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 - его компоненты и характеристики
Более половины населения мира сейчас живет в городах. Согласно статистике, в 2009-м году численность городского и сельского населения планеты сравнялась, в развитых странах этот рубеж был пройден намного раньше. Сегодня доля городского населения в них составляет в среднем 75%. В течение следующих десятилетий переход от преимущественно сельских к преимущественно городским поселениям, вероятно, не только продолжится, но и наберет новую силу (см. рис. 1.). «Если XIX век был веком империй, а двадцатый - веком национальных государств, то XXI век станет эпохой городов, - заявил вице-президент IBM по направлению «Разумный город» Джерри Муни. - Большинство городов стоит перед лицом одних и тех же проблем. Это постоянный рост населения, старение городской инфраструктуры и рост расходов при необходимости их минимизации».
Рис. 1. Увеличение доли городского населения в мире
Уже сейчас традиционные формы управления городскими и коммунальными службами себя практически исчерпали и не удовлетворяют современным требованиям к логистике, безопасности и экологии. В недалеком будущем, когда городское население достигнет 85%, нас может ожидать тотальный коллапс инфраструктуры и коммунальных служб.
Попыткой решить весь комплекс этих проблем стало создание концепции «smart city» («умный город»). Она нацелена на обеспечение современного качества жизни людей за счет применения инновационных технологий, которые предусматривают экономичное, экологичное и безопасное использование городских систем жизнедеятельности. При этом разнообразные факторы городского развития объединяются в единую систему с помощью передовых информационно-коммуникационных технологий.
Устоявшееся в России понятие «умный город» - не совсем точный перевод английского термина «smart city». В английском языке «smart» - понятие собирательное, кроме ума, оно обозначает еще красоту, удобство, скорость. Все эти значения в равной степени характеризуют концепцию «smart city».
На практике выделяют 8 основных компонентов «умного города»:
- Энергетика: автоматизированная интеллектуальная энергосеть и гибкая распределительная система; интеллектуальная система учета и регулирование спроса; интеграция возобновляемых видов энергии; программно-аппаратный комплекс управления интеллектуальной энергосетью, энергоэффективные здания и сооружения.
- Водоснабжение: автоматизированные водозабор, водораспределение, водоотведение и обнаружение утечек; регулирование дождевого стока и паводковых вод в городе; интеллектуальная система учета и регулирование спроса; программно-аппаратный комплекс управления водоснабжением.
- Транспорт: контроль транспортных потоков и качества дорожного покрытия; сбор платы за пользование дорогами; инфраструктура зарядных станций для электромобилей; программно-аппаратный комплекс управления дорожным движением и общественным транспортом.
- Безопасность: системы видеонаблюдения, видеофиксации и обеспечения физической безопасности объектов инфраструктуры; системы обеспечения вызова экстренных оперативных служб; системы оповещения; программно-аппаратный комплекс управления системами безопасности.
- Услуги: электронные правительство, образование, здравоохранение и туризм.
- Интеграция: единое информационное пространство умного города, агрегирующее информацию от объектов городской инфраструктуры, системы управления и жителей.
- Правительство: системы поддержки принятия решений, анализа и прогнозирования, управления инцидентами, предоставления государственных и муниципальных услуг в электронном виде, публикации открытых данных.
- Жители: пользователи объектов инфраструктуры и информационных услуг; поставщики информации в режиме «обратной связи».
Рис. 2. Компоненты «умного города»
На данный момент реальных воплощений концепции «умный город» не так много, подобные проекты реализуются в некоторых крупных городах мира, например в Вене, Барселоне, Нью-Йорке, Токио, Шанхае и Амстердаме. Кроме того, «умные города» создаются с нуля, лидером здесь выступает построенный в Южной Корее город Сонгдо.
В России анонсировано несколько таких проектов - Сколково, Иннополис, СМАРТ Сити Казань. Окажутся ли они успешными, выяснится лишь через 5-10 лет. На их реализацию требуются огромные средства - десятки миллиардов долларов, которые вернутся только после завершения строительства. С другой стороны, информатизация существующих российских мегаполисов уже дает реальные результаты.
Например, в Москве и Казани успешно реализуется проект «Безопасный город». В Москве установлено 137 тыс. видеокамер, с помощью современных аналитических инструментов проводится автоматизированный ситуационный анализ потоков видеоинформации, и при необходимости подключаются соответствующие службы. Например, если в метро человек стоит очень близко к краю платформы, видеокамера определяет это и выводит изображение на монитор полицейского этой станции.
Еще один элемент «умного города», реализованный в Москве, - интеллектуальная транспортная система. По всему городу расположены 6,5 тыс. датчиков, которые измеряют плотность транспортного потока на различных участках улиц. Вся информация собирается в одном центре обработки данных, и в зависимости от ситуации принимаются решения по управлению светофорными объектами, по ограничению скорости на определенных участках дороги в определенное время суток и т.д. В долгосрочной перспективе на основании полученных данных будет планироваться более глубокая реорганизация движения: какие улицы лучше сделать односторонними, на каких необходимо добавить полосы. Эта система функционирует уже несколько лет и является одной из наиболее продвинутых в мире.
В разных городах ставятся различные приоритетные цели и задачи, но все «умные города» имеют 3 общие черты:
1. Наличие защищенной инфраструктуры ИКТ. Она имеет первостепенное значение для успешного предоставления новых услуг в «умных городах» и обеспечения готовности к будущему спросу на эти новые сервисы. С одной стороны, должна быть создана инфраструктура, гарантирующая жителям доступ к информационным услугам в любое время и в любом месте мегаполиса, с другой, должны быть созданы ситуационные и информационные центры по перечисленным выше направлениям (компонентам «умного города»). Основными задачами подобных центров являются обеспечение интеграции различных систем и предоставление тех или иных информационных услуг в зависимости от категории пользователей. Опыт нашей компании в этой сфере говорит о том, что мало просто предоставить пользователю доступ к информации, нужно обеспечить удобство использования этих данных. Например, при создании ситуационного центра для крупной компании ТЭК мы обеспечили отображение оперативных событий, объектов критической инфраструктуры и области влияния погодных явлений на одной интерактивной карте переменного масштаба. Это позволило свести к минимуму случаи несвоевременного реагирования на ЧС вследствие ошибок операторов. Подробнее о нюансах создания и эксплуатации ситуационных центров читайте в статье «Мозговой центр компании».
2. В городе должна быть четко выстроенная и интегрированная система управления. Многочисленные системы «умного города» будут действовать слаженно только при строгом соблюдении единых стандартов. Важно иметь эффективный управленческий и аналитический инструментарий, чтобы максимально точно просчитывать возможные негативные и позитивные тенденции. Здесь практически невозможно обойтись без средств Business Intelligence (BI). Особенно остро необходимость в них проявляется в сфере безопасности, где от правильной интерпретации данных зачастую зависят жизнь и здоровье людей. Причем судя по отзывам пользователей внедренных нами систем, одинаково важны и оперативный мониторинг, и анализ исторических данных для выявления и пресечения негативных тенденций в работе правоохранительных органов. Подробнее о BI-системах на страже общественной безопасности мы говорим в статье «Аналитические системы для силовых структур».
В «умном городе» должны быть умные пользователи. ИКТ бесполезны в отсутствие компетентных юзеров, умеющих взаимодействовать с интеллектуальными услугами. «Умный город» должен не только расширять доступ к «умным» устройствам для всех категорий населения (с разным уровнем доходов, для разных возрастных групп), но и обеспечивать обучение работе с ними. По большому счету, к «умным пользователям» относятся и люди, создающие наполнение информационных услуг. Причем чем более масштабное решение внедряется, тем больше пользователей единовременно придется обучить, соответственно, тем более затратным будет этот процесс. Наша компания в силу специфики внедряемых решений неоднократно сталкивалась с массовым обучением пользователей. Своеобразным рекордом для нас стало обучение работе с аналитической системой полутора тысяч сотрудников силовых ведомств, причем в предельно сжатые сроки - за 2 недели. В результате большинство из них смогли сходу использовать полный набор функциональных возможностей решения. Наш опыт обучения пользователей позволяет сделать несколько выводов:
- Даже самый умный пользователь гораздо охотнее обучается «в классе», чем самостоятельно - по руководству пользователя. Это не умаляет ценности последнего, но для «быстрой победы» нужно именно очное обучение.
- Умный пользователь любит задавать умные вопросы и быстро получать умные ответы.
- Общение с умными пользователями в процессе обучения позволяет собрать требования для доработки руководства пользователя и системы в целом. В описанном выше случае массовое общение с пользователями позволило в кратчайшие сроки провести доработку функциональных возможностей системы.
Преобразование индустриальных городов в «умные» является общемировым трендом, а также реальной перспективой для многих российских городов. В то же время переориентация в развитии городских агломераций предполагает коренную перестройку системы управления муниципалитетами, включающую смену целей и задач, а также показателей эффективности и результативности.
Главной движущей силой становится активное участие граждан в жизни города и управлении им с использованием интеллектуальных информационных систем. Теперь при проектировании ИС конечными пользователями зачастую являемся «все мы», что предъявляет дополнительные требования к функциональным компонентам и интерфейсу пользователя. Здесь уместно вспомнить слова Джонатана Реза из университета Нового Южного Уэльса, процитированные «The Guardian»: «Архитекторам, планирующим города будущего, стоит взять в свою команду психологов и этнографов. Ведь что такое город, если не люди?».
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.
Что такое "умный" город?
"Умный" город можно определить как "город знаний", "цифровой город", "кибергород" или "экогород" — в зависимости от целей городского планирования. "Умные" города в экономическом и социальном аспектах устремлены в будущее. Они ведут постоянный мониторинг важнейших объектов инфраструктуры — автомобильных дорог, мостов, туннелей, железных дорог, метро, аэропортов, морских портов, систем связи, водоснабжения, энергоснабжения, даже важнейших зданий — в целях оптимального распределения ресурсов и обеспечения безопасности. Они постоянно наращивают число предоставляемых населению услуг, обеспечивая устойчивую среду, которая способствует благополучию и сохранению здоровья горожан. Основу этих услуг составляет инфраструктура информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).
В структурном аспекте "умный" город - это система взаимодействующих систем. Такое взаимодействие огромного числа систем требует открытости и стандартизации, которые являются основными принципами создания "умных" городов. Проект "умного" города, в котором отсутствует открытость и стандартизация, очень скоро станет громоздким и дорогостоящим. К составляющим "умный" город технологиям относятся высокоскоростные оптические, сенсорные, проводные и беспроводные сети, необходимые для реализации таких преимуществ, как обеспечиваемые благодаря интеллектуальным транспортным системам, "умным" электросетям и организации домашних сетей.
Главное отличие "умного" города от города традиционного заключается в характере взаимоотношений с горожанами. В обычном городе услуги на основе ИКТ не могут так же гибко реагировать на изменения экономических, культурных и социальных условий, как услуги в "умном" городе. Таким образом, "умный" город прежде всего ориентирован на человека, базируется на инфраструктуре ИКТ и непрерывном городском развитии при постоянном учете требований экологической и экономической устойчивости (см. рисунок на следующей странице).
"Умные" города мира
"Умными" могут быть новые города, которые сразу строятся как "умные", или города, основанные для конкретных целей (например, промышленные города или технопарки), или, что чаще, обычные города, которые шаг за шагом становятся "умными". Многие крупнейшие города мира начали осуществление проектов создания "умного" города, в том числе Сеул, Нью-Йорк, Токио, Шанхай, Сингапур, Амстердам, Каир, Дубай, Коти и Малага. Учитывая современные темпы инноваций, вполне вероятно, что уже в ближайшее десятилетие модели "умных" городов станут широко распространенными реальными и популярными стратегиями городского развития.
Существующие проекты "умного" города различаются. В Амстердаме основное внимание уделяется усилению экологической устойчивости на основе более рациональной организации работ, применения новейших технологий для сокращения вредных выбросов в атмосферу, более эффективного использования энергии. В других городах принимаются меры для преобразования широкого диапазона городских функций в "умные", используя повсеместно распространенные "умные" технологии во всех аспектах жизни горожан. Двумя примерами такой стратегии могут служить проект "Город электронной интеграции" (u-город) в Республике Корее (реализация началась в 2004 году) и проект Deutsche Telekom "T-город" в Германии (реализация началась в 2006 году). Проект "Умный Сеул" (см. ) осуществляется с целью преобразования системы управления городом в более "умную" и повышения качества жизни горожан.
В разных городах ставятся разные приоритетные цели и задачи, но все "умные" города имеют три важнейшие черты. Первая — наличие инфраструктуры ИКТ. Защищенная инфраструктура ИКТ последующих поколений имеет первостепенное значение для успешного предоставления новых услуг в "умных" городах и для обеспечения готовности к будущему спросу на новые услуги. Вторая — в городе должна быть создана четко выстроенная и интегрированная система управления. Многочисленные системы "умного" города будут действовать слаженно только на основе строгого соблюдения единых стандартов. Третья — в "умном" городе должны быть "умные" пользователи. ИКТ - это средства, обеспечивающие функционирование "умного" города, но они бесполезны в отсутствие компетентных пользователей, умеющих взаимодействовать с "умными" услугами. "Умный" город должен не только расширять доступ к "умным" устройствам для всех категорий населения с разными уровнями доходов и разных возрастных групп, но и обеспечивать доступ к обучению работе с этими устройствами. Основу "умного" города составляет открытая для всех сеть пользователей "умных" устройств, а горожане требуют или создают услуги, которые представляют для них наибольшую ценность.
Стандартизация для "умных" городов
Учитывая большое значение стандартизации для создания "умных" городов, в различных организациях осуществляются в этой области разнообразные мероприятия. Например, Международная организация по стандартизации (ИСО) рассматривает стандарты "умных" городов в рамках группы, занимающейся темой "системы показателей "умной" инфраструктуры сообществ". В Секторе стандартизации электросвязи МСЭ (МСЭ-Т) сформирована Оперативная группа по "умным" устойчивым городам для оценки потребностей в стандартизации городов, стремящихся усилить свою социальную, экономическую и экологическую устойчивость через интеграцию ИКТ в городскую инфраструктуру и деятельность.
Решение о создании этой новой Оперативной группы приняла 5 я Исследовательская комиссия (Окружающая среда и изменение климата) на своем собрании, которое состоялось 29 января — 7 февраля 2013 года в Женеве. Создание этой Оперативной группы стало ответом на призыв к действиям, который прозвучал в ходе второй "Недели "зеленых" стандартов МСЭ", проводившейся в сентябре 2012 года в Париже. "Умные" устойчивые города — это также тема третьего конкурса МСЭ "Приложения на базе экологически чистых ИКТ".
Для того чтобы формирование "умных" городов стало следующим этапом процесса урбанизации, потребуются новые стандарты, инфраструктура и решения ИКТ, только тогда эта концепция получит реальное воплощение. Оперативная группа МСЭ-Т по "умным" устойчивым городам будет служить открытой площадкой для заинтересованных сторон создания "умных" городов — муниципалитетов, академических и научно-исследовательских учреждений, неправительственных организаций и организаций в области ИКТ, а также отраслевых форумов и консорциумов. Заинтересованные стороны смогут обмениваться знаниями в целях выработки стандартизованных основ, необходимых для обеспечения интеграции услуг на базе ИКТ в "умных" городах.
В отчете МСЭ о наблюдении за технологиями прослеживается история преобразования города Сеула в "умный" город благодаря применению ИКТ в качестве базовой инфраструктуры в целях повышения эффективности предоставления услуг, благополучия жителей, а также экономической и экологической устойчивости. Подготовленный муниципалитетом города Сеула при содействии Бюро стандартизации электросвязи МСЭ отчет "Сеул: исследование конкретной ситуации" содержит обзор концептуальных основ программы Сеула по внедрению "умных" технологий, а также описание ряда "умных" услуг, доступных для жителей города.
