Год только начался, а известия о новых проектах в области smart city не заставили себя ждать. Во-первых, власти канадского Маркема объявили, что собираются внедрить в городскую инфраструктуру «умные» технологии, которые позволят более эффективно управлять муниципальным имуществом, экономить электроэнергию и предупреждать наводнения. Во-вторых, стало известно, что в этом году в Испании начнется строительство «умного города развлечений» Элизиума, на территории которого появятся большой тематический парк, скоростная железная дорога, огромное поле для гольфа, различные отели и многое другое – безусловно, все это будет функционировать на основе smart-технологий. Наконец, в России заработал Центр компетенций проекта «Умный город», который как раз переходит к активной фазе своей реализации.
Несмотря на явно растущую популярность концепции smart city, многие еще не до конца понимают, что она собой представляет. В этой статье мы расскажем о том, чем же «умные города» отличаются от обычных, какие элементы и подсистемы составляют их основу, что тормозит их развитие и какое будущее ожидает современные мегаполисы.
Какой город считать «умным»
Сегодня чаще всего «умными» называют города, в которых smart-технологии развиваются намного быстрее, чем в других местах. При этом на текущий момент ни в России, ни в мире нет общепринятых стандартов, которым должны соответствовать «умные города». Скорее, это пока просто раскрученный термин, который все стараются «подтянуть» под свой проект.
На мой взгляд, для того чтобы город мог считаться «умным», он должен включать в себя три неотъемлемых элемента. Первый – современная инфраструктура, которая позволяет эффективно следить за городом и управлять им. Например, сюда можно отнести системы развернутого видеонаблюдения и основанные на их базе системы распознавания; системы отслеживания состояния городского хозяйства, основанные на датчиках и сенсорах, которые оперативно передают информацию о проблемах, возникающих в жилищно-коммунальном хозяйстве, об износе разного рода оборудования, о потенциальных и уже случившихся авариях. Второй элемент – централизованный командный центр, который собирает информацию из разных частей города и на основе ее анализа принимает различные стратегические и тактические решения. Наконец, третий элемент – сеть, которая связывает инфраструктуру и командный центр в единую систему. Наличие этих трех элементов и их успешная интеграция и позволяют называть тот или иной город условно «умным» (smart).
Несмотря на отсутствие единых стандартов, различные организации – от консалтинговых компаний до ООН – регулярно формируют собственные рейтинги «умных городов», и именно с их участников стараются сегодня брать пример те, кто нацелен на реализацию очередного проекта в области smart city. В многочисленных рейтингах лидируют разные города: часто в первые строчки рейтингов попадают Барселона, Нью-Йорк, Лондон, Сингапур, Амстердам, Шэньчжэнь, Гуанчжоу и Пекин. Из российских городов ближе всех к концепции smart city находится Москва: в последние годы в российской столице идет активное развитие систем видеонаблюдения, управления парковками и трафиком, и хотя здесь еще есть над чем работать, шаги в сторону автоматизации налицо; по уровню развития «электронного правительства» Москва также занимает лидирующие позиции.
Градостроительство
Как правило, любой «умный город» представляет собой комплекс из нескольких подсистем, в каждой из которых используются свои smart-решения для оптимизации текущих процессов и эффективного использования ресурсов. Одна из них – градостроительство. Например, сегодня в процессе архитектурного планирования в крупных городах применяются современные технологии эмуляции, которые позволяют вычислять последствия тех или иных градостроительных решений на основе анализа большого массива данных с помощью искусственного интеллекта.
Если же говорить о самом строительстве, то в настоящее время все чаще прослеживается следующая тенденция: поскольку очевидно, что проще строить с нуля, чем пытаться переделывать существующие здания в «умные», то все больше застройщиков в России и особенно в Москве стараются изначально закладывать в свои проекты различные smart-решения, начиная с видеонаблюдения и «умного» освещения и заканчивая «умным» мусоропроводом и климат-контролем. Учитывая, что на рынке недвижимости довольно много новостроек, подобный подход дает серьезное конкурентное преимущество. Он же используется и при застройке новых районов: в современных городах их стараются планировать с учетом различных smart-систем.
Энергетика и ЖКХ
Одна из основных проблем экстенсивного роста городов заключается в явной нехватке электроэнергии, и если в России она ощущается не столь остро, то для многих стран этот вопрос действительно актуален.
Существуют два пути ее решения: первый – наращивание мощностей, второй – экономия и эффективное использование имеющихся ресурсов. Конечно же, «умные города» идут по второму пути, и зачастую это приводит к впечатляющим результатам. Например, в управлении городским освещением очень большой эффект дает внедрение «умных» ламп, которые следят за текущим уровнем освещенности и подстраиваются под него, тем самым потребляя меньше электроэнергии. Когда же при этом применяются централизованные политики, общее сокращение потребления электроэнергии порой доходит до 30–40% – в масштабах мегаполиса это огромная цифра. Вместе с тем активно развиваются проекты, связанные с использованием альтернативных источников энергии.
Принцип бережного и эффективного использования ресурсов в «умном городе» относится и к системе ЖКХ, а воплотить его помогают «умные» датчики и счетчики. Например, их интеграция с системой водопровода позволяет следить за напором воды, вовремя определять протечки и другие проблемы и оперативно их ликвидировать, что существенно снижает не только потребление воды, но и расходы на эксплуатацию.
То же самое применимо и к остальным сферам ЖХ. С бурным развитием Интернета вещей в последние два-три года наблюдается настоящая экспансия в этом направлении.
Транспорт
Управление транспортной системой в «умном городе» включает в себя довольно много направлений – начиная с управления светофорами и трафиком в городе вообще (когда системы следят за дорожной ситуацией и пытаются подстроить ее под возможности и текущие потребности города) и заканчивая управлением парком общественного транспорта (когда системы отслеживают состояние каждого отдельного транспортного средства и оперативно передают информацию о нем управляющему центру). В последнее время набирают обороты и решения для каршеринга (аренды автомобилей).
Но, наверное, самое ожидаемое событие в данной подсистеме – появление пятого поколения мобильных сетей, поскольку эта технология откроет принципиально новые возможности управления транспортом в городе. Автомобили, оснащенные 5G-модулями, смогут обмениваться информацией о том, что происходит вокруг, в режиме реального времени. В таких условиях беспилотное управление автомобилем станет действительно реалистичным: машины смогут «общаться» друг с другом на расстоянии, вовремя останавливаться, договариваться о том, кто кого пропускает, сообщать друг другу о каких-то дорожных проблемах или, например, о том, что на дорогу вот-вот вылетит ребенок на велосипеде и потому нужно притормозить.
Сети 5G уже сегодня тестируют в разных странах мира. Когда это станет мейнстримом, сказать сложно, но, скорее всего, столь ожидаемый всеми момент уже не за горами.
Общественная безопасность
Основа обеспечения общественной безопасности в «умном городе» – это система видеонаблюдения, которую формируют десятки тысяч установленных в разных точках камер, а также программное обеспечение, которое стоит за этими камерами, т. е. системы распознавания и автоматической обработки изображений, позволяющие с высокой точностью определять, что происходит перед камерами.
Уже сегодня все это находится на достаточно высоком уровне развития: например, системам распознавания удается автоматически вычленять из толпы лица, которые числятся в базе, или определять предметы в руках людей – и если человек держит оружие, то система среагирует на это с высокой степенью вероятности.
В ближайшие годы можно ожидать существенного расширения возможностей: улучшения качества как самого оборудования, так и связанного с ним ПО; уплотнения сетей покрытия видеокамер.
Электронные госуслуги
Во всем мире активно развиваются государственные облака, на базе которых запускаются различные сервисы для населения. В последние годы в нашей стране также наблюдается явный прогресс электронных госуслуг. Например, в Москве на базе портала Mos.ru организована сквозная интеграция со многими важными системами и сервисами для населения, которые так или иначе затрагивают нашу жизнь, и это делает Москву по-настоящему «умной».
Общественные пространства и улучшение качества жизни горожан
Все упомянутые подсистемы «умного города», безусловно, делают жизнь проще и лучше, однако есть отдельная категория решений, направленная непосредственно на повышение качества жизни горожан и при этом не привязанная ни к одной из перечисленных выше подсистем. В качестве примера успешного развития подобных сервисов можно привести Барселону.
Так, по всей столице Каталонии установлено большое количество датчиков, отслеживающих качество воздуха, и есть приложение, которое с учетом информации с этих датчиков каждый день прокладывает новый маршрут для утренней пробежки по ближайшим районам с самым чистым воздухом.
Еще один пример – приложение для поиска и оплаты парковки. По мере вашего продвижения по маршруту оно подсказывает, где поблизости есть парковочные места, в каком количестве и какова их стоимость. Вы можете кликнуть на одно из них, и приложение зарезервирует для вас это место на 15 минут.
В России не хватает такого живого креатива во многом потому, что в стране пока нет в достаточном объеме соответствующей ИТ-инфраструктуры, которая позволила бы подобным сервисам эффективно функционировать.
От чего зависит развитие «умных городов»
«Умные города» в разных странах развиваются с разной скоростью, и это вполне закономерно. Часто развитие идет медленно не потому, что кто-то плохо работает, а просто в силу того, что масштабы проектов слишком велики.
Еще один фактор, который тормозит развитие «умных городов», – унаследованная инфраструктура. Конечно, есть отдельные «умные города», построенные или строящиеся с нуля, например южнокорейский Сонгдо или Масдар-Сити в ОАЭ, для которых эта проблема не стоит вообще. Но все же большинство проектов в области smart city сегодня реализуется в уже существующих городах, каждый из которых обладает обширной и местами устаревшей инфраструктурой, с которой приходится как-то интегрироваться. Тут нередко возникают различные сложности. Например, старую водопроводную систему нельзя не только снабдить «умными датчиками», но и трогать ее в принципе – такую ситуацию сложно представить в Москве, но для каких-то регионов она вполне реалистична. Не все светильники интегрируются с датчиками освещенности, и иногда, для того чтобы ввести «умное освещение», приходится все сносить и строить с нуля, хотя такой подход не всегда применим и оправдан с финансовой точки зрения. Подобных примеров масса.
Кстати, и денежный вопрос также играет важную роль в развитии «умных городов», ведь для того, чтобы их построить, требуются огромные инвестиции. Причем мало внедрить какие-то решения и навесить датчики – все это нужно еще и регулярно обслуживать.
Представьте себе, например, сколько средств уходит на эксплуатацию инфраструктуры в китайском Шэньчжэне, где одних только водопроводных датчиков свыше 2 млн. Поэтому при внедрении решений smart city очень важно ответить на ключевые вопросы: за чьи деньги все это будет строиться и работать и какая от этого будет финансовая отдача.
Наконец, на темпы строительства «умных городов» оказывают огромное влияние и вопросы безопасности. Как только ваши вещи и города становятся «умными», тут же появляется оборотная сторона медали: например, к вашему условно «умному» счетчику может получить доступ злоумышленник.
Тут речь идет уже не просто об информационной безопасности, а о безопасности физической, потому что ЖКХ вторгается в сферы, которые касаются непосредственно жизни и здоровья людей. Если хакеры положили ваш сервер, это может быть обидно и ужасно неудобно, но от этого вы не умрете. Если же вам затопили квартиру или устроили в ней пожар, взломав систему водопровода или отопления, это может угрожать вашей жизни и жизням ваших соседей.
Таким образом, сегодня нужно думать не только о том, как сделать город «умным», но и о том, как сделать его инфраструктуру безопасной. Конечно, уже сейчас существуют достаточно эффективные решения, направленные на устранение подобных угроз, однако все они должны быть архитектурно заложены в адекватные системы безопасности, и внедрение подобных систем требует всестороннего рассмотрения экспертов, а также, опять-таки, немалых финансовых вливаний.
Понятно, что стопроцентную гарантию безопасности не может дать никто и никогда, но максимально обезопасить горожан от подобных угроз – долг того, кто сегодня строит «умные города».
Что ожидает города будущего
Несмотря на то что отдельные технологии smart city внедряются повсеместно, города, где хотя бы две трети инфраструктуры составляют «умные» системы, сегодня можно пересчитать буквально по пальцам одной руки.
Тем не менее концепция идеального «умного города» – это то, к чему все постепенно движутся. Я не верю, что процесс будет стремительным, – такие масштабные проекты априори не могут реализовываться быстро, однако развитие в данном направлении будет стабильным. В первую очередь крупные и успешные проекты в области smart city будут развиваться там, где есть деньги, т. е. в мегаполисах, таких как наша Москва.
