«Умный» город и его инфраструктура: что это такое и как всё устроено

Сегодня технологические инновации стали проникать в нашу повседневную жизнь не только в виде интернета вещейИнтернет вещей (IoT, Internet of Things) — система взаимосвязанных физических устройств, которые могут собирать и передавать данные по сети интернет без участия человека., но и в куда больших масштабах. Речь идёт о так называемом «умном городе» — продвинутой системе, способной не только собирать и анализировать данные, но и принимать решения с минимальным вмешательством человека.

Эта интеллектуальная инфраструктура работает за счёт специального программного обеспечения, BIM‑инструментов и IoT-устройств. Вместе они позволяют создать не просто 3D‑модель, а динамическую систему, которая в режиме реального времени реагирует на события, фиксируемые датчиками.

В статье рассмотрим основные компоненты и ключевые преимущества технологического каркаса «умных городов».

Что такое интеллектуальная городская инфраструктура

Такая инфраструктура включает в себя здания, дороги, мосты, электросети и другие объекты, оснащённые средствами для сбора и обмена данными в режиме реального времени. Эта информация затем используется для повышения эффективности, безопасности и устойчивости как отдельных элементов, так и всего города.

Потенциал интеллектуальных инфраструктур определяется не только технологиями, но и четырьмя ключевыми принципами:

1. Данные — количество и качество собранных сведений являются основой для работы интеллектуальной системы
2. Анализ — после сбора информации следующим важным шагом является её анализ. Этот процесс напрямую влияет на последующее принятие решений
3. Обратная связь — получение откликов является основой любой интеллектуальной системы — именно на их основе принимаются меры по улучшению инфраструктуры
4. Адаптивность — этот принцип характерен для интеллектуальных систем, которые одновременно подстраиваются не только под текущие требования, но и будущие потребности города и его жителей

Основные компоненты интеллектуальной городской инфраструктуры

Теперь, когда мы разобрали сам термин, давайте рассмотрим основные компоненты такой системы. Их условно можно разделить на пять категорий.

Первая — это здания и постройки, которые объединяют в себе различные физические системы, повышая энергоэффективность, сокращая выброс отходов, оптимизируя использование ресурсов и снижая затраты на техническое обслуживание. Далее на ум приходят интеллектуальные системы управления дорожной сетью и передовые транспортные средства, в совокупности снижающие загруженность дорог и способствующие развитию более экологичных, экономичных и быстрых вариантов передвижения. Большинство таких систем используют Big Data.

Третьим компонентом «умной» городской инфраструктуры можно назвать набор инструментов для распределения энергии: датчики, счетчики, возобновляемые источники энергии, цифровые продукты для автоматизации, мониторинга и оптимизации распределения и использования энергии. Эти системы направлены на удовлетворение потребностей как потребителей, так и производителей с поставщиками.

Следующий важный компонент — системы управления водными ресурсами, использующие технологии для экономии воды, сокращения затрат и повышения надёжности и прозрачности процесса её распределения. Цифровые алгоритмы анализируют данные о расходе ресурса или давлении в трубах в режиме реального времени, определяя различные аномалии, а специалисты по техническому обслуживанию сразу же узнают об обновлении информации.

Наконец, стоит упомянуть об интеллектуальных цифровых инструментах по распределению отходов. Они могут классифицировать виды отбросов непосредственно рядом с их источником и разрабатывать методы для оптимизации процессов переработки и утилизации. Использование инновационных технологий в этой сфере позволяет повысить эффективность сбора, а также методов сортировки, повторного применения и переработки отходов.

Типы интеллектуальных городских инфраструктур

Их можно классифицировать по уровню контроля и автоматизации, которыми они обладают. Исходя из степени вмешательства человека в процесс принятия решений цифровыми алгоритмами, можно выделить:

1. Полуразумную инфраструктуру — собирает и распределяет данные по различным категориям, включая её собственное использование, структурное поведение и условия окружающей среды, но не обладает способностью принимать решения на основе полученной информации. Примерами могут служить приложения, фиксирующие уровень загрязнения города или загруженность автомобильного трафика
2. Интеллектуальную инфраструктуру — имеет более высокую степень автоматизации. Не только собирает данные, но и обрабатывает их для предоставления человеку, который будет принимать решения. Примером могут служить системы контроля дорожного движения, которые уведомляют водителей о любых изменениях
3. Умную инфраструктуру — аккумулирует информацию, обрабатывает её и вмешивается в реальную ситуацию, адаптируясь к меняющимся условиям без участия человека

В этом контексте стоит также вспомнить о IoT-устройствах, образующих собой сеть, которая следит за паттерном поведения и отдельными действиями всех подключенных пользователей, и «умных» зданиях с высокотехнологичным оборудованием, позволяющим автоматизировать многие внутренние процессы (вроде отопления, вентиляции, освещения и обеспечения безопасности).

Преимущества интеллектуальных городских инфраструктур

Интеллектуальные городские инфраструктуры помогают достигать принципов устойчивого строительства, обеспечивая эффективное использование ресурсов и грамотное управление отходами. Они также способствуют улучшению опыта пребывания человека в городе, адаптируя среду к его меняющимся потребностям.

Владельцам зданий и управляющим компаниям эти системы дают возможность сокращать время простоя систем и избегать непредвиденных проблем — всё чтобы они предоставляли свои услуги с максимальной надёжностью, но при этом извлекали и собственную выгоду. Наконец, инновационные датчики и оборудование помогают повышать безопасность людей через избавление от человеческих ошибок при обслуживании инфраструктуры города, а также способны предугадывать наступление стихийных бедствий и составлять план реагирования на эти события.

Заключение

В конечном счёте, главная ценность умной инфраструктуры заключается в её фокусе на жителях и гостях города. Технологии сбора и анализа данных, в управлении инженерными сетями или транспортом, служат одной цели — создать более удобную и предсказуемую среду. Именно этот человекоцентричный подход, подкрепленный способностями инновационных технологий, позволит построить по-настоящему «умные» города, где нам будет комфортно и безопасно.