«Умные города», или Smart Cities = Happy Citizens

– Вот ты говорил, город – сила, а здесь слабые все…
– Город – это злая сила. Сильные приезжают, становятся слабыми, город забирает силу… Вот и ты пропал!
к/ф «Брат»

Мы с вами живем в удивительное время. Время, когда претворяется в жизнь то, о чем говорили фантасты прошлых десятилетий.
Для нас уже нет ничего необычного в «умном телефоне», «умном пылесосе», «умном автомобиле», «умном доме»: смартфоны и роботы-пылесосы уже стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни, все популярнее становятся системы автоматизации жилых зданий, активно ведется разработка беспилотных автомобилей.
Процесс «smart-изации» всего и вся нас окружающего подобно снежному кому набирает и набирает скорость, увеличиваясь в объеме. И с высокой долей уверенности можно заявить, что следующим звеном этой цепочки станет «умный город», ведь практически все большие агломерации так или иначе задумываются об автоматизации процессов управления городским хозяйством.
Думаю, самое время разобрать тему по полочкам :)

Город-сказка, город-мечта

Что же представляет собой «умный город», или же, выражаясь языком Шекспира, Smart city? По сути это универсальная комплексная система информационной поддержки, которая выполняет две основные функции:
– обеспечивает ключевой информацией все уровни городской исполнительной власти;
– предоставляет интерфейсы обратной связи, через которые исполнительная власть может воздействовать на определенные сферы городской жизни, попадающие в зону ее ответственности.
В чем ее польза?
Во-первых, реализация этой концепции однозначно повышает качество жизни населения региона, или, как это сейчас стало модно называть, life quality experience.
Во-вторых, это снижение затрат на эксплуатацию инфраструктуры за счет автоматизации рутинных процессов по управлению городским хозяйством и создания средств объективного контроля за работой городских служб. В нынешних жестких экономических условиях, сопровождающихся сокращением количества денег, в том числе и в сферах ЖКХ, оптимизация текущих процессов – едва ли не самое популярное решение.

Но сорвем красивую упаковку и посмотрим, что скрывается под этикеткой «Smart city».

Ключевым связующим звеном «умного города» является некоторый операционный центр, который аккумулирует в себе информацию от нижестоящих систем и является высокоуровневым агрегатором управляющих воздействий.
Следующий уровень за центральной консолью – уровень конкретных областей городского хозяйства, в каждой из которых стоят свои задачи и свои показатели эффективности со своей спецификой. И в связи с этим каждая такая область управляется отдельным приложением. Например, приложение по «умному управлению городским освещением», которое позволяет задавать с центральной консоли общую политику управления светом в городе и оптимизировать затраты на электричество и операционную поддержку освещения. Или система «умного управления жилищно-коммунальным хозяйством», которая следит за состоянием разных участков ЖКХ и может эффективно реагировать на сбои в отдельных своих частях, а также прогнозировать потенциальные проблемы на основе анализа собранных с датчиков данных (например, где-то на магистрали наблюдается падение давления: вероятнее всего, на каком-то из участков возникла протечка, и система управления призвана помочь локализовать и устранить повреждение, пока это не привело к возникновению аварии).
Все эти обособленные системы («умный свет», «умное ЖКХ», «умные системы управления трафиком», «умные здания», «умная медицина» и т.д.) сводятся в единую центральную консоль управления городом – этакий «городской мозг», который обрабатывает полученную информацию: фильтрует, сортирует, агрегирует и анализирует. Результаты этой обработки выводятся на общегородской dashboard, отражающий текущее состояние городских систем, – своего рода панель управления городского начальника.
Если на центральной панели наблюдаются какие-то проблемы, то ответственные лица могут перейти в конкретную систему управления областью городского хозяйства прямо из панели и оперативно разобраться в деталях происходящего, принять адекватные меры.

City as a service

Помимо мониторинга городских систем и коммуникаций, «умный город» призван изменить в лучшую сторону еще один ключевой аспект городской жизни – процесс взаимодействия власти и гражданина. Если раньше каждая область городского хозяйства была практически суверенной и управлялась относительно независимо от остальных (со своими стандартами, правилами, процедурами), то «умный город» в своей идеальной реализации должен предоставить гражданину доступ к городским сервисам через единый интерфейс, к которому были бы применимы общие правила взаимодействия с понятными индикаторами качества и понятными принципами работы. Фактически это должна быть реализация идеи «Город как сервис», дающая гражданину максимально быстрый и удобный способ обратного взаимодействия с городской инфраструктурой. «Интегрированное городское правительство», если хотите.

Технологический базис
Естественно, для воплощения этой концепции в жизнь необходим ряд технологий и построенных на базе этих технологий решений, позволяющих реализовать «умный город» с технической точки зрения.
Можно выделить четыре базовых элемента в технологической структуре «умного города», а именно:

– интернет вещей, технологическая концепция которого позволяет собирать нужную информацию от объектов и обеспечивает обратную связь с ними;
– инфраструктуру передачи данных, связывающую приложения с объектами городской инфраструктуры;
– системы анализа данных, позволяющие извлечь из большого объема данных полезную информацию;
– систему агрегации и унификации данных, призванную упорядочить и синхронизировать огромные потоки данных.

По функциям интернета вещей и инфраструктуры передачи данных все более-менее понятно, а вот о присутствии платформ обработки данных в описанном технологическом базисе скажем отдельно.
Очевидно, что информационный поток в системах «умного города» огромен и большая часть информации фактически дублируется, а то и вовсе не является ценной. И системы работы с данными играют важнейшую роль: нужно правильно отфильтровать и кластеризовать данные, проанализировать и выявить зависимости – от этого зависит корректность прогноза и точность реакции на возникающие события.
Пожалуй, будет справедливо сказать, что именно в этих системах и заключен «разум умного города», его «мозговой центр». И конечно, «умный город» невозможен без «умных людей» – экспертов с достаточным для эффективного использования систем уровнем знаний и навыков.

Внимание, вопрос!

Объявляем перерыв. Перерыв на рубрику «Минутка каверзных вопросов».
И победителем рубрики сегодня становится вопрос «На чем основана гипотеза о росте популярности технологии «умный город» в ближайшем будущем?».
Спасибо за вопрос. На сегодняшний день явно просматриваются два глобальных процесса, располагающих к распространению «умных городов».

Первый из них – это рост городского населения со всеми вытекающими отсюда последствиями. Сегодня в городах живет более 60% населения Земли, и тренд по увеличению количества людей в городах сохраняется. Например, Москва по количеству населения – это примерно три Финляндии и примерно полторы Чехии. При этом города сегодня создают до 70% валового мирового продукта, т.е., другими словами, до 70% мировой экономики находится в городах. Эффективно управлять таким огромным хозяйством без использования высокотехнологичных инструментов едва ли возможно. Поэтому уже сегодня все крупные агломерации занимаются внедрением в жизнь концепции Smart city. С разным уровнем готовности примеры проектов построения «умных городов» есть во всех без исключения частях света.

Процесс второй, пожалуй, даже более важный, чем первый, – поиск новых источников дохода на следующем этапе технологического развития. По существу, внедрение «умного города» – большой и прибыльный бизнес. Согласно классической матрице BCG (Boston Consulting Group) развитие ниши «умных городов» – это вывод на рынок новой «дойной коровы», которая в следующие несколько лет будет нести большую прибыль в IT-отрасль.

По разным оценкам, к 2020 году этот рынок будет составлять порядка полутора триллионов долларов. Причем монетизация «умного города» может идти самыми разными путями: четкой модели, по которой работает рынок, пока еще нет. Однако, как ни крути, полтора триллиона – большие деньги, и многие за них хотят побороться.

Чего же мы ждем?!

При всей перспективности решения имеется ряд причин, препятствующих взрывному развитию «умных городов». И компания Huawei заинтересована в преодолении этих препятствий, поскольку мы видим будущее в развитии «умных городов».

Одна из таких причин – legacy старых систем с разрозненными интерфейсами данных и старыми протоколами, которые непонятно как интегрировать друг с другом. Такие сети работают медленно, имеют множество проблем с безопасностью и еще целый букет недостатков. И решений тут два: либо вырезать на корню старые системы и менять на новые (но это дорого и не всегда возможно), либо изобрести некоторую «волшебную железку», которая «вжух!» и соберет нужные данные с разнородных интерфейсов, нормализует их и передаст на вышестоящую платформу.

В Huawei пошли по второму пути. Мы разработали универсальный шлюз с большим количеством проводных и беспроводных интерфейсов, который выполняет работу по сбору и нормализации данных из разнородных источников. На текущем уровне технологического развития без такого универсального шлюза построение инфраструктуры сбора данных в «умном городе» сопоставимо с чудом. Либо сеть будет очень сложной и многократно избыточной, либо она не будет собирать все необходимые данные.

Итак, что из себя представляет универсальный шлюз от Huawei? Фактически это инфраструктурная основа сети в «умном городе» – IoT-маршрутизатор, выполненный в индустриальном корпусе и предназначенный для работы на улице, защищенный от воздействия неблагоприятных погодных условий.

Ключевое понятие здесь – IoT. В этом шлюзе интегрирована поддержка специальных промышленных интерфейсов передачи данных (PLC, DI/DO и т.д.), характерных больше для SCADA-систем, нежели для телекоммуникационной инфраструктуры. Помимо этого, в нем реализованы полный стек стандартных сетевых протоколов и системы сетевой защиты (встроен межсетевой экран), посему можно без зазрения совести сказать, что это полноценный маршрутизатор.

Развертывание сетевой инфраструктуры «умного города» на базе таких шлюзов становится довольно типичной и понятной задачей.

Другая причина, являющаяся «стопером» для развития «умных городов», – отсутствие платформы, способной работать с по-настоящему большими данными. Информационный поток «умного города» весьма требователен к производительности систем, обрабатывающих эту информацию.
На эту проблему Huawei может ответить системой Fusion Insight.
Fusion Insight реализована на базе Hadoop, в основе лежат облачная платформа Fusion Sphere (OpenStack), система хранения данных Huawei OceanStor и вычислители на базе Х86.

Мы видим большие перспективы развития технологий «умных городов», роста объемов рынка. Именно поэтому часть разработки компании Huawei в ближайшем будущем будет направлена на поддержание популяризации технологий Smart City и техническое обеспечение развития данных технологий.

Автор: Huawei_Russia

Источник ^[1]