С заботой о человеке: умные города и интернет вещей

От пророчеств к технологиям будущего

Кажется, первым, кто наиболее точно предсказал появление интернета вещей, был Никола Тесла. Почти век назад, в 1926 году, когда только зарождался аналог современного телевидения, великий физик предсказал, что в будущем радио станет «большим мозгом», который объединит вещи в единое целое под управлением миниатюрных устройств. Не вдаваясь в детали, можно сказать, что его мысль убедительно отражает концепцию интернета вещей (IoT).

Теперь к сети интернет действительно подключены не только компьютеры, ноутбуки, планшеты и смартфоны, но и миллиарды других устройств. Следуя закону перехода количества в качество, человечество прошло долгий путь от идеи умного дома, расширив её в концепцию умного города.

По прогнозам, к 2050 году 70% населения Земли будут проживать в городах, а к 2030 году количество мегагородов вырастет с 31 до 41. Всё это идёт рука об руку с множеством проблем урбанизации, начиная с загрязнения воздуха и заканчивая нехваткой воды, надежды на решение которых возлагаются на технологии будущего.

Точка отсчёта: промышленный интернет вещей

Исторически IoT эволюционировал из сферы промышленности и экономики и, будучи применённым на конкретном предприятии, способствовал повышению эффективности его работы. Его использование позволяет гибко регулировать и автоматизировать процессы на производственных линиях, а совместное применение IoT и искусственного интеллекта помогает получать более детальные данные о производстве и точнее прогнозировать развитие предприятия.

Почти сразу IoT лавинообразно всколыхнул различные бизнес-процессы: расширил и углубил каналы взаимодействия с клиентами, снизил транзакционные издержки бизнеса и оптимизировал то, что не относится напрямую к производству.

Возможности применения IoT-технологий оказались настолько безграничны, что под их влияние попали процессы урбанизации.

Исследовательский центр IoT Analytics в 2018 году опубликовал рейтинг 1600 корпоративных IoT-проектов, объединив их в 10 тематических групп.

Наибольшее количество проектов было сконцентрировано в группе «IoT для умного города» (23%), за ней следуют группы «IoT для промышленности» (17%), «IoT для строительства» (12%), «IoT для автомобилей» (11%), «IoT для энергетики» (10%) и другие, что показало значительный рост группы «IoT для умного города» по сравнению с отчётом 2016 года. Анализ, проведённый IoT Analytics в 2019 году, зафиксировал долю IoT-платформ в сфере умных городов на уровне 31%.

Эволюция от базовой инфраструктуры к сервисам

Традиционно базовая городская инфраструктура распределена между муниципальными властями, городскими службами и предприятиями, которые предлагают широкий спектр независимых услуг. Включение рынка IoT в городскую инфраструктуру делает город гиперподключённым.

Впрочем, не стоит относиться к гиперподключённости как к проблеме, ведь бессчётные датчики, сенсоры, потоки данных, городские системы и аналитические процессы обеспечивают успешность городских сообществ и реализацию других преимуществ работы и жизни в умных городах.

Аналитическое агентство Gartner прогнозирует, что в 2021 году IoT будет объединять 25 миллиардов устройств по всему миру, что почти вдвое больше, чем в 2019 году.

Несмотря на то, что это один из самых скромных прогнозов, рынок IoT исторически находится лишь на этапе начального роста, и потенциал его развития ещё долго будет оставаться довольно высоким, приводя к интенсификации гиперподключенности.

Гиперподключённость компонентов умного города формируется на 4 уровнях, начиная с базовой инфраструктуры и заканчивая уровнем сервисов и приложений:

Уровень 1. Базовая инфраструктура — основа развития умного города, которая включает в себя транспортную систему, электроснабжение, городское освещение, сбор и утилизацию отходов, водоснабжение и канализацию, системы коммуникаций.

Уровень 2. Уровень восприятия и измерения, на котором подключённые датчики, объекты и устройства собирают данные о поведении пользователей и взаимодействии машин — с этого уровня, к которому относятся, например, системы видеонаблюдения, начинается развитие городской экосистемы IoT.

Уровень 3. Создание облачной IoT-платформы для анализа и обработки больших данных, собранных на других уровнях, которая вырабатывает полезную информацию для совершенствования IoT-сервисов и создания новых.

Уровень 4. Приложения и сервисы интернета вещей, которые облегчают жизнь и превращают город в городскую экосистему IoT.

Формирование городской экосистемы IoT

Если сравнить прошлое и настоящее, можно заметить, что в городах сформировалась целая экосистема IoT, окружающая жителей массой преимуществ мобильности, безопасности, заботы о здоровье и повышения эффективности.

Согласно исследованию Juniper Research, технологии умного города имеют огромный потенциал экономии времени жителей, освобождая до 15 дней в год.

Например, ITS (интеллектуальные транспортные системы) используются для регулирования светофоров, дорожных информационных табло и знаков, автомобильной навигации, распознавания автомобильных номеров и интеграции информационных потоков. Все эти компоненты в связке позволяют эффективно бороться с дорожными пробками за счёт управления дорожным трафиком. Появились парковки и отдельные парковочные места с датчиками, которые посылают водителям оповещения о доступности прямо на смартфон.

Реализации массового применения ожидают технологии беспилотных автомобилей и MaaS (Mobility as a Service — «Мобильность как услуга»), которая объединяет разнонаправленный транспортный парк города в единую платформу услуг для персонализированного предложения горожанам.

Внедрение «умной» транспортной системы объединяет, с одной стороны, владельцев транспортных средств, и, с другой стороны, пассажиров по параметрам пункта отправления, маршрута и пункта назначения. Поэтому такая система состоит из двух компонентов: интернет-платформа, работающая с поставщиками транспортных услуг, и интернет-платформа, управляющая процессами создания маршрутов, бронированием, платежами и формированием цен.

Таким образом, IoT-технологии в сфере городского транспорта способны ежегодно сокращать до 60 часов ожидания каждому жителю.

Что касается использования технологий умного города в государственном и муниципальном управлении, то речь прежде всего идёт о борьбе с бюрократией. Сложные процедуры оформления документов до сих пор довольно часто требуют недель и месяцев драгоценного времени. Данная проблема успешно решается применением совместимых информационных систем, API и технологий сбора и хранения информации, которые экономят до 20 часов ежегодно.

При грамотном подходе эффективное государственное управление реализуется с помощью специализированных информационных систем, интернет-опросов и других форм диалога, автоматического анализа поведения (социальный рейтинг в Китае), настроений и мнений жителей, показателей взаимодействия людей и городской инфраструктуры. Данные, полученные при ежедневном использовании этих и других технологий обеспечивают возможность коллективного принятия решений.

В телемедицине распространение получают системы удалённого мониторинга различных показателей и функций, системы наблюдения за состоянием пациентов, мобильные приложения для предупреждения заболеваний, системы здравоохранения в реальном времени (Real-time health systems), которые комбинируют электронную медицинскую карту и данные датчиков и носимых устройств. Использование носимых датчиков настолько необходимо в вопросах жизни и смерти, насколько быстро они автоматически вызывают скорую помощь в случае фиксации обморока.

Кроме этого, часто последующее лечение и процедуры после первичного приема могут назначаться удалённо, тем самым существенно сокращая очереди в поликлиниках. Единая облачная IoT-платформа здравоохранения, анализирующая медицинскую историю и данные пациентов, способна в режиме реального времени проводить аудит действий медицинского персонала, фиксирующийся в системе, с целью предотвращения постановки неверных диагнозов и назначения некорректного лечения, что в итоге делает систему здравоохранения безопаснее и надёжнее.

Таким образом, применение IoT в медицине экономит горожанину до 10 часов времени в год.

В области общественной безопасности технологии интернета вещей двигаются в сторону машинного обучения и прогнозирования чрезвычайных ситуаций. Это необходимо для того, чтобы в нужный момент сконцентрировать городские службы в тех местах, где предположительно произойдёт, к примеру, пожар или преступление.

Кроме этого, в случае критической ситуации городская система управления движением перенаправит автомобильные потоки таким образом, что, к примеру, служба скорой помощи доедет до места происшествия вдвое быстрее, чем в обычных условиях. Таким образом, предотвращение негативных последствий хронических заболеваний, дорожно-транспортных происшествий и преступлений существенно увеличивает среднюю продолжительность жизни.

IoT-сервисы помогают горожанам не только за счёт сокращения временных издержек. Стек технологий в умном городе, в том числе упомянутых выше, обеспечивают потенциальное улучшение показателей качества жизни в различных направлениях: рост занятости населения на 1–3%, сокращение выбросов парниковых газов, отходов и потребления коммунальных ресурсов на 10–30%, снижение заболеваемости на 8–15%, падение смертности на 8–10%, снижение преступности на 30–40% и другое.

Компания Omega-R имеет успешный опыт создания приложений для управления IoT-устройствами. Одно из решений — Dexen Telemetry Mobile, разработанное по заказу компании Dexen Industries, специализирующейся на производстве бытовых счётчиков. Приложение позволяет осуществлять мониторинг и передачу информации о потребляемом объёме ресурсов посредством Bluetooth.

Для добавления новых счётчиков в приложении пользователь создаёт очередную пару по Bluetooth и выбирает локацию, а при добавлении новой локации — указывает название локации и интуитивно выбирает иконку. Кроме этого, в приложении реализована возможность ввода тарифов, автоматического подсчёта расходов по периодам времени и анализа перерасхода по зонам.

Dexen Telemetry Mobile является элементом системы умного дома, но легко может быть адаптировано под нужды целого города или региона, работа над чем и ведётся с Правительством штата Калифорния. Благодаря совместной работе Omega-R и Dexen Industries пользователи приложения получили возможность сократить свои расходы на коммунальные ресурсы на 10–30%, в зависимости от объёма энергопотерь.

Следующий шаг в развитии умных городов и интернета вещей

Единые информационные суперсистемы и IoT-платформы, взаимосвязанные программные средства, увеличение мобильности и портативности техники и другие прорывные технологии — это то будущее, в котором нам предстоит жить и в котором все вещи будут взаимодействовать друг с другом.

Основная идея уже существующей концепции и проектов умных городов заключается в ориентации технологий на повышение эффективности и производительности: развитие искусственного интеллекта, квантовых вычислений, сетей 5G, новых процессоров, наращивание многофункциональности вещей и интеллектуализация систем — например, преобразование уличных LED-фонарей в общегородскую сеть WAN.

Но чем глубже эти технологии внедряются в города и дома, тем больше возникает вопросов о конфиденциальности и безопасности персональных данных. IoT использует конфиденциальную и личную информацию, и это будет самой большой проблемой для полиции, органов власти и всего мира.

С другой стороны, быстрый рост IoT порождает риск тотального контроля. Очевидно, что в будущем не будет возможности отказаться от IoT, хотя IoT-устройства будут максимально безопасны для защиты IoT-платформ от киберугроз.

Источник: www.cossa.ru

Комментарии: