Программа «Умный город» поможет выйти на новый уровень развития городских электронных сервисов и услуг. Концепция "Умный город": основные положения, описание, устройство, примеры

В рамках концепции Интернета вещей (Internet of Things,IoT ) одно из наиболее популярных направлений развития - это концепция «умный город» (Smart City). Фундаментальным принципом «умного города» является внедрение информационных технологий и объектов IoT в городскую среду. Ожидается, что такой подход позволит усовершенствовать систему управления и взаимодействия государства с обществом, повысит качество и эффективность работы городских служб, а всё вместе качественно изменит жизнь населения.

Главным активом города будут являться: люди, процессы и технологии.

Концепция Умного города характеризуется тремя базовыми параметрами:

Технологичность.

Интеллектуализация.

Фокусировка на стиле жизни. «Умный город» должен быть экологичным, безопасным, энергоемким, открывающим широкие возможности и обеспечивающим максимально комфортную жизнедеятельность.

Среди первоочередных отраслей, нуждающихся в интеллектуальной модернизации, являются государственное управление, инфраструктура города и экономика. Основные направления развития данных секторов представлены в таблице.

Таблица – Важнейшие направления развития «умного города»

Например, концепция в этих направлениях может проявляется в следующих признаках. Инновационная экономика должна быть самодостаточной и независимой от природно-углеродных ресурсов. В городской инфраструктуре необходимо внедрять экономные и возобновляемые источники энергии. В государственной ветви должна вестись работа по повышению конкурентоспособности капитала, как финансового, так и интеллектуального и человеческого.

Дорожная карта развития «умного города»

Дорожная карта развития «умного города» предлагает следующий путь реализации концепции.

ЗАЧЕМ нужен «умный город» ?

Во-первых, городам следует изучить свое общество. Успех невозможен без цели, поэтому необходимо исследовать потребности граждан и бизнеса, их интересы, уникальные черты, образ мышления, уровень образования, возрастную структуру и прочее, чтобы понять, для чего населению нужен «умный город», каким они хотят его видеть и что он должен изменить в их окружении.

КАК реализовать концепцию «умного города» ?

Во-вторых, когда будет определено «зачем», необходимо проработать стратегию «как» реализовывать концепцию. А именно: как будут распространятся инициативы «умного города», каковы функции и цели такой политики?

КТО заинтересован в создании «умного города» ?

Преимущества «умного города» нацелены, в первую очередь, на населения, на улучшение его условий жизни. Поэтому идея должна поддерживаться гражданами. Они должны быть заинтересованы в ее развитии и внедрении и над их вовлеченную в процесс также необходимо работать. Например, повышать прозрачность процессов, расширять возможности в управлении через системы электронного правительства и т.д.

Однако перед тем, начать работу по указанным выше трем направлениям, важно понять, ЧТО представляет собой городское сообщество. Какое оно в настоящем, каковы его географические границы, как оно взаимодействует с округой.

Работа, проведенная по представленному алгоритму, позволит изучить процессы общества, определит потребности населения и сформулирует под них цели и средства их достижения.

Стандартизация концепции «умного города» в России

Проекты по созданию «умного города » формируются и в России. Разработкой стандартов «умных городов» занимается Национальный центр информатизации (далее - НЦИ). Необходимость появления стандартов продиктована тенденциями: интерес к концепции значительно растет, появляются всё новые и новые проекты, между которыми нет согласованности. Единые критерии позволят обобщить знания, объединить усилия и идеи, предпишут, какой город считать «умным» и ускорят его строительство. В то же время, стандарты должны быть динамичными, изменяясь в процессе воплощения плана, чтобы соответствовать текущим потребностям общества.

Недавно стало известно, что в ближайшее время в России будет сформирован технический комитет по стандартизации «Кибер-физические системы». К его задачам, в том числе, относится стандартизация «Умного города» (Smart citiy), а помимо него «Интернета вещей» (Internet of things), «Больших данных» (Big data) и «Умного производства» (Smart manufacturing).

В рамках концепции «умного города» могут появиться следующие общенациональные стандарты:

ГОСТ «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 1. Структура бизнес-процессов Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145–1);

ГОСТ «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 2. Структура управления знаниями Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145–2);

ГОСТ «Умный город. Эталонная структура ИКТ. Часть 3. Инженерные системы Умного города» (гармонизация с ИСО/МЭК 30145–3);

ГОСТ «Умный город. Показатели ИКТ» (гармонизация с ИСО/МЭК 30146).

В России делают первые шаги по разработке нескольких Smart cities. Например, один из них в вблизи Казани реализует компания JLL. Под Санкт-Петербургом ведутся работы над городом-спутником Южный. Есть несколько пилотных проектов по созданию «умных» районов в Московской области. Способствовать интеллектуализации городов в России должны технологии М2М и модернизация образования.

Machine-to-Machine (М2М) – это межмашинный обмен информацией или ее односторонняя передача. Технологию ожидает большое будущее и широкий спектр применения в концепции «умного города». Например, в датчиках «умного» дома для контроля таких его параметров, как температура воздуха, уровень освещения и т.д. Помимо «умного» дома, М2М-решения встраивают во многие системы: платежи, охрана и безопасность, навигация, ЖКХ, вендинг, здравоохранение и т.п.

В образовании ведется работа по внедрению «Электронной образовательной среды РФ», а также предпринимаются действия для полного перевода профильных учреждений на электронные учебники. Данные мероприятия являются частью комплексной программы Государственной информационной системы (ГИС) в сфере образования России. Информационная экосистема позволит сократить издержки в сфере образования, а также способствует реализации федерального общероссийского магазина образовательного контента и технологий (EDU.RuStore).

Города развиваются, меняются и приспосабливаются к окружающим условиям как любой живой организм. Экономические, политические и экологические изменения среды их обитания заставляют одни города разрастаться, а другие уменьшаться. Каждый город реагирует на эти изменения абсолютно по-своему, по-своему отвечает на региональные, национальные и глобальные вызовы.

Представьте себе час пик в большом городе. Люди спешат домой после тяжелого трудового дня. Мимо проносятся беспилотные автомобили; по специально оборудованным безопасным дорожкам, обособленно от моторизованного движения и потока непредсказуемых пешеходов и велосипедистов.

По мере наступления вечера установленные в помещениях датчики регулируют температуру окружающего воздуха и включают освещение; люди управляют телевизорами, радио, и даже подачей воды в ванной жестами, не вставая со своих кресел.

Тем временем датчики, установленные на улице, отслеживают состав воздуха и готовы моментально оповещать жителей при достижении в атмосфере опасного уровня отравляющих веществ. Уборка городского мусора планируется компьютером, который автоматически получает данные о наполнении мусорных баков. Системы планирования уличного движения постоянно отслеживают и корректируют потоки трафика, благодаря чему пробки и аварии остаются в прошлом. Все функции городских систем управления незаметно для горожан оптимизируются, делая жизнь проще и эффективнее.

Концепции «умного города» выглядят как новаторские. На самом деле, это не так, и в будущем мы скорее всего не увидим города, в которых вся инфраструктура управляется из единого центра. Сооснователь компании DOM Builders урбанист Фёдор Новиков рассказывает, как на смену «умному городу» придёт прямая координация действий между жителями.

«Умный город» звучит футуристично, но эта концепция основана на устарелых принципах городского управления. В ранних версиях «умных городов» предлагалось создать всеобъемлющую городскую инфраструктуру, управляемую из единого центра местными властями. Иначе говоря, вертикальное городское управление, доведенное до крайности.

Интернет, особенно мобильный, создал среду, которая посягает на базовые принципы вертикальной городской власти. Сама возможность напрямую соединять людей или устройства стимулирует возникновение новых моделей поведения, в рамках которых в правительстве, как в единственном координаторе всего, уже нет нужды. С развитием новых систем и моделей поведения, изначальная концепция «умного города» уйдет в прошлое.

Кто придумал умные города

Чтобы понять врожденные болезни и принципы, лежащие в основе «умного города», мы должны изучить происхождение этой концепции и её популяризаторов. Первые концепции «умного города» фокусировались на инвестициях в развитие инфраструктуры. Предлагалось установить по городу миллионы устройств, которые бы контролировались из единого центра.

Пример "умного города" с централизованной координацией от Cisco

Разумеется, крупные IT-разработчики и производители техники поддержали такое видение города. Они только рады продавать, устанавливать и обслуживать всю эту инфраструктуру. Одно время не было консенсуса относительно термина «умный город». Люди говорили о «лучших городах», «связанных городах», «цифровых городах» - почти все эти названия принадлежат корпорациям вроде HP, CISCO, IBM. То, что позиционировалось как научное видение будущего, на самом деле, является лишь брендингом и маркетингом.

Пример "умного города" от Argo, в котором есть функция централизованной координации

Чтобы внедрить инфраструктуру в подобных масштабах, необходимы значительные капиталовложения из местных бюджетов. Следовательно, такая программа могла быть осуществима лишь в рамках вертикальной городской системы финансирования и управления.

Для крупных корпораций ставки были необычайно высоки. При помощи лишь одного контракта целый город был бы на всю жизнь оснащен оборудованием, произведенным определенной корпорацией.

Идея единого контрольного центра нашла поддержку у муниципальных бюрократов. Такая система гарантировала бы увеличение их власти. Монополия на посредничество между жителями - это весьма соблазнительно.

Город соседей

Мы по умолчанию привыкли к вертикальному планированию городской инфраструктуры. Это наследие XX века, однако так было не всегда. До индустриализации население большинства российских, американских и европейских городов едва достигало 30 000 человек. Весь город можно было за полчаса пересечь пешком или на лошади. Все жители буквально помещались на центральной площади. Части города были им прекрасно знакомы, да и сами они так или иначе поддерживали связь друг с другом. В целом, это были города соседей.

Каналетто на площади Святого Марка в Венеции

Из-за размера городов идеи по созданию частной инфраструктуры были экономически целесообразны. Разработка большинства проектов велась частными предприятиями или объединениями. Бруклинский мост, нью-йоркское метро и электросети - все это было создано на частные деньги. Частные концессии были распространены и в дореволюционной России.

Горожанин - Правительство - Горожанин

Волны индустриализации привели к беспрецедентному росту населения и площади городов. В связи с этим городская культура изменилась от города соседей к городу незнакомцев.

Чем больше было население города, тем слабее становились связи между жителями. Из-за отсутствия средств прямой коммуникации между людьми, возникла необходимость в координаторе. Городские власти заполнили этот вакуум и стали выполнять роль посредника между горожанами.

Шло время, и власть, которой была наделена городская администрация, лишь росла, равно как и перечень её компетенций. В результате города существовали в виде вертикальных систем на протяжении целых поколений.

Горожанин - Горожанин

Возникновение интернета, особенно мобильного, предоставило новую инфраструктуру, заполнившую вакуум между жителями городского центра. Именно это концепция «умного города» не учла. Никто не мог подумать, что интернет посягнет на основную роль местных властей как посредника между жителями. Какими бы большими ни были города, благодаря интернету, у жителей появилась возможность создавать независимые координационные платформы. У местных властей больше нет монополии на посредничество между людьми.

Мобильный интернет особенно важен. Это первая технология, которая одновременно: соединяет пользователей (или объекты), постоянно меняющих свое местоположение; обеспечивает прямое взаимодействие между кем (или чем) угодно из любой точки города. У людей, компаний, НКО и университетов вдруг появилась возможность создавать координационные платформы для любого количества городских жителей.

Новая элита власти: частные платформы

Мобильные технологии меняют распределение власти в современном городе. Кто сильнее всего влияет на жизнь города? Раньше это был мэр и его (или её) чиновничий аппарат. Сейчас же инициаторами изменений все чаще становятся технологические организации.

Новые технологические возможности привели к возникновению частных городских экспериментов (то есть «стартапов»). Пока что самые успешные и заметные из них находятся в транспортной сфере.

Местные власти действуют в качестве посредника, регулируя поставки услуг в индустрии такси. Несколько стартапов поменяли эту схему, предоставив частные платформы, которые связывают клиентов и поставщиков услуг напрямую. Они являются чем-то большим, нежели обычными службами такси, среди их услуг даже есть совместные поездки - вид координации пользователей, который раньше был просто невозможен. В Lyft Line они составляют почти 50% от всех запросов в Сан-Франциско.

Автобусы для работы в Сан-Франциско

Есть и другие эксперименты, посягающие на вертикальную систему планирования транспортных маршрутов: Chariot составляет частные маршруты через краудфандинг. А в Bridj фиксированных маршрутов вообще нет.

Как устроен каршеринг в Uber

Парковка это еще один пример сферы жизни, в которой местные власти являются посредником. В департаменте высчитывают необходимое количество парковочных мест и среднюю цену за каждое. В теории, так достигается равновесие, но на практике оказывается, что спрос на парковку - вещь крайне непостоянная, как во времени, так и в пространстве. Мобильный интернет дает возможность создавать похожие платформы, которые динамически отражают реальный спрос на парковочные места. Вот несколько стартапов, которые именно этим и занимаются: MonkeyParking (запрещен в Сан-Франциско), JustPark (возможность забронировать собственную подъездную дорожку).

Ключевое значение имеет возможность масштабировать эти платформы. Местные власти связаны географическими ограничениями одного города. А каждая интернет-платформа может охватывать десятки городов. Исследователям и студентам городского планирования необходимо как можно скорее в полной мере оценить значение этого фактора. Чего бы вы хотели: улучшить один город или сотню?

Переработка субпродуктов данных

Оригинальное видение «умного города» требовало централизованной установки миллионов сенсоров, камер и трансмиттеров, которые бы собирали информацию о жизни города. Оказалось, что значительную часть этих данных можно собирать без бюджетных затрат на централизованную инфраструктуру. Все больше информации генерируется коммерческими и негосударственными организациями, это своего рода побочный продукт их основной деятельности.

Операторы мобильной связи, банки, службы доставки и логистики - у всех есть приличное количество данных, которое можно переработать для анализа и планирования жизни города. Значительная часть этой информации пока не находится в общественном доступе, либо сложна для генерации, однако эти проблемы можно решить без правительства в качестве единственного посредника-интегратора.

***
Раннее видение «умного города» склонялось к вертикальной системе городского управления. Оно было на руку IT-компаниям и производителям техники, ведь в рамках централизованной инфраструктуры города бы зависели от стандартов, навязанных этими компаниями. Интернет, особенно мобильный, меняет расстановку сил в современных городах. Он предоставляет инфраструктуру, которая заполняет вакуум коммуникаций между жителями города. Что, в свою очередь, отторгает вертикальную систему управления. Муниципальные власти перестали быть монополистами в посредничестве между жителями.

Мы свидетели того, как власть постепенно переходит к частным посредникам, а в скором будущем - к платформам прямой самоорганизации жителей.

Первая ласточка.

Проект Fujisawa Sustainable Smart Town уже воплощается в жизнь. Данную модель проекта компания Panasonic планирует распространить по всему миру, положив начало старту создания городов нового типа.
Насколько это все для нас будет хорошо, время покажет.

Мы не умеем предсказывать будущее, но вполне способны представить, какой будет жизнь в крупных мегаполисах. В первую очередь городские центры будут еще более густо населены: ожидается, что 75% населения Земли будет проживать в городах к 2050 году. Как следствие, мегаполисы, перегруженные и в настоящее время, в будущем будут испытывать еще большие проблемы с нагрузкой, инфраструктурой и транспортом.

Эти проблемы призваны решить инновации для городов, которые внедряются и тестируются во многих странах уже сегодня. По данным исследовательской компании ABI Research, к 2016 году города мира в совокупности потратят $39.5 млрд на смарт-технологии.

Существуют амбициозные проекты городов будущего, в которых уже живут люди. Вот, например, 4 города, которые активно внедряют технологии и то, чем они могут стать к 2030 году.

Сонгдо, Южная Корея

Один из крупнейших проектов умных городов - строящаяся с 2003 года международная экономическая зона Сонгдо. Его стоимость оценивается в 35 млрд долларов США.
Сондго расположен неподалеку от центра города Сеула, рядом с международным аэропортом Инчхон . Его планируют сделать одним из самых важных бизнес-центров во всем мире. Город использует в своих интересах программы Cisco, чтобы предоставить высокоуровневую возможность взаимодействия между жителями. В 2015 Сондго будет вмещать 80.000 жителей на области площадью в 610 гектаров, становясь шире и больше за счет недвижимости, построенной частными инвесторами. “Этот генеральный план включает разнообразное множество программируемых элементов и разработан, чтобы стать дружественным для пешеходов городом, с очень высоким уровнем жизни. Здесь будут массово использоваться высокие технологии, с многочисленными зелеными зонами, и развлекательными парками” - комментирует свой проект KPF Kohn Pedersen Fox Associates.

Несмотря на то что полная реализация проекта не ожидается в этом десятилетии, в Сонгдо уже живут 40 тысяч человек и еще 55 тысяч ездят сюда на работу каждый день. В 2016 году здесь будет построено свыше 400 зданий, в том числе самый высокий в Южной Корее небоскреб. Все эти здания будут буквально напичканы технологиями. Инфраструктура Сонгдо основана на сетевых технологиях, объединяющих все эксплуатационные системы в единое целое. Таким образом, жители смогут управлять средой обитания. Так, например, одним нажатием кнопки в удаленном режиме они смогут управлять всеми процессами у себя дома, связанными с потреблением энергии - от освещения до кондиционирования воздуха.

Каждый житель города имеет смарт-карту, которая является его личным ключом ко всему в городе: поездке в метро, оплате парковочного места, просмотру фильма, прокату бесплатного общественного велосипеда и др. При этом карта не идентифицирует пользователя соответствующей услуги.

Для Сонгдо была разработана уникальная система утилизации отходов: в домах установлены пневматические мусоропроводы, которые «высасывают» бытовой мусор и сортируют его. В будущем планируется, что отходы будут доставляться прямо на метановый завод, производящий топливо для двигателей.

Для решения транспортной проблемы в городе также реализуется ряд инновационных решений. Например, подземные парковки (95% парковок в Сонгдо находится под землей) или электронные дорожные знаки, автоматически меняющиеся в зависимости от плотности автомобильного и пассажирского потока. Кроме того, к единой городской сети будут подключены электромобили и машины с водородными двигателями.

Мальме, Швеция

Города будущего - это не только «умные» жилые IT-сети. Городские инновации также подразумевают новые способы экономии энергии и создания экологически чистых инфраструктур.

Некогда шведский город Мальме был загрязненным промышленным центром с атомными электростанциями. Однако в 2000 году городские власти закрыли оба завода и пообещали сделать Мальме углеродно-нейтральным к 2020 году и способным работать на полностью возобновляемые источники энергии к 2030 году.

Уже к концу этого года весь городской парк транспортных средств города планируют перевести на альтернативное топливо - водород, электричество или биогаз, последний из которых создается из собираемых пищевых отходов.

Один из районов Мальме - Западный порт - превратился в полигон для строительства, так называемой, устойчивых зданий (sustainable building). Это инновационная архитектура, подразумевающая длительный срок эксплуатации, использование экотехнологий, нулевые выбросы вредных отходов и общее благосостояние проживающих.

В этом порту на месте бывшего завода работает ветровая турбина, обеспечивающая энергией часть города. Район также использует систему, так называемых, аквиферов или водоносных горизонтов, позволяющих собирать и хранить дождевую воду, чтобы в дальнейшем использовать ее для обогрева или охлаждения домов.

Кроме того, в этом районе для всех застройщиков действует правило - крыши и участки стен домов должны быть покрыты растительностью.

Площадь инновационного района МАльме сможет вместить 10000 человек и предоставить около 20000 рабочих мест.

Нью-Йорк, США

Конечно, Нью-Йорк больше ассоциируется с обилием небоскребов, заторами, отходами и культом потребления, чем с экологическими технологиями и зеленым дизайном. Однако эту репутацию планируют изменить в ближайшие десятилетия. Дизайнеры и разработчики уже начали реализацию нескольких проектов застройки неиспользуемых участков города зданиями устойчивой архитектуры.

Один известный городской дизайн-проект в Нью-Йорке - Lowline планирует строительство подземного зеленого парка на заброшенной троллейбусной станции, которая будет использовать солнечные батареи для освещения места, а также стимулирования роста растений и деревьев.

Еще один интересный экопроект - Plus Pool, большой общественный бассейн, заполняемый, отфильтрованной сточной и речной водой, безопасной для плавания. Проект находится в стадии тестирования и полностью финансируется краудфандингом (на сайте Plus Pool можно приобрести именную плитку в будущем бассейне).

Масдар Сити, Абу-Даби, ОАЭ

Кружевная прохлада улиц города, расположенного в знойной пустыне; бесшумный транспорт, скользящий по ним; зеленый оазис с пальмами, искусственными водопадами и водоемами там, где земля летом не ведает дождя. Что это? Глава из фантастического романа? Нет, это новый город в Объединенных Арабских Эмиратах.

Масдар Сити в пригород Абу-Даби еще не заселен, как Сонгдо, но стремится быть глобальным эталоном для умных городов с низким уровнем выброса углеродов, которые работают в основном на возобновляемые источники энергии.

Masdar в переводе с арабского означает «источник». Ключевая роль этого города – построение своего рода тест-лаборатории для компаний, занимающихся экотехнологиями, исследовательских институтов и государственных организаций со всего мира. Появившиеся тут новые изобретения потом будут реализованы не только в ОАЭ, но и в других странах.

Удивительно, но страну, являющуюся крупным экспортером нефти, настолько озаботили вопросы энергетической безопасности, изменения климата, сохранения водных ресурсов и защиты природы, что правительством решено было создать особое место, где специалисты со всего света могли бы работать над разрешением этих проблем.

Особенностью архитектуры города будут ажурные конструкции, закрывающие на уровне крыш почти все улицы города и позволяющие даже в жаркий полдень сохранять прохладу. Этот полог создаст необычное чувство уюта, а также значительно сократит затраты энергии на кондиционирование зданий города.

Проект города был разработан студией Foster + Partners, их основная идея – сочетание традиционной архитектуры страны и архитектуры урбанизированных регионов. Использование существующих и прогрессивных материалов для сокращения потребления энергии станет моделью для других городов будущего. Например, потребление энергии на душу населения в Масдаре будет сокращено на 25 % по сравнению со стандартными показателями.

Масдар будет зоной, свободной от транспорта с двигателями внутреннего сгорания и промышленных предприятий, оказывающих негативное влияние на окружающую среду. Улицы города предназначены для пешеходов и велосипедистов, а транспортное сообщение будет представлено высокоскоростным персональным (электромобили) и общественным (монорельсовая система скоростных поездов) транспортом.

Строительство Масдара началось в феврале 2008 года в свободной торговой зоне, в 17 км к юго-востоку от города Абу-Даби. Энергоснабжение города будет полностью осуществляться от установок, использующих солнечную энергию и другие возобновляемые источники энергии.

Запланированная площадь города составляет 6 км 2 , он станет домом для 50 000 человек, также планируется разместить около 1500 коммерческих и производственных предприятий, чья деятельность будет концентрироваться на изучении и производстве экологически чистых продуктов.

Энергоснабжение

Самым первым объектом строительства будет солнечная электростанция мощностью от 40 до 60 МВт, которая будет источником питания для всех других строительных работ. По мере развития города дополнительные фотоэлектрические модули будут размещены на крышах вновь построенных домов, чтобы позволит довести энергоснабжение города до 130 МВт. За пределами города будут установлены ветрогенераторы, способные производить до 20 МВт, в настоящее время рассматривается возможность использования также и геотермальной энергии.

Водосбережение и переработка

Еще один акцент в развитии экогорода – бережное использование воды. В разработке водосберегающих решений принимала участие компания Grohe. Все решения, предназначенные для Масдара, тщательно отобраны в соответствии с технологиями и принципами эффективного потребления воды в повседневном режиме.

Завод по опреснению воды, работающий также на солнечных батареях, будет служить источником водоснабжения города. Потребный среднегодовой расход воды в Masdar City запроектирован на 60 % ниже, чем у среднестатистического европейского города, имеющего аналогичный размер и плотность населения. С помощью чего будет достигнуто столь рекордно низкое водопотребление? Около 80 % воды, используемой для водоснабжения Masdar, будет перерабатываться и сточные воды будут повторно использоваться там, где это возможно. В частности, очищенная вода будет применяться для орошения сельскохозяйственных культур и других целей.

План Масдар состоит в том, чтобы повторно использовать воду столько раз, сколько это возможно. Например, будет опробована инновационная идея – так называемое «восстановительное орошение», предполагающее сбор остатков воды после полива сельскохозяйственных культур.

В чем суть этого метода? После полива вода проходит через верхние 1 или 1,5 м почвы и удовлетворяет потребности растений в воде. Ниже располагаются подземные системы сбора и собирают излишки воды. Это воду можно использовать для орошения на другой день или направить на другие цели.

Будет сделана также попытка сократить количество отходов жизнедеятельности города до нулевого значения. Биологические отходы будут использоваться для создания богатых питательными веществами почвы и удобрений, и некоторые из них могут также быть использованы для сжигания в качестве дополнительного источника энергии. Промышленные отходы, такие как пластик, металлы, будут переработаны или повторно использованы для других целей.

Масдар настолько предан этой концепции, что даже запретил неэлектрическим автомобилям подъезжать к городу ближе, чем на две мили.

Вместо выработки энергии посредством сжигания нефти, угля или газа, Масдар получает энергию от солнечных ферм. Городом потребляет 20% энергии от той, какой необходим для обычного города такого же размера.

Впрочем, чиновники оттеснили дату завершения проекта Масдар до 2025 года, и проект претерпел некоторые неудачи в развитии, однако многочисленные инвесторы и компании видят в этом городе большой потенциал. Компания Siemens открыла здесь свою ближневосточную штаб-квартиру в прошлом году. Массачусетский технологический институт (MIT) помог основать Масдарский институт науки и техники в 2009 году. Город открыт для предпринимателей и изобретателей в экологической сфере и обещает в будущем поселить до 50 тысяч человек. Власти ОАЭ надеются, что в будущем все города Земли будут подобны Масдар.

Традиционное планирование подразумевает, что эффективность достигается за счет стандартизации всех элементов. Действительно, если сделать все дороги, элементы освещения, перекрёстки и здания одинаковыми, то можно добиться существенной экономии затрат и заметно ускорить процессы строительства, развития и модернизации городов. Однако Ингеборг Рокер считает, что подобно тому, как с медицинской точки зрения уникальность каждого пациента диктует необходимость в индивидуальном выборе лечения, мы не можем применять один и тот же подход к проектированию различных городов. По её мнению, города следует рассматривать и планировать как живые организмы, где каждый элемент и каждый житель является частью единого целого. Изменения – какими бы незначительными они ни были – нельзя предпринимать, не изучив предварительно влияни е этих изменений на весь организм города и на его окружающую среду.

Изучение характера взаимодействия между людьми и системами уже сейчас выявило определенные модели взаимодействия, которые никак нельзя назвать стандартными, – говорит Ингеборг Рокер.– Если проанализировать модели поведения и взаимодействие между людьми и системами, например, транспортными системами или системами ликвидации и переработки отходов, то можно создавать города, которые будут одновременно динамичными, высокоэффективными и экологически сбалансированными, но при этом совсем другими.

Да, городской стиль жизни оказывает влияние даже на самые отдалённые регионы нашей планеты. Чтобы сохранить экологическую сбалансированность, нам следует найти способы ограничивать влияние роста урбанизации на нашу геосферу.

Сталкиваясь с понятием «умный город», многие люди начинают представлять футуристические панорамы, описанные в различных сюжетах писателей-фантастов: парящие машины, роботы, лазеры, голографические объекты… Но что в действительности делает город «умным»? Какие технологии для этого используются уже сегодня?

Что такое «умный город»?

Что такое «умный город»?

Умный город, известный так же как «интеллектуальный город», «цифровой город» - понятие, на которое у целого ряда специалистов имеются различные точки зрения. Их суждения пока сходятся лишь в одном: умный город неправильно определять только лишь как местность, насыщенную технологиями. Технологии в этом случае выступают скорее средством для достижения универсальной цели – формирования благоустроенной городской среды. А «разум» города – это в первую очередь диалог с местным населением и формирование совместного будущего в согласии с их стремлениями, а также образом действий. То есть, «умный город» – это город, который применяет высокие технологии для осуществления коммуникации, чтобы плодотворно использовать имеющиеся ресурсы для повышения уровня жизни, меньшей степени нанесения урона окружающей среде, для поддержки внедрения инноваций, а также для рационального использования энергии и экономии затрат. Примером здесь могут выступать: открытость правительства, высокая степень вовлеченности граждан в управленческие процессы, целесообразность застройки, повсеместная доступность интернета, пространства для велосипедистов, наличие городских on-line сервисов и др.

Благодаря чему функционирует «умный город»?

В ряде стран приводятся в действие амбициозные проекты по развитию современной городской инфраструктуры на базе использования современных технологий. Умный город обязательно должен располагать квалифицированным управленческим и аналитическим ресурсом, чтобы как можно более точно прогнозировать возможные негативные тенденции. Для устранения недостатков современных городов производятся и тестируются новые IT-системы, в которых используется аналитика Big Data (массивы данных о гражданах города), комплексное компьютерное моделирование, применяются результаты новейших научных исследований в области социологии и поведения людей. Поэтому в проектах умных городов важно учитывать разнообразные подходы – от исследования поведения людей до управления ресурсами и инфраструктурой. По своей сути, это сеть переплетенных механизмов, а информационно-коммуникационные технологии позволяют визуализировать их взаимодействие, управлять текущими потоками, которые охватывают не только городские структуры разного уровня, но и пригород, а в отдельных случаях даже другие города. С позиции ИКТ важны общая оптимизация в различных сферах, сбалансированность материальных ресурсов, которые включают позиции от городского бюджета до продуктов питания и отходов, а также нематериальные – городское население, энергия, информация.

Где впервые начали использовать такие технологии?

Идея Smart City родилась в приморском испанском городе Сантандер, после того, как Евросоюз выбрал это место в качестве экспериментального проекта для воплощения концептов умного города. Еще 6 лет назад в центре Сантандера установили более двенадцати тысяч сенсоров, которые диагностируют если не все, то определенно многое: количество мусора в баках, свободные места на парковках, соотношение машин и пешеходов. Более того, датчики на автомобилях полисменов высчитывают степень загрязненности воздуха. Среди прочего, было внедрено управление светофорами. Например, звуковой датчик на определенном светофоре распознает рев сирены пожарной машины или кареты скорой помощи, а затем посылает сигналы другим светофорам и все они настраивают свою работу для того, чтобы быстрее освободить дорогу на отдаленных участках. Своего рода мотивацией для формирования умного города послужили экономические трудности в Испании: например, благодаря сенсорам уменьшились расходы на уличное освещение. Автоматический контроль за наполняемостью мусорных баков позволил властям сократить расходы на энергию, поскольку мусор впоследствии стали вывозить быстрее. Определенный массив данных со временем стал доступен как для жителей города, так и для туристов благодаря разработанному мобильному приложению. Таким образом, мы можем видеть, что с распространением такого рода технологий город становится умнее, он идет на контакт, жители имеют представление о том, как он функционирует и согласно существующей системе планируют своё повседневное расписание. На оборудование Сантандера потратили 11 миллионов евро.

Какие еще примеры «умного города» существуют в мире?

В 2014 году в Копенгагене положили начало воплощению масштабного проекта, который перестроит город в унитарную систему, благодаря использованию ряда технологий и управленческих решений. Система уже настроена на экономию электроэнергии, повышение уровня безопасности в городе и сокращение загрязнений окружающей среды. Умными городами, называют также Хельсинки, Ванкувер, Вену, Сингапур, Нью-Йорк, Токио, Сеул, Амстердам, Лион. Следуя примеру более развитых коллег, город Богота повысил свой имидж, ликвидировав трущобы и средоточия нарушителей закона ради превращения в один из развивающихся «зеленых» городов. Теперь это один из самых экологически развитых городов Латинской Америки: столица Колумбии внедрила «умную» систему общественных перевозок, десятки километров велосипедных дорожек и более тысячи городских зеленых культур. Таким образом, в городе существенно улучшилось качество воздуха и воды, а также завершилась торговля природными ресурсами.

Развиваются ли «умные города» в России?

В некоторых российских городах уже ведутся эксперименты по введению «умных» технологий. Прежде всего, это затрагивает крупные мегаполисы, чьи бюджеты позволяют применять на практике отдельные сервисы. Например, в Москве уже активно используются интерактивные службы в сфере ЖКХ и транспорта. Крупные проекты по развитию в области обеспечения безопасности и разумного управления городским коммунальным хозяйством стартовали в Санкт-Петербурге и Казани. Внедрением «умных» технологий в российских городах занимаются крупнейшие международные ИТ-компании, такие как IBM, Cisco и ряд других. В частности, реализуемый Cisco проект «Умный и безопасный город Казань» предусматривает единую городскую сеть Wi-Fi и видеонаблюдения, контроль городской среды и экологической обстановки, интеллектуальную транспортную систему - комплекс датчиков транспортных потоков, центр обработки и управляемые светофоры. Предполагается, что в итоге реализации проекта затраты в сфере ЖКХ снизятся на 80%, на уличное освещение - на 40% и на 50 %, повысится эффективность пользования общественным транспортом.

Умный город (калька с английского smart city) – это взаимосвязанная система коммуникативных и информационных технологий с интернетом вещей (IoT), благодаря которой упрощается управление внутренними процессами города и улучшается уровень жизни населения.

Интеллектуальный город выполняет две важные задачи:

• сбор и передача данных представителям управления;
• налаживание обратной связи между администрацией и горожанами, благоустройство среды.

Согласно данным исследования компании McKinsey, к 2020 г. количество smart cities на всей планете возрастет до 600.

Плюсы смарт сити заключаются в повышении уровня жизни граждан и в уменьшении издержек рабочих процессов благодаря автоматизации деятельности, не требующей применения аналитических навыков.

Термин «умный город» был введен относительно недавно, и однозначного толкования этого понятия до сих пор нет. Однако эксперты сошлись в том, что основной источник управления смарт сити – данные о населении.

Цифровые города постоянно улучшают свои функции за счет непрерывной обработки и обновления сведений. Интегрированные датчики собирают информацию, полученную от жителей города и с помощью электронных устройств. После анализа собранных данных происходит оптимизация, решающая проблемы неэффективности.

Компоненты системы интеллектуальных городов:

• Видеонаблюдение и фотофиксация;
• Интеллектуальные транспортные системы (ИТС);
• Единая система экстренного вызова (пример – «Система-112» в России);
• Единая диспетчерская служба и ситуационные центры;
• Интернет вещей (IoT);
• Пятое поколение мобильной связи (5G).

Эти инструменты сбора и анализа информации используются для улучшения функционирования транспортной развязки, медицины, промышленности и других сфер, формирующих модель цифрового города.

В декабре 2017 г. сотрудники Научно-исследовательского института технологий и связи определили семь основных направлений цифрового поселения.

Особенности смарт сити

• Умная экономика:
  • Формирование благоприятной среды для инновационной деятельности, в том числе для развития информационно-коммуникационных технологий;
  • Налаженная система онлайн-бронирования гостиниц.
• Умное управление:
  • Отлаженное функционирование системы коммуникации между жителями города и представителями исполнительной власти, информационная открытость городской администрации;
  • Активность граждан в управлении городом;
  • Актуальность документации стратегического планирования;
  • Высокая посещаемость официальных сайтов городской администрации.
• Умные финансы:
  • Доступность банкоматов;
  • Прозрачность государственных тендеров;
  • Система оплаты проезда по безналичному расчету.

• Умная инфраструктура:
  • Отлаженная работа интернет-сервисов для вызова и оплаты такси;
  • Возможность мониторить дорожный трафик в режиме онлайн;
  • Наличие сети заправочных станций для электромобилей;
  • Сервис по предоставлению услуг каршеринга.
• Умные жители:
  • Активность и количество пользователей Всемирной сети;
  • Применение электронных карт учащихся;
  • Доступность данных о рынке труда.
• Умная среда:
  • Развитая система мониторинга экобезопасности;
  • Участие горожан и администрации в устранении последствий несанкционированного выброса мусора.
• Умные технологии:
  • Наличие бесплатных точек Wi-Fi, в т.ч. в общественном транспорте;
  • Функционирование сетей мобильного широкополосного доступа.

К числу умных городов можно отнести Москву, Санкт-Петербург, Сочи, Копенгаген, Сингапур, Стокгольм, Цюрих.

Оригинальный и футуристичный проект умного города – поселение Масдар на территории Объединенных Арабских Эмиратов. Полная реализация программы будет осуществлена только к 2030 г., но первые дома и основные элементы инфраструктуры города появятся уже в 2018 г. Численность жителей-первопроходцев составит 7 тысяч человек.

По задумке проектировщиков Масдар должен стать полностью автономным и самодостаточным и вмещать до 100 тысяч жителей. Энергию для обслуживания и функционирования городских систем будут черпать из возобновляемых источников – солнца, ветра и воды.

Несмотря на жаркий климат ОАЭ, внутри Масдара планируют сохранить комфортную для человека температуру. Улицы города проектируются с учетом положения солнца и направления преобладающих ветров. По территории поселения будут курсировать электрические автопилотируемые автомобили, в то время как обычному транспорту запретят подъезжать к городу ближе чем на две мили – это решение, позволяющее снизить выброс углерода в атмосферу.

Технологии умного города позволят снизить объем потребляемой воды благодаря использованию умных счетчиков, а сточная жидкость будет перерабатываться для полива растений. В планах проектировщиков – построить мусороперерабатывающий завод, на котором будут трудиться горожане: сортировать отходы, выбрасывая каждый вид в соответствующие контейнеры.

Почему за интеллектуальными городами – будущее?

Сейчас во всем мире не так много smart cities в глобальном соотношении, при этом создание умного города – трудоемкий процесс, который затрагивает все слои инфраструктуры. Потеряет ли идея свою актуальность через несколько лет? Это вряд ли. Есть две причины, по которым рост умных городов не остановить:

• Необходимость осваивать новые прибыльные ресурсы. Цифровые мегаполисы приносят весомый доход в сфере развития IT-отрасли, стоимость которого через пару лет составит приблизительно 1,5 трлн долларов;
• Рост населения городов. В городах сосредоточено до 70 % мировой экономики. Чем больше растут эти цифры, тем сложнее становится контролировать такие крупные отрасли. Поэтому концепция умного города будущего так популярна – она становится основным инструментом управления хозяйством в развитых странах.

Сегодня примерно 60 % людей всей планеты проживают в городах, и эта цифра имеет тенденцию к увеличению.

Если это настолько выгодно, почему города «умнеют» так долго?

Причина, по которой умные мегаполисы еще не разрастаются по всей планете, как грибы после дождя, в том, что в мире не существует единой системы для сбора и анализа данных. Информация собирается слишком разнородными приборами – навигаторами, смартфонами, поисковыми системами. И чаще всего огромный пласт данных просто лежит мертвым грузом – потому что неясно, как его применить и синхронизировать в рамках работы с одной платформой.

Вторая причина – отсутствие необходимых мощностей. Развитие умных городов требует немалых затрат и применения современного оборудования, а для хранения больших данных нужны новейшие сервера. Однако ученые уверены: прогресс неизбежно приведет к тому, что умные поселения станут привычной тенденцией.