Как устроены умные города и какие технологии для них нужны

Что такое умный город

Умный город — это современная концепция благоустройства населенных пунктов, где многочисленные цифровые технологии и базы данных собраны в целостную систему.

Она помогает городским службам работать более эффективно: разгружать оживленные магистрали и маршруты общественного транспорта, поддерживать чистоту, бороться с нарушениями порядка, совершенствовать здравоохранение.

А еще система позволяет жителям и властям взаимодействовать напрямую: по различным вопросам можно проводить прозрачные референдумы, отмечать проблемные моменты на цифровой копии города, вносить предложения для повышения общего комфорта.

Уже сейчас жители городов пользуются многочисленными цифровыми сервисами: работают навигаторы с актуальными данными о состоянии дорог, на многих станциях подземки действуют биометрические турникеты, развивается система инновационной профилактической медицины. Но до создания полноценных умных городов пока далеко, и дальше мы расскажем почему.

Как работает умный город: IoT и Big Data

Если максимально упростить концепцию умных городов, можно представить, что они похожи на сложные живые организмы. Чтобы нормально функционировать, им нужно две системы. Сенсорная поставляет информацию, а нервная — обрабатывает ее и принимает определенные решения на основе поступивших данных.

В случае с умным городом функции сенсорной системы выполняют многочисленные датчики: камеры на дорогах, биометрические устройства в общественных местах, контроллеры на беспилотном транспорте. В связи с этим ключевую роль начинает играть концепция IoT — «Интернета вещей». У всех объектов городской инфраструктуры — фонарей, мусорных баков, лифтов, автобусных остановок, самих автобусов — появятся собственные компьютерные системы разных уровней сложности. Благодаря им устройства могут обмениваться данными друг с другом и с единым информационным центром города. Туда стекаются все сведения: от степени наполненности конкретной урны до состояния определенного автобуса или трамвая.

Продолжая параллель умного города и живого организма, можно сказать, что роль «мозга» выполняет центр обработки больших данных на основе искусственного интеллекта. Конечно, это не один компьютер, а целая сеть взаимосвязанных серверов. Центру можно ставить различные задачи. Например, уменьшить загруженность определенных районов или найти самые неблагополучные улицы и предложить идеи для повышения безопасности.

Какие еще технологии нужны умному городу

Искусственный интеллект

• Его активно применяют для оптимизации трафика. ИИ управляет беспилотными автомобилями, выстраивает маршруты жителей, «разруливает» возникающие пробки.
• Технология позволяет получить «второе мнение» по важным вопросам. Например, в ходе планирования городской инфраструктуры или постановки диагноза.
• ИИ может автоматически заполнять данные в справках, вести отчетность различных служб и учреждений. Это сокращает количество ошибок, ускоряет документооборот.

Блокчейн

• С его помощью можно организовать прозрачное и при этом надежное хранилище важных данных — например, биометрических паспортов, электронных медицинских карт.
• Жители города смогут заключать смарт-контракты, оплата по которым происходит автоматически после выполнения определенных условий.
• Результаты местных выборов и электронного голосования становится легко верифицировать.
• Документы не нужно заверять у нотариусов.

Связь 5G

• Технология обеспечивает повышенную пропускную способность данных по сравнению со стандартом связи 4G. Это значит, что большее количество информации можно передать за меньшее время. Критически важное свойство, если речь идет об умных городах, с огромным количеством сенсоров и компьютерных систем.
• 5G обеспечивает более стабильное и надежное соединение, так как работает в собственном диапазоне частот, которые пока не перегружены существующими устройствами.
• Технология менее ресурсозатратна, приборы с таким стандартом связи требуют меньше энергии, реже нуждаются в подзарядке, их аккумуляторы служат дольше.

Нейроинтерфейсы

• «Чувствительные» протезы, которые получают сигналы непосредственно от мозга, ускоряют реабилитацию пациентов городских клиник.
• Технология помогает людям более эффективно взаимодействовать с компьютерами — например, управлять сложной ремонтной техникой, дистанционно обслуживать труднодоступные коммуникации.

Виртуальная, дополненная, смешанная реальность

• VR, AR и MR позволяют визуализировать планируемые объекты непосредственно в городской среде. Проектировщики зданий лучше понимают, как именно они будут влиять на ландшафт.
• С помощью дополненной реальности системы навигации выстраивают более наглядные карты маршрутов, в том числе пешеходных.
• Технология дает возможность виртуально посещать музеи, городские достопримечательности и другие объекты культуры.
• Инженерные системы снабжаются «наложенными» на них инструкциями по обслуживанию и ремонту. Это исключает ошибки отдельных сотрудников муниципальных служб.

3D-моделирование и печать

• С помощью технологии можно более эффективно планировать различные здания, значительно уменьшать стоимость их строительства.
• Модели с четкими требованиями способны заменить кадастровые планы, позволяют избежать ошибок в проектировании новых кварталов и районов.
• В городском здравоохранении можно выстраивать 3D-модели организма каждого конкретного пациента, более качественно готовить его к операции и консервативному лечению.