Каким образом города могут использовать преимущество цифровизации и снять запредельную нагрузку с городских служб и систем поставки ресурсов? Бесшовная интеграция данных, собранных с использованием интернета вещей, позволит городским властям эффективно управлять и оптимизировать работу базового слоя городской инфраструктуры. Подробнее об этом рассказывает директор департамента городского развития и проектов Smart Cities Siemens AG Ян Шьониг.
Современные города испытывают огромные нагрузки. Городские центры по всему миру пытаются справиться с постоянно растущим населением, требующим все больше ресурсов, таких как энергия, чистая вода и чистый воздух. В поисках инновационных методов решения проблем высокого уровня шумов, плотного городского траффика и последствий изменения климата города все более активно используют умные технологии. Сегодня вопрос не в том, необходимо ли городам диджитализироваться и умнеть, а в том, когда именно умные городские проекты масштабируются до глобальных планетарных.
Взаимноинтегрированная городская инфраструктура
Последние десятилетия города и их базовая инфраструктура предпринимали массу усилий по оптимизации в рамках своего силоса. Уже сейчас многие здания проектируются и строятся с использованием стандартизированного программного обеспечения BIM – информационного управления процессом строительства; появляется все больше беспилотных поездов; энергетические сети становятся умными и могут оперативно адаптироваться к изменяющемуся спросу. Взаимная интеграция различных городских инфраструктур спровоцирует следующую волну позитивных изменений и повышения эффективности функционирования городов.
Такую модель иногда называют Городом 4.0 – по аналогии с Промышленностью 4.0., описывающей значение автоматизации и обмена данными на производстве. В контексте города этот термин можно применить для описания зданий, которые активно взаимодействуют с энергетическими сетями и соответствуют требованиям мобильности, или самообучающихся систем, которые будут предоставлять практическую информацию о мерах по повышению качества воздуха. И это лишь два из множества возможных примеров проявления Города 4.0.
Исследование: 50 миллиардов устройств, объединённых в единую сеть к 2020 году
Согласно исследованию, проведённому консалтинговой компанией McKinsey в 2015-м, цифровизация является движущей силой развития городов. Потенциал цифровизации, как средства повышения продуктивности городских инфраструктур, становится ещё более заметным благодаря её влиянию на промышленность и производство, где она широко используется практически во всех секторах – от предприятий малого бизнеса до крупных корпораций.
Начало эры цифровизации совпало со снижением цен на транзисторы в течение последних 25 лет. Сегодня все больше и больше устройств объединяются в единую сеть; ожидается, что к 2020 году более 50 миллиардов девайсов и гаджетов будут активно коммуницировать друг с другом. Доступные сегодня во многих сферах городской жизни услуги будут объединены в цифровой среде; однако важнее всего то, что, благодаря наличию и анализу данных, совсем скоро мы сможем пользоваться качественно новыми сервисами.
Не нужно ломать прототип
Что же на практике означает цифровизация? К примеру, она позволяет разработчикам создать цифровой двойник физической рабочей среды и объединить виртуальный и реальный миры для того, чтобы усовершенствовать разработку, инжиниринг и автоматизацию процессов, а также получить сквозную отчётность и аналитику. Использовать методы симуляции и осуществлять прогнозное техническое обслуживание в ежедневных операциях становится все проще.
Для наглядности можно рассмотреть позитивный эффект применения цифровизации на примере автомобильной промышленности. Ранее разработчикам необходимо было сперва создать новый прототип, разбить его и проанализировать, что сработало, а что пошло не так; затем – изготовить следующий прототип и разбить его о стену – и так до бесконечности. Теперь совсем не трудно представить, насколько проще и эффективнее стал этот процесс благодаря использованию симуляционного программного обеспечения.
Хельсинки создаёт цифрового двойника города
Цифровизация способна не только повысить эффективность функционирования городов за счёт оптимизации использования временных и природных ресурсов, но и одновременно увеличить пропускную способность города, обеспечить его рост и дать позитивный толчок развитию деловой активности. Хельсинки доказывает это на собственном примере. Столица Финляндии одной из первых стала внедрять умные технологии и моделирование, начав реализацию Helsinki 3D+ – проекта по созданию трёхмерной модели всего города с использованием технологии дополненной реальности от Bentley Systems. Это программное обеспечение позволяет осуществлять геокоординацию, моделирование и визуализацию, а также оценку и анализ всех возможных инфраструктурных решений.
Цель проекта – повысить качество городских услуг, оптимизировать процессы и получить данные для дальнейшей трансформации Хельсинки в умный город. После завершения проекта, 3D модель Хельсинки будет находиться в открытом доступе, что будет способствовать проведению коммерческих и академических исследований и разработок. Благодаря доступным данным и аналитике, город сможет ещё более активно реализовывать свою экологическую программу, сфокусировавшись на осознанном потреблении природных ресурсов и развитии благоприятной для здоровья человека городской среды.
Первый шаг к городу, управляемому в цифровой среде
3D-изображение – источник огромного массива данных и, соответственно, первый шаг к городу, управляемому в цифровом пространстве. Однако для того, чтобы подобное стало возможным, компоненты взаимноинтегрированной инфраструктуры должны уметь «общаться» и «понимать» друг друга. Bentley Systems – лидер в сфере разработки программного обеспечения моделирования реальности для индустрии инфраструктуры. В течение многих лет Bentley и Siemens были технологическими партнёрами, а недавно расширили своё сотрудничество, создав стратегический альянс и бесшовно интегрировав технологии и решения.
Итак, как же это работает? Созданная с использованием ПО моделирования реальности от Bentley трёхмерная сеть соединена с компонентами инфраструктуры при помощи MindSphere, работающей на базе интернета вещей открытой облачной операционной системы от Siemens. Таким образом, с базовой городской инфраструктуры – систем энергоснабжения и потребления, водоснабжения, транспорта, систем безопасности и медицинского обслуживания, а также городского строительства – данные снимаются и передаются в единую базу для дальнейшего анализа, принятия превентивных и нормативных мер. MindSphere способна управлять и обрабатывать огромные массивы данных.
Все полученные данные находятся в свободном доступе – открытые интерфейсы позволяют инновационным компаниям и городским администрациям в дальнейшем использовать информацию для разработки новых мер и приложений на благо граждан, городских властей и местного бизнеса.
Цифровое видение в масштабе всего мира
Хельсинки – не единственный город, собирающий открытые данные для дальнейшего роста и развития в рамках реализации концепции Город 4.0. Другим ярким примером является Колумбус, штат Огайо, ставший победителем американского национального конкурса Smart City Challenge в 2016 году. Цель кампании под названием Smart Columbus (Умный Колумбус) – повысить качество жизни горожан и предоставить им свободный доступ ко всему спектру возможностей, способствовать экономическому росту, стать глобальным логистическим лидером и устойчиво развиваться. Каким образом? Все достаточно «просто»: нужно лишь взаимно интегрировать различные службы инфраструктуры, начиная с транспорта, системы медицинского обслуживания и жилищного строительства, и смоделировать работу новейших технологий в реальном городе.
Если вернуться к вопросу о том, когда именно умные городские проекты начнут масштабироваться в глобальные планетарные, то ответом будет – прямо сейчас.
