Базовые технологии умного города

17.01.2019 > 11:59
Базовые технологии умного города
Современный Smart city складывается из множества элементов и систем, которые способны к интеграции друг с другом. Рассказываем о главных составляющих технологий умного города на примере российских проектов.

Концепция умного города предполагает системный подход к использованию информационных технологий на основе анализа данных, поступающих от различных городских систем. Это затрагивает сферы транспорта, жилищно-коммунального хозяйства, безопасности, здравоохранения, экологии, энергетики и другие.

В России, согласно программе «Цифровая экономика», цифровизация затронет все города с численностью населения более 100 тыс. человек. Соответствующие сервисы в некоторых регионах уже реализует компания «Ростелеком», а также операторы «большой четверки», «ЭР-Телеком Холдинг» и ряд небольших стартапов.

Проект «Умный город», утвержденный Минстроем, предполагает внедрение в городское хозяйство цифровых технологий, которые придут на замену устаревшим и менее эффективным системам управления. К концу 2024 года таких технологий должно стать на 30% больше по сравнению с 2019 годом.

Элементы умного города

элементы.jpg


Инфраструктуру умных городов можно разделить на несколько составляющих. Сбор данных — это первый и самый простой уровень, который представлен различными датчиками и видеокамерами. Такие устройства позволяют собирать исходную информацию и передавать данные для их дальнейшей обработки.

Источниками данных могут служить сенсоры температуры и качества воздуха, датчики на автомобильных парковках, считывающие устройства в общественном транспорте, датчики освещенности, шума, в общем, любые устройства, установленные там, где необходимо получать точную информацию об окружающей среде.

На следующем уровне используются технологии для хранения, анализа и обработки данных. Информация, полученная с датчиков, попадает в дата-центр, где с помощью соответствующего программного обеспечения определяется взаимосвязь между различными потоками и интерпретируются данные, а также создаются прогнозы.

Платформы для окончательного анализа данных и принятия решений на их основе находятся на третьем уровне. Также сюда относятся инструменты визуализации данных, используемые муниципальными властями, и автоматизированные системы реагирования на различные события.

Безопасность

camera.jpg

В концепции умного города безопасность играет ключевую роль. Обеспечить ее позволяет сеть видеокамер, установленных в общественных местах, на дорогах и в зданиях. Видеорегистраторы подключены к сети и в режиме онлайн отслеживают происходящие события, выявляя неправомерные действия или непредвиденные происшествия.

Например, в Москве камеры устанавливаются в тоннелях на дорогах города и отправляют сигналы в специальные службы при различных непредвиденных ситуациях — появлении на дороге человека или выброшенных предметов.

В Петербурге действует аппаратно-программный комплекс «Безопасный город». Его компоненты объединены единой мультисервисной телекоммуникационной сетью, которая обеспечивает функционирование системы в целом и создает единое информационное пространство для всех пользователей.

Данные большой сети видеокамер поступают в единый операционный центр, специалисты которого отвечают за вызов служб в случае чрезвычайной ситуации. Такие системы в первую очередь необходимы для предупреждения совершения преступлений. В Нью-Йорке для этого даже используют специальную систему распознавания выстрелов из огнестрельного оружия, которая с помощью датчиков улавливает соответствующую специфическую вибрацию и передает данные правоохранительным органам.

По словам заместителя директора по B2G АО «ЭР-Телеком Холдинг» Алексея Паламарчука, в Петербурге сейчас используются решения, позволяющие определить личность человека и обратиться к нему по имени и отчеству в том случае, если он ведет себя некорректно. Такой проект был реализован в рамках подготовки инфраструктуры к чемпионату мира по футболу. На территории Крестовского острова было развернуто соответствующее решение, при этом использовались беспроводные технологии. Это было сделано, чтобы сохранить исторический облик города.

ЖКХ

Фото: Pixabay.com

Технологии не только обеспечивают безопасность, но и помогают экономить на ресурсах, таких как электроэнергия, вода и тепло. В разных странах, в том числе и в России, в последнее десятилетие запущено большое количество городских систем, помогающих управлять освещением улиц, контролировать работу водопровода и электросетей, а также следить за качеством работы коммунальных служб и вывозом мусора.

В качестве примера можно привести проекты в области умного ЖКХ оператора «Ростелеком». Компания разработала комплексную систему, которая включает в себя интеллектуальные счетчики холодного, горячего водоснабжения и электричества. Встроенный в приборы учета радиомодуль отправляет показания через базовую станцию оператора на специализированную веб-платформу. Такой способ передачи информации повышает точность выставления счетов, которые формируются автоматически в интернет-приложении.

Подобные системы реализует российский разработчик «Вавиот». Сотрудничающие с ним управляющие компании подключают дома с помощью умных счетчиков со встроенными LPWAN-модемами. После установки и калибровки устройство начинает передавать посуточную статистику потребления дважды в день. Пропустив через себя 10 литров воды, счетчик посылает импульс. Модем постоянно фиксирует импульсы, подсчитывает их сумму и получает расход воды за каждый час. Далее сигнал от модема поступает на ближайшую базовую станцию и передается в ЦОД, в итоге владельцы квартир и представители управляющей компании могут получить актуальную информацию о расходе ресурсов в режиме онлайн.

Умные здания

здания.jpg

Многие застройщики при возведении новых зданий все чаще используют сложные системы управления с набором функций для повышения безопасности и комфорта жильцов. Умное здание предполагает внедрение разветвленной сети, соединяющей все необходимое оборудование и системы автоматизации. Это дает возможность использовать полученные данные для экономии ресурсов и обеспечения безопасности в целом.

Примером может служить оптимизация работы различных систем в здании в зависимости от погодных условий и наличия или отсутствия жильцов. За счет использования таких данных можно автоматически регулировать системы освещения и отопления.

Интеллектуальная начинка для зданий может также использоваться для мониторинга состояния инженерных объектов. «Ростелеком» уже реализовал несколько подобных проектов в регионах России. Система, разработанная компанией, позволяет в режиме реального времени контролировать деформацию несущих строительных конструкций, состояние фундамента и температуру.

Для этого в подвале и на чердаке зданий устанавливаются волоконно-оптические датчики, которые получают и передают данные в онлайн-режиме напрямую в службы контроля оперативной обстановки. Система мониторинга решает вопросы, связанные с содержанием зданий и сооружений. В том числе она дает возможность объективно оценивать текущее состояние конструкций, определять участки, требующие ремонта, и оперативно локализовать аварийные зоны.

Транспорт

car.jpg

Умный город сложно представить без удобного и доступного общественного транспорта, приходящего всегда по расписанию. Поэтому все современные мегаполисы постепенно интегрируют городские системы в единое целое. Это дает возможность контролировать загруженность дорог, обеспечивать доступность пассажирских автобусов и наладить работу дорожных служб.

Использование унифицированных транспортных систем дало возможность городским властям получать подробную информацию о передвижении жителей города. Транспортный комплекс Москвы ежедневно собирает данные о передвижениях около 9,5 млн пассажиров общественного транспорта и 3,6 млн граждан, использующих личный транспорт. Анализ такой информации позволяет определить приоритеты транспортной инфраструктуры и своевременно получать данные о загруженности дорог и общественного транспорта.

В России широкое распространение получили «умные светофоры», под этим названием подразумевают интеллектуальную транспортную систему, которая управляется ситуационным центром ЦОДД (Центр организации дорожного движения).

Система состоит из контроллеров, камер и удаленных датчиков движения, которые в режиме реального времени оценивают загруженность перекрестков и передают эту информацию на центральный сервер управления. Связь с центральным сервером может осуществляться через радиосреду или по оптическим линиям связи. На основе показаний счетчиков система принимает решение включить определенный режим работы светофора, чтобы разгрузить автомобильный поток.

Создание единого цифрового транспортного пространства важно и для будущего внедрения беспилотной техники. Автомобили, управляемые искусственным интеллектом, с помощью современных стандартов связи смогут оперативно получать актуальную информацию о состоянии дорог, пробках и особенностях ландшафта местности, чтобы выбрать оптимальный маршрут.

Энергетика

smart grid.jpg

Концепция умного города предполагает использование технологий Интернета вещей во всех сферах, связанных с расходом ресурсов. Потребление электроэнергии растет во всем мире, и для ее эффективного использования была придумана технология Smart Grid, обеспечивающая полный контроль и оперативную управляемость сетевым хозяйством.

Интеллектуальная сеть создается для объединения производителей электроэнергии, электрических сетей и потребителей. Данная цепочка управляется через компьютерный центр, куда с помощью датчиков в режиме реального времени поступают сведения об уровне потребления электроэнергии. Программная платформа отслеживает режим работы всех участников процесса выработки, передачи и потребления электроэнергии.

Интеллектуальные системы позволяют удаленно собирать показания с приборов учета, автоматически формировать баланс отпущенной электроэнергии, контролировать показатели качества электроэнергии, предупреждать о вмешательстве в приборы учета, а также дистанционно осуществлять включение и отключение потребителей электроэнергии.

Один из таких проектов реализуется в Уфе. В рамках пилота в городе было заменено устаревшее оборудование на новое с функциями наблюдаемости и управляемости, а также с высоким уровнем безопасности и надежности. Также установлены приборы коммерческого учета электроэнергии и организован центр управления сетями для города в целом. В результате реализации проекта фактический уровень потерь электроэнергии снизился с 19% до 1%.

«В цифровой экономике умный город — это распределенная система с низкой плотностью населения, но при этом с очень интенсивным информационным обменом между ее элементами, — говорит директор направления ИТ и облачных услуг компании J’son & Partners Александр Герасимов. — Это преимущественно индивидуальные автономные домохозяйства, которые самостоятельно смогут обеспечивать собственные базовые потребности в тепле, электричестве и других ресурсах. При этом все более важное значение приобретает шеринг, который помимо транспорта и жилья будет распространяться на другие сферы жизни людей в умных городах».

Рубрика: Рынок
Все Статьи

Комментарии
Авторизоваться