За прогнозами, до 2050 року близько 86% жителів розвинутих країн та 64% жителів країн, що розвиваються, мешкатимуть у містах. Велике скупчення людей у мегаполісах кидає виклик з ефективного управління ресурсами. Рішенням можуть стати «розумні міста», яких до 2020 року у світі буде близько 600 і які генеруватимуть до 60% світового ВВП. Українські мегаполіси також активно рухаються у цьому напрямку.
«Розумним містом» (smart city) називають населений пункт, в якому зручність життя поліпшують за допомогою сучасних цифрових технологій. Саме поняття smart city – це скоріше концепція, ніж якесь конкретне рішення. Вона охоплює різноманітні сервіси, рішення з управління, щоб підвищити якість надання послуг, зменшити вартість ресурсів і обсяги їхнього споживання, поліпшити комунікацію і порозуміння мешканців. Найпростіші приклади – оптимізація управління міським транспортом, автоматизовані парковки, контроль освітлення вулиць, електронна система охорони здоров’я.
«Розумне» на практиці
Головна ідея smart city – робота різних служб міста з урахуванням поточної ситуації та наявної інфраструктури. Для цього необхідно мати актуальну інформацію про жителів, використання ними сервісів, ресурсів тощо. Отримати такі відомості дозволяє інтернет речей, а проаналізувати їх –великі дані та алгоритми машинного навчання.
Наприклад, місто хоче зменшити забруднення повітря на завантаженому перехресті. Для цього комунальні служби встановлюють дорожні камери та сенсори, які збирають дані про кількість автомобілів, які проїжджають повз, тривалість їхньої зупинки на червоне світло, час проїзду перехрестя тощо. Отримані відомості, які називаються великими даними, передають на сервери для аналізу. Програмне забезпечення розраховує оптимальний режим роботи світлофора, щоб транспортні потоки на перехресті якомога швидше рухалися. Регуляція відбувається в режимі реального часу, тоді як звичайні світлофори розраховані на якусь статистично усереднену дорожню ситуацію.
«Розумні» сміттєві кошики можуть використовувати міжмашинне спілкування M2M та відправляти дані про відсоток свого заповнення в комунальну компанію. Та вносить отримані відомості у план робіт, створюючи найбільш оптимальний маршрут для сміттєвоза, щоб витрати палива були мінімальними. При звичайному способі планування, як з’ясували в лабораторії Senseable City Lab під час дослідження логістики сміття в околицях Сіетла, непотріб часто проїжджає тисячі кілометрів не в напрямку звалища чи переробного заводу.
Або «розумні» сміттєві кошики можуть бути джерелом цінних відомостей для реклами. Настільки цінних, що у 2013-му році влада Лондона заборонила рекламникам використовувати вбудовані в сміттєві урни датчики. Останні відстежували поведінку користувачів і показували на підставі зібраних даних персоналізовану рекламу. До заборони лише 12 таких урн (10% від загальної запланованої кількості) за один тиждень роботи проаналізували поведінку більше чотирьох мільйонів осіб. Для складання портрета одної людини їм потрібно було всього чотири хвилини, за які сміттєзбиральники визначали, в які магазини та заклади заходив користувач, і показували відповідну рекламу.
«Розумне» планування роботи міського транспорту з використанням мобільних додатків, міжмашинного спілкування та великих даних, за оцінками аналітиків McKinsey Global Institute, дозволяє скоротити час у дорозі на 15-20%. Для жителя мегаполіса це означає, що «розумні» технології звільнять йому від 15 до 30 хвилин на день. Подібну систему впровадили в Сінгапурі, де вона, за підрахунками Juniper Research, заощаджує жителям 60 годин на рік.
Голландський стартап Vanmoof, який займається виробництвом електровелосипедів, разом з Vodafone доопрацював систему безпеки велосипедів. Власники байків отримали захист від крадіжок та можливість знати розміщення свого транспорту, де б він не був. А завдяки окремому додатку для дистанційного керування і ключам доступу велосипед можна легко позичити друзям на деякий час.
Інтернет речей також дозволяє не помічати одну з особливостей комунального життя в країнах екс-СРСР – літнє відключення гарячої води. Французька компанія e.l.m. leblanc, яка входить до групи Bosch, створила водяні бойлери з доступом онлайн і сервісом віддаленого управління через мобільні мережі. Це дозволяє заощаджувати на електриці, вмикаючи пристрій лише за потреби. Користувачі на екрані свого мобільного також можуть стежити за параметрами нагрівача і контролювати появу неполадок.
Розроблена Vodafone система Smart Parking допомагає водіям не кружляти в пошуках вільного місця для паркування, а відразу бачити вільні місця на парковці. Рішення складається з двох частин: інфраструктурної та користувацької. Перша називається SmartEye та являє собою бездротовий гаджет, який вбудовується в паркомісце та надсилає свій статус до центрального сервера. Користувачі можуть на своєму смартфоні відкрити спеціальний додаток і відразу побачити, де є вільне місце для паркування авто.
Приклади «розумних» міст
Системи «розумного міста» вже працюють у багатьох мегаполісах світу, зокрема, у Барселоні, Ніцці, Нью-Йорку, Чикаго, Сан-Франциско, Копенгагені, Гамбурзі, Цюріху, Бостоні, Токіо, Амстердамі, Женеві і Мельбурні.
Китайський адміністративний центр Іньчуань відомий своїми успіхами в розбудові «розумного» міста і є одним з 200 пілотних проектів Китаю в просуванні smart city. У цьому місті ваше обличчя – це ваша банківська картка. У всіх міських автобусах встановлено систему розпізнавання осіб, і оплата за проїзд відбувається автоматично, коли пасажир входить у салон. Сміттєві контейнери на вулицях міста працюють від сонячних батарей і мають вбудований прес, який збільшує ефективний обсяг до 5 разів. Бак сам стежить за своїм вмістом і при наповненні відправляє у комунальну службу сигнал, що його потрібно спорожнити. Товари в Іньчуані купують переважно через мобільні додатки, а забирають їх в автоматичних сховищах, які є великими холодильниками, що відкриваються і видають покупки після авторизації покупця. На стінах холу мерії надруковані QR-коди, просканувавши які, можна отримати відповіді на найбільш поширені питання і не стояти в черзі, щоб «тільки запитати». На місцевому порталі Haodaifu Online можна поспілкуватися з лікарем та отримати рецепт на ліки.
У 2017 році «найрозумнішим» містом планети експерти ІТ-компанії EasyPark назвали Копенгаген. Вибуховий розвиток сервісів у місті аналітики пояснюють тим, що влада протягом десятиліття збирала дані про громадян, бізнес, нерухоме майно тощо. І кілька років тому чиновники відкрили безкоштовний доступ до цього джерела, що пришвидшило впровадження інновацій. Жителі, наприклад, отримали мобільний додаток Journey Insight, який дозволяє їм стежити за власним використанням транспорту та впливом на екологію. Інший додаток Energy Insight дозволяє домогосподарствам та компаніям контролювати свої витрати енергії. Додаток Mind My Business дозволяє бізнесу в реальному часі бачити, як він впливає на оточення, наприклад, як будівництво нового магазину заважає трафіку на вулицях поряд. А Харстед – район Копенгагена – запустив на своїх вулицях «розумне» освітлення, оснастивши кожну лампу сенсорами та виходом в інтернет. Завдяки цьому ліхтар «відчуває» наближення транспорту чи пішохода і починає світити яскравіше, решту часу заощаджуючи енергію. Дані про його роботу можна бачити з центрального сервера.
Влада Сінгапуру з 2014 року працює над розгортанням «розумного» міста, оснащуючи його максимально широким набором датчиків. Вони, наприклад, стежать за палінням у заборонених місцях та чи викидають люди сміття з вікон хмарочосів. Повсюдність датчиків також дозволила запустити в місті програму моніторингу за літніми людьми. Вона використовує встановлені на дверях та всередині приміщень сенсори для стеження за рухами. Якщо рухи відсутні чи відрізняються від звичайних переміщень, вона сповіщає рідних та медиків. Також у Сінгапурі працює система телемедицини Tele-health, основним елементом якої є планшети з їхніми датчиками. Спеціальний додаток інструктує користувача які вправи йому виконувати, і записує рухи людини. Лікар віддалено аналізує ці матеріали та прописує необхідну терапію.
«Розумні» технології в містах України
Концепцію smart city розвивають і в Україні, причому не лише в найбільших містах, таких як Київ, Львів чи Вінниця, а й в невеликих населених пунктах.
У Києві в 2017 році затвердили концепцію Кyiv Smart City 2020. Вона пропонує оснастити місто камерами з функцією розпізнавання номерів та визначення швидкості руху. Усі станції метрополітену планується обладнати камерами відеоспостереження з розпізнаванням облич. У дитячих навчальних закладах планується транслювати відео в «Кабінет батьків», де дорослі зможуть стежити за своїми дітьми. Також заплановано встановлення по всьому місту датчиків для вимірювання рівня вуглекислого газу в повітрі, аналізу води і радіоактивного випромінювання.
У Львові створили «Панель міста» – універсальний сервіс, за допомогою якого містяни можуть подивитися основні показники розвитку свого міста. А нещодавно експерти Vodafone разом з аналітиками львівської міської ради проаналізували щоденні переміщення клієнтів мобільного оператора. Знеособлені узагальнені дані, за словами заступника генерального директора Vodafone Україна Костянтина Воробйова, дають найточнішу інформацію про реальні потоки людей, які щодня в’їжджають у місто з приміських територій. Експерти намагаються знайти рішення актуального питання громадського транспорту, і львівські чиновники вже планують використовувати отриману інформацію для впровадження електронного квитка, розробки нових транспортних маршрутів, ремонту доріг, проведення благоустрою тощо.
У Вінниці міська рада пропонує цілий ряд електронних сервісів для громадян: онлайн-реєстрація в дитячий садок, оплата комунальних послуг через інтернет, пошук необхідного маршруту громадського транспорту, електронний калькулятор субсидій, мапа звернень громадян, ознайомлення з інформацією про всі гуртки і секції міста.
Селище Немішаєве економить бюджет на «розумному» освітленні: автоматична система запускає вуличні ліхтарі тільки в темний час доби. А ще в селищі було впроваджено систему електронних проїзних документів для пільговиків, що також дозволяє економити бюджетні гроші.
4G відкриває шлях до «розумних» міст
Для збирання, пересилання та аналізу великих обсягів даних від «розумної» інфраструктури необхідно мати надійну та швидку комунікацію. Сьогодні, за даними видання Economic Times, більшість подібних проектів спираються на Wi-Fi та інші мережеві технології, наприклад, 2G та 3G. Однак зі зростанням кількості «розумних» датчиків, смартфонів та інших підключених до інтернету пристроїв зростають вимоги до пропускної спроможності і надійності зв’язку.
Фахівці радіокомунікаційної агенції Нідерландів у 2016 році випустили звіт, в якому дослідили одну з головних проблем «розумної» інфраструктури – надійність каналів комунікації при великій кількості користувачів. Експерти підрахували щільність розміщення пристроїв інтернету речей в країні, яка коливалася від 100 девайсів на квадратний кілометр до 10 000 пристроїв на квадратний кілометр. З таким піковим навантаженням здатне впоратися лише четверте та п’яте покоління зв’язку. Наприклад, Ericsson та Huawei оголосили про випуск комунікаційного обладнання в стандарті LTE-M2, яке підтримує відповідно 200 тис. гаджетів та 100 тис. гаджетів на одну базову станцію.
Саме тому експерти говорять, що проекти «розумних» міст неможливі без четвертого покоління мобільного зв’язку 4G LTE. Адже він має вдесятеро більшу пропускну спроможність порівняно з іншими стільниковими технологіями, а також є комерційно доступним і поширеним, на відміну від мереж 5G, які лише планується до розгортання у 2020-х роках.
