CC BY
217УДК 332.14
ТЕХНОЛОГИИ «УМНЫЙ ГОРОД» И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В УПРАВЛЕНИИ ТЕРРИТОРИЕЙ
Г.Е. Зорин
Умный город - это одна из современных концепций развития и управления городской инфраструктурой и экономикой территории. Благодаря своей идее внедрять лучшие технологии эта концепция способствует не только развитию потребительских инноваций, но и оптимизации городских процессов управления. Также она позволяет принимать экономически обоснованные решения, отличающиеся большей эффективностью для граждан с учетом изменения их численности и покупательских предпочтений в будущем.
В статье предпринята попытка теоретического исследования понятия «умный город». Город и технологии рассматриваются с позиции системного подхода, согласно которому система представляет собой совокупность взаимосвязанных технологий по управлению территорией. Обобщены существующие варианты технологий «умный город» и на основании проведенного исследования сформированы предложения по их развитию в городском управлении Российской Федерации в ближайшей перспективе.
Ключевые слова: умный город; технологии; искусственный интеллект; Интернет вещей; рынок данных; управление территорией.
G.E. Zorin. THE TECHNOLOGIES «SMART CITY» AND THEIR APPLICATION IN THE TERRITORY MANAGEMENT
The smart city is one of the modern concepts of development and management of urban infrastructure and the economy of the territory. Thanks to its idea of introducing the best technologies, this concept contributes not only to the development of consumer innovations, but also to the optimization of urban management processes. It also allows making economically sound decisions that are more effective for citizens, taking into account changes in their number and consumer preferences in the future.
The article attempts a theoretical study of the concept of «smart city». The city and technologies are considered from the standpoint of a systematic approach, according to which the system is a set of interrelated technologies for managing the territory. The existing variants of «smart city» technologies are summarized, and based on the conducted research, proposals for their development in the city administration in the Russian Federation in the near future are formed.
Keywords: smart city; technologies; artificial intelligence; Internet of things; data market; territory management.
Из-за широкого спектра технологий, реализованных под брендом Smart City, сложно дать точное определение понятия «умный город». В Справочном документе по умным городам (Department for Business, Innovation and Skills, UK) в 2013 г. было отмечено: «Это понятие не стоит на месте, нет точного определения умного города. Скорее, это процесс или набор шагов, в результате которых города становятся более привлекательными для жизни в них, гибкими и, следовательно, могут быстрее стать готовыми реагировать на современные вызовы» [11].
В Проекте концептуальной записки по схеме «Умный город» Министерства городского хозяйства Индии 2014 г говорится о том, что определение связано с выполняемой функцией: «Интеллектуальные города обеспечивают устойчивость экономической деятельности и возможность трудоустройства широких слоев
населения, независимо от уровня образования, необходимых в современном мире навыков или уровня дохода» [6].
Существует множество других определений, в которых прослеживаются социальные и коммерческие направления, но основа в них - это применение цифровых технологий. По нашему мнению, «умный город» - это постоянное создание новых и совершенствование существующих аналитических инструментов, созданных для контроля и управления территорией, расчет предложений по вариантам развития в зависимости от существующей ситуации в экономике страны на будущую и ближайшую перспективу.
Города используют этот инструмент для сбора данных в режиме реального времени обо всем, включая трафик, качество воздуха и воды, а также солнечную радиацию. Обладая
такой информацией, правительство может немедленно приступить к решению практически любой проблемы. Технологии стимулируют рост умных городов, трансформируя в них все - от организации дорожного движения до сбора отходов. Мир углубляется в цифровую революцию, порождающую города, которые более связаны, устойчивы и эффективны.
Сегодня 55 % населения планеты живет в городах, и, согласно данным Организации Объединенных Наций, ожидается, что к 2050 г. это число увеличится до 68 %. Наряду с ростом численности населения возникают новые проблемы, поскольку города стремятся улучшить все - от инфраструктуры до подключения к Интернету. Многие видят в этом жизнеспособную бизнес-возможность для развития технологий, чтобы помочь городам эффективно обеспечивать надлежащий фундамент (энергоресурсы, транспорт, инфраструктуру, образовательные ресурсы, рабочие места, сферу услуг для своих жителей). В результате города претерпевают цифровую трансформацию и превращаются в умные города [2].
Умный город воспринимает, обрабатывает и принимает обоснованные решения, которые улучшают окружающую среду, необходимую для проживания граждан. Часть современных ученых в ведущих корпорациях мира, например Huawei, сравнивают выстраивание комбинаций технологий «умный город» с нервной системой, которая распознает и реагирует на изменения окружающей среды. Новейшие информационно-коммуникационные технологии (далее - ИКТ) помогают построить эту нервную систему с использованием отчетов и анализа ситуаций в реальном времени, дополненных передовым сочетанием облачных вычислений, технологий Интернета вещей, аналитики больших данных и искусственного интеллекта.
Статистика IDC показывает, что расходы на инициативы в рамках концепции «умный город» в 2020 г. по регионам мира составляли: в Японии - 6,1 %, Китае - 21,5 %, Азиатско-Тихоокеанском регионе без учета Японии -11,8 %, Западной Европе - 24,7 %, другие -10 %. США - крупнейший региональный рынок, на долю которого приходится около 26 % мировых расходов на технологические инициативы в области умных городов [8].
По прогнозам специалистов, в период с 2018 по 2023 г. расходы на технологии в рамках инициатив «умный город» во всем мире увеличатся более чем вдвое: с 81 млрд долл. США в 2018 г. до 189,5 млрд долл. в 2023 г. Умные города используют данные, собранные
с помощью датчиков, для автоматизации целого ряда услуг, чтобы обеспечить более высокую производительность, снизить затраты или уменьшить воздействие на окружающую среду. Умный город - это вертикаль Интернета вещей. Интернет вещей (1оТ) - термин, используемый для определения сети, которая соединяет не только людей, но и объекты вокруг них [9].
Таким образом, в настоящее время существует множество определений умного города. В целом умный город использует датчики Интернета вещей, приводы и технологии для подключения компонентов по всему городу, и это влияет на каждый слой города, вплоть до воздуха, которым дышат граждане. В результате анализируются данные из всех сегментов, и на основе собранных данных выводятся паттерны.
Можно выделить следующие сферы практического применения технологий «умный город».
1. Умная энергия
Как жилые, так и коммерческие здания в интеллектуальных городах более энергоэф-фективны, потребляют меньше энергии. Со всех датчиков потребления энергии собирается массив данных, который подвергается различным видам анализа. Каналы умных сетей - это часть развития умных городов, а умные уличные фонари являются легкой отправной точкой для многих городов, поскольку светодиодное освещение экономит деньги. В совокупности с аналитикой, а также регулировкой в течение светового дня на его основе период окупаемости этой технологии составляет пару лет.
2. Умный транспорт
Умный город поддерживает мультимодаль-ный транспорт, умные светофоры и умную парковку.
3. Аналитика массива данных
Огромный объем данных, собранных интеллектуальными городами, подвергается первичному анализу с выявлением новых закономерностей изменения поведения граждан. Порталы открытых данных, которые практикуются в Европе, - это вариант, когда некоторые города предпочитают публиковать городские данные в Интернете, чтобы каждый мог получить к ним доступ и использовать прогнозную аналитику для оценки будущих направлений поведения покупательских предпочтений. Даже информация, собранная различными датчиками на уличных фонарях, может быть использована в аналитическом аспекте. Например, информация с уличных фонарей о дорожном движении может указать на более удобное расположение ресторанов в оживленных районах.
Прогнозная аналитика помогает муниципальным властям фильтровать и преобразовывать огромные потоки, на первый взгляд, не связанных между собой данных в данные, позволяющие действовать и влиять на дальнейшее развитие территории [3].
4. Интеллектуальная инфраструктура
С помощью технологий «умный город», позволяющих анализировать большие объемы данных, города смогут лучше планировать свое развитие. Это позволит проводить проактивное техническое обслуживание и лучше планировать будущий спрос. Например, возможность проверить содержание свинца в воде в режиме реального времени, когда данные показывают, что возникла проблема, может предотвратить проблемы в общественном здравоохранении.
Интеллектуальная инфраструктура означает, что города могут развивать другие технологии и использовать собираемые данные для внесения наиболее важных изменений в городское планирование в будущем.
5. Интеллектуальная мобильность
Мобильность относится как к технологии,
так и к данным, которые перемещаются в рамках технологии. Способность беспрепятственно входить и выходить из множества различных муниципальных и частных информационных систем имеет важное значение, если мы хотим реализовать систему умных городов. Строительство умного города никогда не будет проектом, который «закончен». Технология должна быть совместимой и соответствовать ожиданиям независимо от того, кто ее создал и когда она была создана. Данные также должны быть свободными, когда они перемещаются между информационными системами, - со всем должным вниманием к вопросам интеллектуальной собственности, безопасности и конфиденциальности.
6. Интеллектуальные устройства Интернета вещей
Один из ключевых компонентов, который связывает все вместе в умном городе, - это устройства Интернета вещей.
По мере того как города переходят от тысяч до сотен миллионов устройств, передающих полезную или потенциально непригодную информацию, эффективность их пропускной способности снижается, так как требуются новые каналы связи. Краткосрочное уведомление о том, что выбранная пользователем потребность может быть удовлетворена поблизости, будь то расположение станции метро или место службы, обеспечивает удобство без привязки к некоторой полосе пропускания сетей передачи данных перевозчика. Возможно, это будет
иметь побочное преимущество в виде уменьшения количества знаков и, следовательно, визуального беспорядка, который они вызывают на улицах города [15].
Каждая из этих технологий работает совместно с другими, для того чтобы сделать умный город еще умнее. По мере роста мирового населения и увеличения числа людей, переселяющихся в городские районы, потребность в более умных городах будет возрастать, чтобы наилучшим образом использовать имеющиеся ресурсы.
Интеллектуальные города (включая сообщества, бизнес-кластеры, городские или региональные собрания) используют ИКТ в следующих целях:
1) для наиболее эффективного эксплуатирования физической инфраструктуры (дороги, застроенная среда и другие физические активы). С помощью анализа данных на основе искусственного интеллекта осуществляется поддержка устойчивого и здорового экономического и социокультурного развития;
2) продуктивного общения должностных лиц из местных органов власти посредством открытых процессов и электронных систем, а также повышения общей вовлеченности городских институтов за счет ряда коммуникативных технологий с упором на участие граждан. Гражданская сплоченность - это дизайн сотрудничества данной системы;
3) ввоза новшеств и более эффективного и быстрого реагирования на меняющиеся ситуации (таблица).
Области активации цепи интеллектуальных городов
Инновационная экономика Городская инфраструктура Управление
В отраслях, кластерах, районах города Транспорт Административные услуги
Образование и занятость Энергетика и коммунальные услуги Демократичный принцип управления
Масштабирование наукоемких компаний Охрана окружающей среды и безопасность Качество жизни
На сегодняшний день к данной концепции внедрения технологий умного города экстренно добавились направления для борьбы с СО"УГО-19. Мы уже являемся свидетелями того, как подключенные цифровые платформы позволили властям управлять сообществом и их данными. Один из таких примеров - исполь-
зование воздушного наблюдения за передвижением подозреваемых в заражении COVID-19.
Согласно отчету Capgemini Sustainable Business Revolution 2030, развитие умных городов отмечается сдвигом в направлении того, как города используют технологии для сбора и анализа данных. Города также продемонстрировали ценность интеллектуальных технологий для сбора информации о быстро меняющихся событиях в режиме реального времени. Основанные на технологиях инициативы умного города, такие как платформа отслеживания контрактов, требуют, чтобы граждане добровольно предоставляли данные для координации действий в чрезвычайных ситуациях, что мы и наблюдали по всему миру во время пандемии новой коронавирусной инфекции [14].
Внедрение цифровых технологий умными городами представляет собой шаг вперед в укреплении устойчивости городов, что будет иметь далеко идущие последствия для них после пандемии COVID-19. Речь идет о таких технологиях, как измерение температуры тела на расстоянии и массовый контроль за передвижением. По словам Дэвида К. Оуэнс, бывшего исполнительного вице-президента Института электричества Эдисона, два ключевых элемента, которыми должен обладать умный город, - это интегрированная коммуникационная платформа и «динамическая устойчивая сеть» [1].
Крупными мировыми компаниями, создающими рынок умных городов, являются:
1) IBM (США),
2) Cisco (США),
3) Schneider Electric (Франция),
4) Siemens (Германия),
5) Microsoft (США),
6) Hitachi (Япония),
7) Huawei (Китай),
8) Ericsson (Швеция),
9) Toshiba (Япония),
10) Oracle (США) [13].
Статистика компании PatentSight свидетельствует, что по состоянию на ноябрь 2020 г Государственная сетевая корпорация Китая была крупнейшим владельцем активных патентных семейств Smart city. Компания владела почти 7200 патентными семействами, что более чем на 4000 патентных семейств больше, чем у следующей за ней компании. Samsung принадлежала вторая по активности семья, а LG Electronics - третья. Рост портфеля State Grid Corp значительно опережал своих конкурентов на протяжении большей части последнего десятилетия [12].
В рамках национальной программы «Цифровая экономика Российской Федерации» в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 07.05.2018 № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года» разработан стандарт «Умный город».
Стандарт включает задачи по цифровизации основных сфер городской жизни, результатом чего видится воплощение концепции «умный город», и регламентирует ряд мероприятий для реализации программы, сроки их выполнения, обозначает планируемый эффект [7].
В перечень российских компаний, реализующих проекты «Умный город», входят:
1) ООО «Русатом Инфраструктурные решения» (г. Москва) (входит в группу «Русатом»),
2) ООО «Сбербанк-Телеком» (входит в Сбербанк),
3) «Ростелеком»,
4) Лаборатория Касперского,
5) ПАО «РусГидро»,
6) Концерн «Вега» холдинга «Росэлектро-ника» (входит в Госкорпорацию «Ростех»),
ЙЬ
LB 1
га
создание < "цифрового двойника" города
UU
1
городская среда
общественная безопасность
«б 1
(О) (О) (О) (О) I (О) СО) I СО)
вовлечение граждан в вопросы городского развития
«умное ЖКХ»
\
городской транспорт
экологическая безопасность
Сферы реализации стандарта проекта «Умный город» в России
7) ФГБУ НИИ «Восход»,
8) ФГУП «Стандартинформ»,
9) МТС,
10) Мегафон,
11) Билайн,
12) АО «ЭР-Телеком Холдинг» [4].
Из-за множества игроков на российском рынке сложно сформировать централизованное управление сетью умных городов на постоянной основе, так как при отсутствии единой системы сбора и анализа данных на сегодняшний день мы имеем цепь изолированных умных городов. Практически каждая из компаний предоставляет свой индивидуальный пакет услуг с их программным обеспечением и серверами, наращивание которого стоит дополнительных затрат. Создание своей, т.е. силами городского управления, модели или переход на новую, более дешевую и практическую модель, которую предлагает другая компания, не представляется возможным по причине все тех же больших единовременных затрат из бюджета на создание новой программной архитектуры, даже если это приведет к существенной экономии в будущем.
Разработанный Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации Щ городов подтверждает эту проблему. В основе данного индекса лежит максимальная насыщенность городов перечнем технологий из стандарта «Умный город» [5]. Такого рода концептуальное развитие умных городов не раскрывает проблему взаимосвязи цепи городов целых регионов. Также стоит вопрос о предоставлении актуальных данных по причине сбора данных в различных программных продуктах.
Совокупность данных проблем в будущем приведет к неравномерному делению регионов по присутствию тех или иных компаний, которые внедряют технологии «умный город». Яркий пример решения схожей проблемы мы видим в Китае, где имеется государственный заказ на внедрение той или иной технологии в целой цепочке городов, а полученная информация передается напрямую в государственный центральный аппарат управления. Кроме того, развитие технологии «блокчейн» в сборе и хранении данных позволяет Китаю получать данные, которые нельзя изменить [16].
Из проведенного исследования становится очевидным, что развитие концепции «Умный город» в России имеет широкие горизонты. Новые вызовы COVID-19 меняют представление о функционировании технологий умного города практически каждый месяц. Меняются первостепенные приоритеты по сбору данных.
На первом месте, хоть и временно, находится параметр самочувствия практически каждого человека на земле. Технологии «искусственный интеллект» переориентируются на слежение за здоровьем и аналитикой в сфере здравоохранения, что немного отходит в сторону от чисто коммерческого использования данной технологии.
В заключение отметим, что одним из перспективных направлений развития концепции «умный город» становится углубление использования искусственного интеллекта с возможностью его постоянного обучения. Это ключевое направление окажет гораздо более сильное влияние на рынок городских данных и способность искусственного интеллекта учитывать их. В дополнение к жестким условиям конкурентного рынка это, несомненно, окажет влияние на развитие экономики не только одного города, но и целой цепочки городов в перспективе всей страны.
Список литературы
1. Америка срочно нуждается в инвестициях в интеллектуальные сети. URL: https://dailyener-gyinsider.com/featured/9120-america-needs-smart-grid-investments-pronto-stakeholders-say-naruc-event (дата обращения: 16.11.2017).
2. Департамент по экономическим и социальным вопросам ООН. URL: https://www.un.org/de-velopment/desa/en/news/population/2018-revision-of-world-urbanization-prospects.html (дата обращения: 16.05.2018).
3. Ермак С. Новая городская утопия. Конкурентоспособность муниципалитетов // Эксперт-Урал. 2012. 33 (521). URL: http:// expert.ru (дата обращения: 11.02.2014).
4. Каких результатов добилась Россия в строительстве «умных городов». URL: https://www. kommersant.ru (дата обращения: 31.03.2020).
5. Минстрой России представил первый индекс IQ городов. URL: https://minstroyrf.gov.ru/ press (дата обращения: 03.03.2020).
6. Проект концептуальной записки по схеме «умный город» // Правительство Индии. Министерство городского развития: офиц. сайт. URL: https://indiansmartcities.in (дата обращения: 03.02.2015).
7. Проект цифровизации городского хозяйства «Умный город» // Минстрой России: офиц. сайт. URL: http://www.minstroyrf.ru (дата обращения: 25.02.2020).
8. Расходы на инициативы умных городов в течение прогнозируемого периода 2019-2023 годов / IDC. URL: https://www.idc.com/getdoc. jsp?containerId=prAP46158320 (дата обращения: 23.03.2020).
9. Расходы на умные города. URL: https:// www.smartcitiesworld.net/news/news/smart-cities-spending-to-reach-189-billion-in-2023-4327 (дата обращения: 12.04.2020).
10. Сендайская рамочная программа по снижению риска бедствий на 2015-2030 гг. / ООН. URL: https://www.unisdr.org (дата обращения:
01.09.2019).
11. Справочный документ по умным городам // Британский департамент бизнес-инноваций и навыков. URL: https://assets.publishing.service. gov.uk/government/uploads/system/uploads/attach-ment_data/file/246019/bis-13-1209-smart-cities-background-paper-digital.pdf (дата обращения: 13.10.2013).
12. Статистика компании PatentSight. URL: https://www.patentsight.com (дата обращения:
15.11.2020).
13. Топ-10 самых умных городов мира и смарт-технологии, которые они используют // Robo Sapiens: портал о робототехнике. URL: https:// robo-sapiens.ru (дата обращения: 11.01.2018).
14. Устойчивая бизнес-революция - 2030. URL: https://www.capgemini.com/wp-content/ uploads/2019/11/Sustainable-Business-Revolu-tion-2030.pdf (дата обращения: 08.12.2019).
15. Флах П. Машинное обучение. М.: ДМК Пресс, 2015. 400 с.
16. ZTE участвует в более чем 150 проектах умных городов по всему Китаю. 30 июня 2016 г. URL: https://www.rcrwireless.com/20160630/asia-pacific (дата обращения: 30.06.2016).
References
1. America urgently needs investment in smart grids. URL: https://dailyenergyinsider.com/ featured/9120-america-needs-smart-grid-invest-ments-pronto-stakeholders-say-naruc-event (Accessed 16.11.2017).
2. UN Department of Economic and Social Affairs. URL: https://www.un.org/development/desa/ en/news/population/2018-revision-of-world-urban-ization-prospects.html (Accessed 16.05.2018).
3. Ermak S. Novaya gorodskaya utopiya. Kon-kurentosposobnost' munitsipalitetov [New urban utopia. The competitiveness of the municipal literature] // Ekspert-Ural. 2012. № 33 (521). URL: http:// expert.ru (Accessed 11.02.2014).
4. Kakikh rezul'tatov dobilas' Rossiya v stroitel'stve «umnykh gorodov» [What results has Russia achieved in the construction of «smart ci-
ties»]. URL: https://www.kommersant.ru (Accessed 31.03.2020).
5. Minstroj Rossii predstavil pervyj indeks IQ gorodov [The Ministry of Construction of the Russian Federation presented the first IQ index of cities]. URL: https://minstroyrf.gov.ru/press (Accessed 03.03.2020).
6. Draft concept note on the Smart City Scheme // Government of India. Ministry of Urban Development: official website. URL: https://indiansmartci-ties.in (Accessed 03.02.2015).
7. Proekt tsifrovizatsii gorodskogo khozyaj-stva «Umnyj gorod» [The project of digitaliza-tion of the municipal economy «Smart City»] // Minstroj Rossii: ofits. sajt. URL: http://www.min-stroyrf.ru (Accessed 25.02.2020).
8. IDC spending on smart city initiatives during the forecast period 2019-2023. URL: https://www. idc.com/getdoc.jsp?containerId=prAP46158320 (Accessed 23.03.2020).
9. Spending on smart cities. URL: https://www. smartcitiesworld.net/news/news/smart-cities-spen-ding-to-reach-189-billion-in-2023-4327(Accessed 12.04.2020).
10. Sendai Framework for Disaster Risk Reduction 2015-2030 / UN. URL: https://www.unisdr.org/ files/43291_russiansendaiframeworkfordisasterri. pdf (Accessed 01.09.2019).
11. Reference document on Smart cities // British Department of Business Innovation and Skills. URL: https://assets.publishing.service.gov.uk/gov-ernment/uploads/system/uploads/attachment_data/ file/246019/bis-13-1209-smart-cities-background-paper-digital.pdf (Accessed 13.10.2013).
12. Patentsight statistics. URL: https://www. patentsight.com (Accessed 15.11.2020).
13. Top-10 samykh umnykh gorodov mira i smart-tekhnologii, kotorye oni ispolzuyut [Top 10 smartest cities in the world and smart technologies they use] // Robo Sapiens: portal o robototekhnike. URL: https://robo-sapiens.ru (Accessed 11.01.2018).
14. Sustainable Business Revolution 2030. URL: https://www.capgemini.com/wp-content/ uploads/2019/11/Sustainable-Business-Revolu-tion-2030.pdf (Accessed 08.12.2019).
15. Flax P. Mashinnoe obuchenie [Machine Learning]. M.: DMK Press, 2015. 400 s.
16. ZTE is involved in more than 150 smart city projects across China. June 30, 2016. URL: https:// www.rcrwireless.com/20160630/asia-pacific (Accessed 30.06.2016).
ЗОРИН Григорий Евгеньевич - магистр экономики, аспирант. Северо-Восточный федеральный университет имениМ.К. Аммосова. Россия. Якутск. E-mail: this33@mail.ru.
ZORIN, Grigory Evgenyevich - Master of Economics, Postgraduate Student. North-Eastern Federal University named after M.K. Ammosov. Russia. Yakutsk. E-mail: this33@mail.ru.
