CNews. Умный город: рождение детальной концепции

Во многих странах реализуются амбициозные проекты по развитию современной городской инфраструктуры на базе широкого использования достижений современных технологий, в особенности средств ИКТ. Эта концепция получила название "умный город" (Smart City). В качестве основных ее составляющих можно выделить энергосбережение, экологичность, безопасность, доступность разнообразных услуг и электронное правительство, что обеспечивает комфортность проживания в таком городе. 

Подобные проекты относятся к инфраструктурным и бюджет их составляет десятки миллиардов долларов, как при строительстве новых умных городов с нуля, так и при модернизации существующих городских систем. Реализуются они всегда по инициативе правительств или местных властей с привлечением бизнес-партнеров, таких, как IBM, Cisco и др. Тем не менее, пока можно говорить лишь о пилотных проектах, до того, чтобы стать мэйнстримом, "умному городу" еще далеко.

4 июня 2013 г. в Москве CNews Conferences и CNews Analytics провели круглый стол "Умный город 2013: задачи-решения-результаты", в ходе которого обсудили различные аспекты реализации этой концепции в российских условиях. Основной вывод, который можно сделать, суммируя высказывания выступающих, заключается в том, что новые подходы к управлению городским хозяйством, обеспечению безопасности и повышению комфортности повседневной жизни сегодня востребованы вне зависимости от размера городов, будь то мегаполис как Москва, региональный центр как Краснодар, современный пригород или даже дачный поселок. Масштаб проектов может быть разный, но их цели схожи: удобство для жителей, повышение качества управления для власти и экономия для собственников и операторов городских систем.

Баланс интересов

Виктор Чернышев, заместитель генерального директора ГК "Светлый город", обратил внимание, что интересы и ожидания жителей, власти и управляющих компаний в отношении умного города очень сильно различаются. Поэтому необходимо тщательно выстраивать общий баланс интересов всех сторон, только тогда город получится действительно умным.

Так, для жителей прежде всего важно удобство получения различных услуг и их оплаты, включая ЖКХ, транспорт, парковки, медицинские и государственные услуги, и, конечно, быстрый интернет.

Для городских властей во главе угла – общественная безопасность, эффективное управление деятельностью экстренных и оперативных служб, управление дорожным движением и фиксация нарушений ПДД, планирование расходов и доходов, экологический мониторинг, прозрачное предоставление образовательных и медицинских услуг, и обеспечение режима "одного окна" для жителей и организаций при получении госуслуг.

У управляющих и ресурсоснабжающих организаций приоритеты другие: автоматизированный сбор данных с приборов учета, выставление и контроль оплаты счетов, прогноз потребления ресурсов и технологии энерогосбережения, погодно-ориентированное поведение инженерных систем, обеспечение автоматического и диспетчерского отключения систем при наступлении природных или техногенных катастроф, планирование ремонта и дебюрократизация взаимодействия с городскими властями.

Задача по созданию умного города осложняется еще отсутствием у таких проектов единого собственника, зависимостью от местных властей в интеллектуализации общегородской инфраструктуры и поддержки со стороны государства энергоэффективных решений. Нет на сегодняшний день и статистики по реальной окупаемости «умных» технологий.

Но даже в условиях такой неопределенности девелоперы рискуют заниматься возведением умных городов, хотя это создает дополнительную финансовую нагрузку – реализация "по-умному" многих систем оказывается дороже, но впрямую переложить эту стоимость на жителей не позволяет жесткая конкуренция на рынке недвижимости. С другой стороны, реализация концепции "умный город" позволяет создать более комфортную среду и понимает таким образом планку качества новых девелоперских проектов.

Умному городу нужны умные граждане

Все еще невысокая компьютерная грамотность населения – тоже большая проблема, потому что умное население – ключевой компонент умного города, отметил Виктор Чернышев. Действительно, чтобы разумно пользоваться всеми продвинутыми системами, от жителей умных городов потребуются определенные навыки и уровень интеллекта. А реально комфортная среда проживания может сформироваться только при наличии благожелательной, миролюбивой и здоровой атмосферы в городе.

Чтобы преодолеть этот фактор, в Краснодаре пошли по пути обучения граждан компьютерной грамотности. На базе ведущих ВУЗов Краснодарского края были организованы курсы, на которых в 2011 г. было обучено 350 человек, в 2012-м – 3000 и с начала 2013 – уже 1600. Учебник содержит более сотни страниц и в первую очередь ориентирует граждан на самостоятельное пользование электронными госуслугами.

При успешном окончании курсов участникам выдается сертификат "Электронный гражданин", хотя и не дающий каких-либо преимуществ при приеме на работу, но позволяющий обрести уверенность при пользовании ИТ, что особенно важно для граждан пожилого возраста. А для муниципальных служащих сдача тестов на умение пользоваться госуслугами стала обязательным условием для занятия должности.

Клуб "Цифровые пятницы" в Краснодаре служит площадкой для прямого общения в неформальном ключе руководства города с гражданами. В числе его задач объединение, поддержка и реализация гражданских инициатив, получение новых знаний сотрудниками органов власти посредством обратной связи и повышение уровня информационной грамотности в сфере ИТ.

Приоритет – безопасности

Обеспечение безопасности, вне всякого сомнения, является приоритетной задачей на пути к умному городу, в противном случае о комфортности проживания не может быть и речи. Поэтому в России технологии умного города начинают проникать в городской управление чаще всего с проектов, направленных на повышений общественной безопасности.

Григорий Шевченко, коммерческий директор компании "Открытые технологии", рассказал об интеллектуальной системе управления безопасностью в городе АИС КУБ. Решение предоставляет актуальную информацию о состоянии защищенности объектов города, поддерживает принятие управленческих решений на основе аналитики, обеспечивает взаимодействие организаций и ведомств, а также интероперабельность и совместимость информационных систем.

В единый контур подключены функциональные подсистемы охраны правопорядка, реагирования и оповещения о ЧС, ЖКХ, медицины и мониторинга окружающей среды. Руководитель получает доступ ко всем ресурсам системы в том числа и через мобильное приложение на iPad.

Опыт внедрения системы позволяет говорить о достижении положительного эффекта, в т.ч., повышения уровня доверия населения к работе органов исполнительной власти на 20–25%, снижения уровня преступности на 10–15%, уменьшения числа пожаров и снижение уровня аварийности на объектах инфраструктуры на 2–5% ежегодно, сокращение количества ДТП со смертельным исходом на 2–5%, улучшения миграционной ситуации на 10–15% и повышения инвестиционной привлекательности субъекта на 20–25%.

От электронного города к умному городу

Первые инициативы по применению ИКТ в управлении городами касались в основном информатизации самих органов власти и городских служб. Вторым этапом стала реализация электронных госуслуг, создание МФЦ и переход к работе в режиме "одного окна". Такие проекты стали именоваться "электронный город" или "электронный регион".

Задействованные в них информационные технологии применяются в основном в контуре взаимодействия людей и организаций, фактически поддерживая расширенный электронный документооборот. Но это еще не "умный город".

Следующим шагом должна стать тесная интеграция всех систем, отвечающих за безопасность, ресурсоснабжение, экологию, связь, финансы и прочие сервисы. В единый контур управления будут включены камеры наблюдения, приборы учета, пожарная сигнализация и другие разнообразные датчики, а также широкий набор средств коммуникации с населением, обязательно включая мобильные устройства.

Серьезной проблемой является ведомственная разобщенность – региональные структуры федеральных ведомств не всегда готовы к сотрудничеству с местными властями и друг с другом. Эта проблема возникла, в частности, при реализации проекта "Безопасный регион" в Мордовии, о чем рассказал Алексей Лесь, первый заместитель директора ГАУ РМ "Госинформ".

Саранск, в числе других российских городов, будет принимать у себя игры чемпионата мира по футболу в 2018 г., и, согласно требованиям FIFA по безопасности, в городе должно быть обеспечено функционирование единого штаба по чрезвычайным ситуациям. Это стало одним из побудительных мотивов для старта проекта.

Нынешние информационные системы носят ведомственный, отраслевой и объектовый характер, они самодостаточны и не готовы к взаимодействию, тогда как любое происшествие носит комплексный характер и требует комплексного реагирования. Например, авария на подстанции касается не только энергетиков, надо учесть ее влияние на системы водоснабжения, лифты, пожарную безопасность, криминальную обстановку и даже здравоохранение – такая ситуация вызывает стресс и ведет к обострению хронических заболеваний. Случай из реальной жизни: пожарные, прибывшие на место пожара, не смогли выяснить, где отключается электричество на объекте, им пришлось буквально рубить кабель.

Единое информационное пространство взаимодействия, созданное в ходе реализации проекта, должно исключить в будущем такие ситуации. Все участники от различных ведомств процесса имеют равный доступ к информации, что позволяет избежать выяснения вопроса "кто здесь главный" и сосредоточиться на решении проблемы.

В проекте "Электронный Краснодар" организации взаимодействия чрезвычайных и других городских служб с самого начала уделялось приоритетное внимание. С этой целью была организована единая дежурно-диспетчерская служба (ЕДДС), в обязанности которой входит сбор, обобщение данных, анализ обстановки, оперативное управление силами и средствами постоянной готовности муниципального звена. Такая координация работы ведомств на городском уровне дала мощный позитивный эффект, констатировал Георгий Антониади, начальник управления ИКТ и связи администрации Краснодара.

При поступлении обращения по телефону 112 (или 050 для проблем в сфере ЖКХ), дежурный заводит карточку инцидента и отмечает, какие экстренные службы должны на этот вызов реагировать. Сигнал мгновенно передается в их ведомственные системы, так что и врачи, и пожарные будут информированы своевременно.

Система комплексного обеспечения безопасности жизнедеятельности (СКОБЖ), кроме упомянутой ЕДДС, включает также ситуационный центр главы города Краснодара, куда поступает информация с камер видеонаблюдения, которые контролируют места массового скопления людей и общественный транспорт. Пока в городе установлено 300 камер, и даже при столь малом покрытии их использование дало положительный эффект. Всего же, по расчетам специалистов, в городе нужно установить около 2 тыс. камер.

Новые идеи через краудсорсинг

Жители умного города должны стать не просто получателями услуг и пользователями различных систем, они могут и должны принимать активное участие в обустройстве и развитии своего города. В наше время одних только выходов на субботник недостаточно, для развития территории нужно мобилизовать интеллектуальный потенциал ее жителей.

Опыт Зеленоградского административного округа города Москвы показывает, что краудсорсинг помогает определить, что действительно нужно городу. "Благодаря краудсорсингу мы можем привлечь разнопрофильных специалистов совершенно разных возрастов, могут возникнуть неординарные идеи по решению проблем того или иного города. Современные ИТ позволяют привлечь на электронные площадки краудсорсинга по 10 тыс. людей, что ранее было невозможно при личных встречах, опросах и т.д.", – сказала Анна Коробова, начальник отдела службы "Одного окна" и информатизации префектуры ЗелАО гор. Москвы.

Краудсорсинговый проект "Новые пути развития Зеленограда", выполненный в конце 2012 г. администрацией округа при с помощью компании Witology, вовлек более 800 участников, отработавших почти 3 тыс. человеко-часов. В отличие от обычной малопродуктивной активности в соцсетях, участники краудсорсингового проекта получали задания, подготовленные оргкомитетом, и разрабатывали свои предложения, которые потом оценивались экспертным советом. В результате при помощи онлайн-сообщества была сформирована карта ключевых предложений по развитию Зеленограда.

Из числа неочевидных для администрации идей, выдвинутых краудсорсерами, стоит отметить предложение по развитию в Зеленограде промышленного туризма, включая создание музея легендарного компьютера ДВК-2 и музея нанотехнологий, позиционирование города как центра социальных инноваций и многое другое.

Многие дискуссии участники инициировали сами, и сами же дали ответы. Например, в ходе обсуждения темы "Почему по Зеленограду трудно проехать на велосипеде" волонтеры, вооружившись видеокамерами, засняли все веломаршруты и отметили на карте места, требующие внимания: установки дорожных знаков, велопарковок, соединения дорожек в единую сеть и т.д.

К слову сказать, краудсорсинг – это не совсем бесплатная технология, хотя участники и не получают денежного вознаграждения за работу. Для управления таким проектами нужно привлекать профессиональных модераторов, а их услуги стоят денег. Вместе с тем эффект от правильно организованного процесса краудсорсинга может оказаться весьма значительным.

Геосервисы в городском управлении

Логично предположить, что геоинформационные системы крайне полезны для управления любым городом, не только умным – геопространственные данные используются в различных аналитических системах и в системах мониторинга. Павел Козлов, директор по продажам в корпоративном и государственном секторах, HERE, рассказал о различных вариантах применения ГИС в управлении городской инфраструктурой.

При этом власти города не могут полагаться на публично доступные картографические ресурсы в интернете, так как их точность и актуальность не может быть гарантирована. Для прокладывания в реальном времени маршрутов бригад полиции, скорой помощи и пожарной службы нужны карты, на которых показаны не только основные магистрали, но также и все дворовые проезды.

Добиться такого качества и точности только оцифровкой спутниковых снимков невозможно, обязательно нужна полевая верификация. Компания HERE (подразделение фирмы Nokia) – одна из немногих, кто делает эту работу, что и помогает ей удерживать 80% рынка электронных карт для навигаторов.

Также востребованы геосервисы в задачах городского планирования с целью повышения качества управления земельными и водными ресурсами, градостроительстве и обеспечении экологической безопасности.

Данные HERE также используются для телематической системы автострахования. Преимуществом данного подхода является создание точнейших профилей водителей. Такие решения успешно используются в нескольких странах ЕС. Пилотные проекты страховых предложений на основе UBI запускаются в ЕС, Индии, Бразилии и Северной Америке.

От умного дома к умному городу

Лес – это не просто совокупность деревьев, это сложная экосистема, так и умный город – это не просто множество умных зданий. Юрий Кузьменко, начальник отдела ИТ ГКУ "Центр безопасности дорожного движения Московской области", представил три уровня типовых решений для построения интегрированной системы умного города: умный дом, интеллектуальный поселок, безопасный город.

Умный дом должен содержать системы управления микроклиматом, освещением, контроля доступа, видеонаблюдения и т.д. Если перейти на уровень поселка, то нужно позаботиться о контроле периметра, управлении ресурсами, обеспечить работу оперативно-диспетчерских служб. Далее, на уровне города к этим задачам добавляется еще и аналитическая работа, которую можно построить только на базисе единой структурированной системы НСИ и организации ситуационных центров, агрегирующих всю информацию.

В наш век мобильности даже дома и поселки не обязательно должны быть стационарными. Технические решения интеллектуального поселка с успехом применяются для оптимизации управления строительными объектами – точно так же организуется контроль периметра и всей территории, а технологии умного дома используются для управления мобильными жилищами строителей.

Умные технологии на транспорте

Управление транспортом неизменно остается одним из главных приоритетов для городских властей, особенно в мегаполисах. Юрий Кузьменко предлагает применить технологии умного дома, поселка и города для управления транспортными средствами, автохозяйством и всей транспортной системой. Благодаря мобильной связи, те же самые датчики, камеры видеонаблюдения и бортовое навигационное оборудование могут быть установлены на общественный и личный транспорт с целью создания условий комфорта и безопасности – в итоге получается умный автобус, не только умный дом. Например, после оснащения таким оборудованием школьных автобусов в Московской области количество нарушений скоростного режима при перевозке школьников сократилось в 5,5 раз.

Информационная система может обеспечить контроль и анализ ситуации в процессе перевозок, средства информирования пассажиров и т.д., а на уровне города нужна ИТС (интеллектуальная транспортная система), оборудованная системами контроля за транспортными потоками и управления движением. Ее цель – выработка и реализация стратегических задач управления транспортными потоками.

Однако, прежде чем что-то анализировать, нужно обеспечить сбор информации о транспортных потоках. Михаил Каштанов, ведущий эксперт информационно-аналитического портала "Геожизнь", говорит, что не нужно зацикливаться только на видонаблюдении, посредством телематики эта задача решается весьма эффективно. Датчики, установленные на дороге или транспортных средствах, могут поставлять данные сразу в цифровом виде, что гораздо удобнее для использования в информационной системе.

Анализ накопленной статистики позволяет выявлять места притяжения транспорта (районы, требующие парковок), участки дорожной сети с низкой пропускной способностью, требующие разгрузки или дублирования, основные маршруты миграции во времени и основные препятствия и оптимизировать методы регулирования дорожного движения.

Например, были проведены замеры скорости транспортного потока на МКАД до введения запрета движения грузовиков в дневное время и после. На внутренней стороне МКАД средние скорости движения автомобилей в дневное время повысились на 14,5%, а в ночное – снизились на 1,6%. На внешней стороне МКАД изменения скорости после того, как убрали грузовики, замечено не было. Аналитики портала "Геожизнь" объясняют эту асимметрию наличием большего числа съездов с внешней стороны кольцевой автодороги.

Также было подсчитано, что средний пробег по МКАД у 50% автомобилей составляет менее 10 км. Это говорит о том, что люди чаще всего выезжают на кольцо только ради того, чтобы попасть на соседнюю радиальную магистраль. Таким образом, решить проблему пробок на МКАД эффективнее всего можно было бы за счет повышения связности дорожной сети в черте города, считают эксперты.

Умный дом – значит энергоэффективный

Из обычных зданий умный город не построишь, в умном городе должны быть умные здания. Причем эти здания должны уметь взаимодействовать с городской инфраструктурой, чтобы составить единую экосистему. Владимир Максименко, генеральный директор "Центра автоматизации зданий", остановился на системных вопросах создания умного города и взаимосвязи его элементов.

Как это ни парадоксально на первый взгляд, концепция умного города предполагает децентрализацию многих систем, в первую очередь энергоснабжения. Современные умные здания развиваются в сторону нулевого внешнего энергопотребления, т.е. в идеале они должны сами вырабатывать количество энергии, необходимое для потребления. Это достигается за счет использования энергосберегающих технологий, перераспределения тепла внутри здания и широкого внедрения автономных источников типа солнечных батарей, ветроэлектростанций и внешних нагревательных систем. Весьма наглядно демонстрирует преимущества распределенного подхода к генерации энергии проект Smart Grid, реализуемый в Дании, где на смену огромным ТЭЦ пришли небольшие электростанции и ветрогенераторы.

Средняя экономия энергии в "зеленом" здании достигает 30%, экономия воды – 35–50%, на 35–50% снижается выброс CO2. На сегодня снижение потребления энергии зданиями можно рассматривать как основной ресурс экономии в масштабах цивилизации в целом: в совокупности здания потребляют больше энергии, чем промышленность или транспорт. Государства – члены ЕС должны гарантировать к 31 декабря 2020 г. близкое к нулю энергопотребление всех новых зданий, согласно принятой Европейской директиве по энерогоэффективности (EPBD 2010/31/EU).

Россия по нормам энергоэффективности зданий пока сильно отстает от лидеров. По действующим СНИП, эта норма составляет 192 КВт ч./кв. м. в год, тогда как в Европе значение на 40% ниже. Возглавляет рейтинг Дания, где нормой считается потребление до 40 КВт ч./кв. м. в год.

Кроме использования новых источников энергии, ощутимой экономии выделенной мощности можно добиться за счет автоматизации управления, что чрезвычайно важно в условиях Москвы. Например, на подключение объекта Миракс Парк по ТУ было выделено всего около 3 тыс. КВт, а расчетное значение по проекту составляло 5270 КВт. Однако, после оптимизации удалось снизить энергопотребление до отметки около 2900 КВт, что дало даже символическую экономию.

Умная медицина

Информатизация медицины сегодня обходит стороной основной бизнес-процесс – собственно, лечение. ИТ в лечебных учреждениях внедряются для обеспечения финансовой прозрачности, оптимизации материально-технического снабжения, управления кадрами, совершенствования отчетности и т.д.

Приходится констатировать, что в нашей стране меры по информатизации медицины почти не затронули клинико-диагностический процесс и ничего не дали для улучшения лечения, тогда как мировым трендом, который возник в медицине благодаря информатизации, сегодня стала индивидуальная терапия и персональная медицина.

Российскими учеными научно доказано, что переход к персональной медицине с помощью информационных технологий позволяет уменьшить летальность и осложнения, и лечить заболевания, которые раньше не поддавались терапии (Бураковский В.И., 1975–1994; Бокерия Л.А. и др.,1995–2013), однако на практике по-прежнему превалирует среднестатистическая медицина. Подход на основе статистики лечит не больного, а болезнь.

МИС ЛПУ, в которой клинико-диагностический процесс реализован информационно-управляющими системами, включающими в себя интеллектуальное обеспечение и персональную медицину, можно назвать "Умный Госпиталь", уверен Григорий Шевченко.

Кроме того, МИС учреждения должна поддерживать стандарты EHR(SNOMED) и HL7, управлять всеми данными, начиная от процесса регистрации, лечения и заканчивая сбором оплаты за медицинские услуги, чтобы таким образом эффективно контролировать все административные процессы медицинского учреждения.

Владимир Лищук, профессор, д.б.н., к.т.н., и.о. зав. лаборатории математического моделирования и мониторинга НЦССХ им. А.Н. Бакулева, рассказал о преобразовании с помощью интеллектуальных технологий среднестатистической медицины в персональную. Например, нужно решить, есть ли у больного острая сердечная недостаточность. Сейчас используются рекомендации Evidence-based medicine, МОДД. Это значит, что имеет место дважды слепая, рандомизированная, среднестатистическая, а не индивидуальная терапия. "Нас сейчас лечат как среднего человека, в лучшем случае, как среднего больного", – пояснил он.

Однако, есть и другая возможность: в 70-е годы прошлого столетия американский сердечный хирург Джон Кирклин предложил алгоритм диагностики и лечения острой сердечной недостаточности, построенный на основе девяти правил и анализе взаимной зависимости множества показателей. При всей логичности этой методики ни один врач не в состоянии ей следовать, потому что ему пришлось бы помнить и сопоставлять слишком большое количество информации. Для преодоления этой проблемы в реанимацию госпиталя г. Алабама в США Джон Кирклин поставил в 1970 году компьютер PDP-8.

Итак, если врач с хорошим образованием и опытом, для получения решения (не для получения данных, их обработки, хранения, транспорта, представления и т.п.) должен использовать компьютер, то для этого нужна технология, согласующая его умственные способности с возможностями информационной системы в медицине и с индивидуальностью больного, чтобы обеспечить синтез тактики лечения в режиме реального времени. К сожалению, действующие правила Минздрава и ФОМС весьма сильно ограничивают поле применения новых методик, основанных на персональной медицине, несмотря на то, что ее эффективность доказана 50-летней клинической практикой.

Применение интеллектуальных технологий в медицине дает резкое улучшение лечения острых и тяжелых заболеваний, приводит к принципиальному расширению возможностей медицины, в том числе в понимании неинфекционных эпидемий, приводит к переходу от среднестатистической медицины к персональной, от предопределенного статистикой выбора к синтезу терапии в соответствии с состоянием больного, ситуацией и возможностями. "Лучше оставаться здоровыми, именно на это должны быть направлены усилия современной медицины и людей в умном городе", – заключил Владимир Лищук.

Источник: CNews.ru