Умные города что это

«Умный город»: пять технологий концепции smart city

Что такое «умный город»

Концепцию smart city внедряют мегаполисы по всему миру — Нью-Йорк, Сингапур, Барселона, Токио, Москва, Амстердам и десятки других. Но трактовка этого понятия у разных стран и организаций может отличаться.

К примеру, компания IBM, которая считается одним из основных разработчиков решений для «умного города», определяет его через три ключевых качества — оснащенный, объединенный и интеллектуальный. В Европарламенте считают, что «умный город» — это тот, который стремится решать общественные проблемы за счет инфокоммуникационных ресурсов. Такие города стратегически важны для борьбы с бедностью, неравенством и безработицей, эффективного управления энергопотоками, уверены в ЕС. Российские ведомства часто описывают smart city как «инновационный город», который комплексно внедряет решения на благо среды и жителей.

Несмотря на разницу в определениях, более или менее общее видение концепции в мире все-таки сложилось. Среди базовых характеристик «умных городов» — устойчивость и экологичность, участие общества в управлении, эффективное использование данных, стремление повысить качество сервисов и уровень жизни.

Ключевые характеристики концепции «умный город»:

На основе определений Международной организации по стандартизации, Международной электротехнической комиссии, Международного союза электросвязи, Европейского института стандартизации электросвязи и других профильных организаций.

Что патенты могут рассказать о развитии smart city

Оценить, на какие технологии опирается настоящее и будущее «умных городов», помогает патентная информация. По сравнению со статьями в интернете и научными публикациями, она содержит намного более подробные сведения об изобретениях. Патентные документы включают детальное технологическое описание продуктов и технологий и их новизны. А сама информация открыта и структурирована.

Кроме того, такие данные позволяют проанализировать затраты на охрану изобретений, по которым можно косвенно судить о важности и перспективности каждого ноу-хау. «Чем больше ресурсов компания вкладывает в патентование технологии или продукта, тем более ценным для компании является изобретение», — поясняют в проектном офисе Федерального института промышленной собственности (ФИПС), который разработал патентный ландшафт по теме «Умный город». ФИПС — подведомственное учреждение Роспатента, отвечающего за охрану и использование интеллектуальной собственности в России.

Эксперты проектного офиса изучили сведения о выданных патентах и зарегистрированных заявках на изобретения, которые опубликованы патентными ведомствами всех стран мира. Всего они обнаружили около 53,3 тыс. документов, связанных со smart city. Из них около 8,1 тыс. — это патенты на изобретения, остальные находились на рассмотрении к моменту исследования. Авторы доклада также нашли множество опубликованных заявок — больше 35,1 тыс. Это, по их мнению, говорит об активной фазе патентования в области «умных городов».

Активность изобретателей быстро росла, начиная с 2009 года. А в 2018-м начала входить в фазу коммерциализации технических решений. «Уже сегодня наблюдаются все признаки промышленной эксплуатации умного города», — указывают в проектном офисе ФИПС.

Какие технологии «умного города» — самые перспективные

Чтобы выделить ключевые тренды в технологическом развитии «умных городов», авторы патентного ландшафта оценили показатель силы изобретений. Они учитывали, в частности, случаи прямого цитирования публикаций, новизну, территориальный охват и другие факторы.

Такой анализ проводился только для патентных документов, зарегистрированных за пределами Китая. Рынок КНР обособлен, а местным изобретателям трудно выходить на международный уровень, объясняют эксперты из ФИПС. Поэтому некитайский сегмент более интересен с коммерческой точки зрения и применим в мировых масштабах, в том числе и в России.

После детальной оценки авторы составили рейтинг из 100 самых сильных документов коллекции и подробно описали несколько наиболее перспективных технологий.

1. Отслеживание передвижений с помощью RFID

Автор разработки — южнокорейская компания KT Corporation, крупнейший в стране провайдер телекоммуникационных услуг. Предложенная ей система отслеживает положение движущихся объектов, используя радиочастотные метки (RFID) и сети связи — беспроводные, мобильные или фиксированные.

Такие метки можно разместить на рабочей одежде, машинах или инструментах сотрудников, которые занимаются обслуживанием городской инфраструктуры. Кроме того, технология пригодна для учета и управления доступом на объекты.

2. Движущиеся беспроводные сети

Создание движущихся сетей радиодоступа — одно из ключевых направлений развития беспроводной связи. Беспроводные точки устанавливают на различные транспортные средства, включая городской общественный транспорт, машины коммунальных служб, такси и беспилотники.

У такого подхода два основных плюса. Во-первых, транспорт имеет бортовой источник питания, к которому можно подключить устройства. Во-вторых, он плотно распределен по территории городов и магистралям.

Движущиеся точки доступа могут взаимодействовать между собой, создавая беспроводные самоорганизующиеся сети. Так можно обеспечить пассажиров интернетом и получать данные с различных бортовых датчиков — например, для оптимизации маршрутов и мониторинга городского транспорта.

Авторы разработки — американский стартап Veniam, который специализируется на перемещении данных между подключенными транспортными средствами и облаком. Компания предложила динамическую конфигурацию движущихся сетей, которые в режиме реального времени адаптируются к изменению нагрузки и других параметров. Алгоритмы способны повышать пропускную способность и надежность сетей, уменьшать потери и задержки, обеспечивать связь в «мертвых зонах» и снижать затраты на обслуживание.

3. Сети устройств для интернета вещей

Технология, предложенная американской компанией Qualcomm, дает возможность быстро внедрять телеметрические сети для интернета вещей. Речь идет о построении ячеистых, или mesh-сетей, в которых узлы соединяются по принципу «каждый с каждым». Такая схема сложна в настройке, но обеспечивает высокую устойчивость: обрыв одного соединения не влияет на работу сети в целом.

При этом задачи по передаче данных выполняют сами беспроводные девайсы. Схема выглядит так: устройство, которое должно передать информацию, проводит разведку сети и само выбирает другое устройство для обработки пакета данных. Затем первый девайс устанавливает связь со вторым и использует его как временное реле для передачи информации.

4. Контент для дополненной реальности

Изобретение принадлежит группе компаний Samsung: она запатентовала способ предоставления контента для AR, адаптированное к технологии электронное устройство и систему.

В разработке используется информация от внешнего электронного сенсора. Эти данные помогают идентифицировать объект, определить его свойства и местоположение, в том числе по высоте. Контент дополненной реальности обновляется по мере движения устройства.

Возможность идентифицировать объект и оценить его параметры пригодится «умным городам» при строительстве и мониторинге муниципальной инфраструктуры. Технология позволит опознавать объекты и анализировать их состояние, необходимость ремонта или замены.

5. Передача данных через видимый свет

Решение принадлежит американской Intel. Она создала передающие системы, которые могут использовать видимый свет, в том числе инфракрасный или ультрафиолетовый. Разработка предназначена для транспортной сферы: машины, идущие в одном потоке, смогут обмениваться информацией для предотвращения аварий.

В основе технологии VLC (Visible Light Communication) — преобразование яркости и частоты мерцания света информационным сигналом. Но этот сигнал незаметен для человеческого глаза, поскольку передается с очень высокой частотой.

Бортовые датчики автомобилей регистрируют различные дорожные события — аварии, появление животных или пешеходов на проезжей части, поврежденное покрытие. Затем информация по цепочке передается машинам, которые движутся сзади. То есть водители узнают о событиях на дороге еще до того, как они попали в зону видимости.

В качестве передатчиков Intel предлагает использовать фары стоп-сигналов или фонари в задней части транспортных средств. А принимать информацию будут фронтальные камеры или специальные фотодатчики на автомобилях.

По мнению авторов доклада, перспективы VLC не ограничиваются транспортом. Любой прибор освещения на предприятиях или улицах потенциально можно превратить в приемник или передатчик сигнала. А алгоритмы — приспособить для сбора данных и управления объектами.

В патентном ландшафте также выделяется несколько технических решений, которые напрямую не относятся к «умному городу», но потенциально в нем применимы. Помимо технологии VLC, это промышленный интернет, цифровые двойники, грузовые беспилотники и подключенные автомобили, которые могут обмениваться данными с другими машинами, сетями и сервисами.

Кто создает технологии для городов будущего

Разработки для «умного города» ведут не более 20 стран мира. Лидером по числу собственных изобретений является Китай. Но самый большой территориальных охват — у США: патентные документы американских изобретателей включают 24 различных юрисдикции. За ними следуют Великобритания, Южная Корея, Норвегия, Индия и Япония.

Технологическое лидерство в «умных городах» в большинстве стран захватили телекоммуникационные гиганты. В некитайском сегменте по количеству патентных семейств (группа публикаций, относящихся к одному изобретению) первое место занимает Samsung. За ней с большим отрывом идет американская Cisco, которая специализируется на разработке сетевого оборудования.

Среди китайских компаний выделяются Huawei и Xiaomi. В целом игроки из КНР слабо представлены в других странах, но эти два гиганта уверенно нацелились на территориальную экспансию.

Россию зарубежные компании рассматривают как потенциально привлекательный рынок для коммерциализации своих технологий. Здесь присутствуют три крупных некитайских игрока (Samsung, Philips и Ford) и столько же китайских (Xiaomi, Huawei и ZTE).

В то же время патентная активность в России пока невысока: на территории страны зарегистрировано всего 115 патентных семейств. Большинство из них — публикации иностранных изобретателей и компаний, которые решили продвигать свои технологии за рубежом, в том числе в РФ.

На основе всех этих данных эксперты из проектного офиса ФИПС дают российским игрокам несколько рекомендаций. Прежде всего, провести патентную технологическую разведку зарубежных решений, которые представлены в стране, проанализировать опыт других стран и компаний-лидеров.

И хотя во многих регионах лидеры уже определены, в мире еще остались свободные рынки. Владельцы разработок сейчас рассматривают рыночный потенциал всего 27 государств. Поэтому нужно изучить страны, где технологическое лидерство еще не так развито, считают разработчики патентного ландшафта.

Особое внимание они советуют обратить на две сегмента технологий — «промышленный интернет» и «цифровой двойник». «Оба направления имеют свободные ниши для патентования», — заключают в проектном офисе ФИПС.

Источник

Как устроены «умные» города в России и в мире

«Умные» города: мировой опыт

По словам Андрея Мишурного, главы проектного офиса АПК «Безопасный город» ГК «Ростех», главное внимание сегодня сосредоточено на предупреждении и ликвидации чрезвычайных ситуаций. За последние 20 лет из-за ЧС в мире погибли 1,3 млн человек, что сопоставимо с военными конфликтами.

Ученые исследовали применение смарт-технологий для городской безопасности в 68 странах мира и выяснили, что такие подходы можно условно разделить на четыре группы:

Самым передовым в плане реагирования на ЧС оказался Сингапур, а прогнозирования — Южная Корея: во время последнего наводнения в августе 2021 года в стране не пострадал ни один человек. В России лучше развиты процессы, связанные с реагированием на ЧС, тогда как в Европе — мониторинг и прогнозирование.

Чтобы ситуация стала еще лучше, необходимо создать всемирный информационный центр, который обрабатывал бы большие данные для прогнозирования и реагирования на ЧС.

Перспективы «умных» городов в России

Виталий Солонин из консалтингового агентства J’son & Partners Сonsulting рассказал, как развивается концепция Smart City в России. Это проект в рамках «Цифровой экономики», который охватывает:

В рейтинге безопасных городов Safe Cities Index 2021 Москва занимает 38 место из 60. По сегментам же рейтинга:

По словам Солонина, концепция «умного» города включает в себя и безопасный — в частности, АПК «Безопасный город» в рамках МЧС. Эта программа объединяет средства для автоматизации в области общественной безопасности, правопорядка и защиты окружающей среды. Она включает в себя 160 систем и подсистем, работает на федеральном, региональном, муниципальном уровнях, а также на уровне отдельных объектов. Сюда входят городские улицы и региональные трассы, метеостанции, системы видеонаблюдения в общественных местах и видеофиксации нарушений.

Среди других сдерживающих факторов — риск монополизации рынка, злоупотребления при участии в госконтрактах, недоступность программы для регионов из-за высоких цен, аффилированность исполнителей и власти на местах, сложности в реализации комплексных программ и экономическая неэффективность отдельных инвестпроектов.

С другой стороны, госфинансирование и технологические инновации — такие как интернет вещей и 5G — стимулируют развитие концепции «умного» города хотя бы в рамках отдельных регионов.

Для дальнейшего развития «умных» городов необходимо:

Как «умные» технологии работают в регионах

Проект «Умный город», запущенный Минстроем России, направлен на создание комфортной и безопасной городской среды. О нем рассказал Евгений Дук, начальник отдела по внедрению технологий «умного» города.

Среди главных трудностей при внедрении проекта Дук назвал:

Всего в проекте участвуют 213 городов. Их оценивают при помощи Индекса «IQ городов», разработанного совместно с учеными из МГУ для анализа эффективности проводимых мероприятий: в сфере городского управления, «умного» ЖКХ и транспорта, систем безопасности, экологии, туризма и сервиса.

Среди успешных кейсов — город Саров в Нижегородской области, который вошел в тройку лучших «умных» городов России. Здесь внедрили около 40 разных модулей онлайн-системы для доступа к городским сервисам. С ее помощью можно сообщить о брошенном автомобиле или неубранном мусоре, обратиться в полицию или записаться к врачу.

В Тюменской области АПК «Безопасный город» используется для мониторинга аварий и отключений, экстренной помощи по вопросам ЖКХ и других ситуаций. В области действует единый центр, который обрабатывает звонки в режиме онлайн, в том числе с помощью голосовых ботов и виртуального консультанта. Также в системе анализируются данные видеонаблюдения и видеоаналитики от Visionlabs и NTechLab, статистика аварий и ДТП.

Видеоаналитика для «умного» города

Глеб Дьяконов, директор по консалтингу компании NtechLab, рассказал о FindFace Multi: платформе, которая объединяет возможность распознавания образов и обработку их данных — то есть видеоаналитику. Под распознаванием образов подразумеваются не только лица, но и биометрия (отпечатки пальцев, сетчатка глаза), силуэты, униформа, средства защиты, автомобили и спецтехника. Это позволяет следить за перемещением транспорта, действиями персонала, соблюдением техники безопасности и антикоронавирусных мер.

В рамках «умного» города FindFace Multi открывает массу возможностей в сферах:

Однако применение видеоаналитики сегодня связано с рядом ограничений:

Чтобы решить эти проблемы, участники рынка и государственные службы должны действовать сообща, вырабатывая единые стандарты и правовые нормы для применения технологий во всех сферах. Самый перспективный в этом плане вариант — государственно-частное партнерство в сфере видеоаналитики для «умного» и безопасного города.

Как ИИ и квадрокоптеры помогают контролировать недвижимость и общественные пространства

Дарья Степанова, замначальника Госинспекции по недвижимости Москвы, поделилась опытом применения «умных» дронов, которые снимают объекты в черте города и оповещают о нарушениях.

Квадрокоптеры оборудованы системами распознавания, которые позволяют находить незаконную недвижимость еще на стадии строительства: по наличию строительного мусора, вагончиков и спецтехники. В отличие от людей, беспилотники могут обследовать самые труднодоступные места, окруженные лесом или заборами. Они сверяют объекты на карте с базами лицензий и разрешений и оповещают и нарушениях. Также дроны распознают летние веранды и другие временные конструкции, которые не были согласованы с властями. После этого инспектор проводит проверку и выносит решение.

Как устроен «умный» дом на примере московских ЖК

Юрий Беликов из ГК «Пионер» и Никита Шувалов из ГК «Самолет» рассказали о том, как системы «умного» дома работают в современных ЖК комфорт- и бизнес-класса.

«Умная» диспетчерская объединяет данные с систем водоснабжения, отопления, электричества, видеонаблюдения и других. Это позволяет отслеживать состояние оборудования и коммуникаций, вовремя реагировать на аварии и неисправности, контролировать расходы на коммунальные услуги и ремонт. Сюда же поступают заявки от жителей — по телефону, через личный кабинет на сайте или мобильное приложение. Они автоматически передаются собственным службам УК или сторонним подрядчикам, а в особо сложных ситуациях — главному инженеру оборудования.

У жителей жилых комплексов ГК «Пионер» есть доступ к виртуальному двойнику дома, где можно увидеть все данные по квартире: показания счетчиков, расход энергии и другие. В интерактивных зонах на первых этажах отображается информация обо всех авариях и отключениях в режиме онлайн.

ГК «Самолет» разрабатывает сервисы на базе интернета вещей для квартир ЖК комфорт-класса. Они позволяют управлять освещением, климат-контролем, безопасностью, бытовой техникой и мультимедиа через приложение. С помощью приложения можно автоматически снимать показания счетчиков и отправлять их в УК, получать доступ к системам видеонаблюдения, управлять уличным коворкингом и освещением двора. А также принимать звонки и открывать двери через домофон или отправлять гостевой код, открывать шлагбаум и отслеживать свободные места на парковке и даже вызывать лифт при приближении к дому.

Источник

Слияние реального и виртуального: как работает умный город

Концепция умного города (Smart City) — это система, при которой существующие ресурсы городских служб используются наиболее оптимальным образом и обеспечивают наибольшее удобство жителям города. Для этого необходима тесная связь между проектами умного города (уличным видеонаблюдением, госуслугами, интеллектуальной транспортной системой и другими) в масштабах мегаполиса.

Городской Wi-Fi и мобильный интернет

На улицах, в парках и пешеходных зонах Москвы множество точек доступа к бесплатному Wi-Fi. В пределах Садового кольца и в московских парках их свыше двух тысяч. Интернет есть и в общественном транспорте. Бесшовная зона распространяется на метро, МЦК, аэроэкспрессы, а также автобусы, трамваи и троллейбусы. Это значит, что, переходя с одного вида транспорта на другой, вам не придется заново проходить авторизацию.

Мобильный интернет по-прежнему обходится москвичам в восемь раз дешевле, чем жителям Нью-Йорка. По доступности фиксированной связи среди всех городов на планете Москва занимает второе место.

Умный транспорт

Интеллектуальная транспортная система Москвы — одна из важнейших составляющих Smart City. В Москве это более двух тысяч светофоров, трех с половиной тысяч детекторов мониторинга дорожного движения и двух тысяч камер видеонаблюдения. Данные с них попадают в ситуационный центр ЦОДД, где их анализируют в режиме реального времени, что помогает управлять ситуацией на дорогах. В дальнейшем эта информация позволяет ЦОДД сделать прогноз дорожной обстановки, если планируется перекрыть улицу, ввести одностороннее движение или открыть выделенную полосу для автобусов и троллейбусов.

Более 160 электронных табло на главных трассах города оперативно сообщают водителям о погоде, расчетном времени в пути (например, до МКАД или Третьего транспортного кольца) и о загруженности дорог. Они отображают и сведения об ограничении или перекрытии движения. С внедрением интеллектуальной транспортной системы количество аварий на дорогах Москвы уменьшилось почти наполовину. А средняя скорость увеличилась на 13 процентов, несмотря на то, что машин стало намного больше.

Услуги в онлайне

Москва первой из субъектов Российской Федерации запустила онлайн-сервис оплаты различных пошлин и услуг, перевела в облако большую часть строительной документации и дала возможность получать несколько услуг одним пакетом.

Всего за несколько минут вы можете проверить и оплатить штрафы за нарушение ПДД, записаться к врачу, пополнить «Тройку», оплатить коммунальные услуги, записать ребенка в секцию и многое другое. Всего на портале mos.ru сейчас 170 услуг и сервисов.

К врачу — через интернет

Единую медицинскую информационно-аналитическую систему (ЕМИАС) запустили в Москве в 2011 году. С ее помощью можно найти ближайшую поликлинику, записаться на прием к врачу онлайн, получить справку. За несколько лет работы электронная регистратура сократила очереди в поликлиниках в 2,5 раза.

ЕМИАС развернута в 678 медицинских учреждениях амбулаторно-поликлинического звена, объединяет 21,5 тысячи врачей, 9,5 миллиона пациентов, содержит более 359 миллионов записей к врачам и обеспечивает более 500 тысяч различных транзакций ежедневно. Через удаленные каналы записи еженедельно на прием к врачу записываются около 700 тысяч человек. С ее помощью можно назначить визит к врачу не только в регистратуре медучреждения, но и через интернет, мобильное приложение, по телефону или в поликлинике через инфомат. Система также позволяет выписывать электронные рецепты, получать справки для ГИБДД и вести медицинскую карту болезни в электронном виде.

Приоритет на ближайшее время — внедрение ЕМИАС в стационарах и интеграция со службами скорой помощи и московскими школами.

В 2015 году аудиторская компания KPMG в исследовании «Умные города» признала ЕМИАС лидером по использованию умных технологий в сфере здравоохранения. В 2016 году в рейтинге агентства PricewaterhouseCoopers Москва стала первой среди мегаполисов, активно использующих анализ накопленных данных в управлении здравоохранением. ЕМИАС — победитель английской премии MobileGov World Summit 2017 в области мобильных государственных услуг и электронных сервисов.

Видеоаналитика

Москва входит в десятку мировых лидеров по покрытию видеокамерами. В городе более 146 тысяч камер — в подъездах, во дворах, в местах массового скопления людей и в образовательных учреждениях. Записи с них используют при расследовании 70 процентов правонарушений и преступлений. А еще камеры помогают контролировать работу коммунальщиков.

Записи поступают в единый центр хранения и обработки данных. В случае ЧП можно зарезервировать архивную информацию с нужной камеры на 30 дней. Для этого необходимо оставить заявку, позвонив в круглосуточный общегородской контакт-центр по телефону: +7 (495) 587-00-02. С полученным от оператора номером заявки надо обратиться в правоохранительные органы по месту происшествия или к адвокату. Без резервирования архивная информация хранится в течение пяти суток.

«Наш город» и «Активный гражданин»

Москвичи могут напрямую взаимодействовать с Правительством города и влиять на жизнь столицы. Портал «Наш город» — это канал получения обратной связи от горожан. С его помощью можно пожаловаться на работу чиновников и коммунальных служб.

На портале можно сообщить об отсутствии урны в парке, повреждении лестницы или захламлении территории, рассказать о сломанной тротуарной плитке, плохом уходе за деревьями и кустарниками или яме на дороге. На «Нашем городе» зарегистрированы более миллиона пользователей. На сегодняшний день с его помощью удалось решить порядка 1,8 миллиона проблем.

Система электронных референдумов «Активный гражданин» позволяет высказать свое мнение по самым разным городским вопросам — от создания дополнительных автобусных маршрутов и стрижки газона до выбора названия для нового кольца метро. «Активные граждане» копят бонусные баллы и получают брендированные сувениры, билеты в театр или музей. Сейчас в проекте зарегистрированы более 1,9 миллиона участников, проведено более 2,6 тысячи голосований и принято более 81 миллиона мнений.

Электронная школа

Проект «Московская электронная школа» стартовал в сентябре 2016 года. Его основные элементы — электронный журнал и дневник и библиотека электронных материалов, где находятся учебные пособия и сценарии уроков. Сценарии пришли на смену планам уроков и похожи на презентацию с наглядными материалами и заданиями. Учителя по всему городу могут взять из библиотеки подходящий сценарий, дополнить уже существующий или создать новый и открыть к нему общий доступ.

Такая система позволяет обмениваться опытом и создает здоровую конкуренцию между учителями, ведь сценарии оценивают и отслеживают количество их скачиваний. На сегодняшний день учителя создали около 50 тысяч электронных сценариев уроков.

Интерактивные доски — сенсорный экран с диагональю 84 дюйма — позволяют сделать уроки интереснее. Используя палец или стилус, на доске можно рисовать, перетаскивать элементы, закрашивать области и так далее. Современным детям, которые привыкли к гаджетам, нравится работать в таком формате. Например, изучая историю, ученики выходят к доске и с удовольствием рисуют торговые пути или обводят территории обитания тех или иных племен. Некоторые предметы, такие как стереометрия, особенно выигрывают от возможности демонстрировать объемные изображения. Благодаря подключению к интернету на интерактивные доски можно быстро выводить наглядную информацию — закон, научную статью, видео и так далее.

Также в школах столицы работают электронный журнал и дневник и система «Проход и питание». Дневник в электронном виде позволяет родителям следить за успеваемостью ребенка и учебным процессом в целом: смотреть, какие темы проходили, что задали на дом. «Проход и питание» дает возможность узнать о том, когда ребенок пришел в школу и что он ел на обед.

Мировое признание

Столица по праву может называться умным городом, и это признает мировое сообщество. В июле компания PricewaterhouseCoopers включила Москву в топ-5 мегаполисов, наиболее подготовленных к инновациям. В июне российская столица получила премию Всемирной организации электронных правительств городов мира WeGO. Нам вручили специальный приз в номинации «Предоставление государственных услуг в электронной форме». А в феврале Intelligent Community Forum включил Москву в семерку финалистов конкурса на звание самого умного города планеты.

Источник