задній частині транспортних засобів. Приймають інформацію - фронтальні камери або спеціальні фотодатчики на автомобілях. Перспективи VLC не обмежуються транспортом. Будь-який прилад освітлення на підприємствах або вулицях потенційно можна перетворити в приймач або передавач сигналу. А алгоритми - пристосувати для збору даних і управління об'єктами. Так, наприклад, вантажні безпілотники і підключені автомобілі можуть обмінюватися даними з іншими машинами, мережами і сервісами.

5

6

Телемедицина - мабуть, найскладніша і високотехнологічна функція smart city. Вона починається з організації наскрізного потоку даних - від фітнес-браслета до електронної приймальні лікаря.

Про черги в поліклініці давно пора забути. Сьогодні клінічні дослідження все більше будуються навколо пацієнтів - за допомогою датчиків, пристроїв, що носяться, і додатків люди можуть перебувати під цілодобовим медичним наглядом, залишаючись вдома. А величезні масиви інформації про роботу організму, що збираються як з хворих, так і зі здорових людей, дозволяють нейронним мережам більше точно ставити діагнози і призначати ефективне лікування.