Интеллектуальная городская система и ее реализация на современном этапе развития России

Интеллектуальная городская система и ее реализация на современном этапе развития России

С.Г.Шеина, Л.В.Гиря, Е.С.Питык, О.В.Медведев

Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону

Аннотация: В данной статье подняты проблемы быстроготемпа развития городов и условий для комфортного проживания городского населения.Для решения этих проблем была создана концепция «БтаЛСИу». «Умный город» - это система, обеспечивающая высокий уровень городской жизни, увеличение рентабельности использования ресурсов за счет объединения всех служб и информационных систем города.Показаны основные элементы данной концепции и их роль в программе. Приведены пути решения проблем, за счет реализации программы «БтаЛСку». Рассмотрен вопрос о необходимости роста умных городов, а также показаны причины долгого развития городов данном направлении. Описаны главные идеи реализации программы «Умный город». Приведены основные стратегии развития «умных» городов в России.

Ключевые слова: концепция «умный город», интеллектуальная городская среда, инфраструктура, урбанизация, геоинформационная система, интеллектуальная транспортная система, интегрированные датчики, безопасность, автоматизированная система управления зданием, цифровые технологии.

На сегодняшний день в мире проживает 7,4 млрд человек, 50% из которых приходится на долю городских жителей, а ведь около 10 лет назад только 35% от общего населения Земли могли проживать в городах. В развитых государствах процент городского населения варьируется в районе 75% [1]. Непрерывный рост населения, износ городского аппарата управления и высокое потребление ресурсов при необходимости его снижения - главные проблемы перед которыми стоит большинство городов. При столь высоких темпах роста городов обычные методы регулирования городскими и коммунальными службами почти истощили себя и не соответствуют современным требованиям безопасности, логистики и экологии [2].

Для решения таких проблем была создана концепция «БтаЛСйужСама идея «умных городов» зародилась недавно, в конце 90-х годов. Именно тогда

начали осознавать, что будущее стоит за развитием IT- сектора. Первые идеи были основаны на установке большого количества устройств по всему городу, контроль которых проводился бы из единого центра. Крупные1Т-компании (HP, CISCO, IBM) и производители техники поддержали такие взгляды на управление городом и начали говорить о «лучших городах», «цифровых городах» [2]. «Умный город» - это система, обеспечивающая современный уровень городской жизни, увеличение рентабельности использования ресурсов за счет объединения всех служб и информационных систем города[3].

При современном темпе развития городов все люди предпочитаютпроживать в комфортной и благоприятной среде. Данная программа подразумевает широкое использование во всех сферах управления города информационных и коммуникационных технологий в таких, как: жилищно-коммунальное хозяйство, транспорт, здравоохранение, безопасность городской жизни, образование, экология и другие. С целью обеспечения высокого уровня качества жизни, всем, кто так или иначе связан с развитием городской сферы, необходима единая платформа для совместной работы, координации и экономически устойчивого развития.

Идея «Умный город» предполагает главные элементы, показанные на рис. 1, для улучшения качества городской жизни: развитая инфраструктура, интеллектуальные здания жилого и общественного назначения, доступные социальные услуги.

Под инфраструктурой подразумевается: геоинформационная система (ГИС), интеллектуальная транспортная система (ИТС) и безопасность городской среды. Одним из главных элементов SmartCity выступает геоинформационная система, являющаяся географической подложкой для всех подсистем, которая включает интегрированные датчики,

© Электронный научный журнал «Инженерный вестник Дона», 2007-2019

осуществляющие передачу данных об объекте (координаты, давление, температура, видеосигнал, уровень освещения) и контроль потребления ресурсов (энергосеть, распределительная система, возобновляемые источники энергии) [4]. Интеллектуальная транспортная система (ИТС) отвечает за ситуацию на дорогах путем передачи данных о передвижении транспорта и отображении его на уличных справочных панелях и в телефонах пользователей. Безопасность городской среды поддерживают городские камеры наружного наблюдения, обеспечивая, таким образом, оперативность мероприятий и комфортные условия для проживания людей.

Блок «здания жилого и общественного назначения» включает в себя: «умное» здание, которое подразумевает высокий уровень оснащенности автоматизированной системой управления (АСУЗ), позволяющей существенно уменьшить потребление энергии и быстро устранить неполадки в работе инженерных систем здания. За счет этого появляется возможность удаленного доступа к работе инженерных систем здания, своевременного вмешательства в их режим работы, выявления и устранения повреждений. Улучшается комфорт и привлекательность объекта.

Элементами блока социальных услуг являются следующие подструктуры:

- электронная полиция - благодаря камерам наружного наблюдения и интегрированным датчикам на карте полиции отражаются координаты человека и на экране дежурного открывается панель для дальнейшей обработки запроса [6];

- электронное здравоохранение - упрощает запись к доктору, содержит электронную информацию о пациентах, отображает ранее сделанные процедуры и назначенное лечение [2];

- электронное образование- дает возможность удаленно присутствовать на занятиях, включает функцию «поднятая рука», материалы занятий можно сохранять для дальнейшего повторения [6].

"bt о

а

о

«

\

О W

S

п

О

Блок1 Инфаструктура

Блок 2

Здания жилого и общественного назанчения

БлокЗ Социальныеуслуги

Г еонф ор мационная система

Интел л екту ал ьная транспортная система

Безопасность городской спелы

"Умное" здание

Электр онная полиция

Электронное здравоохр анение

Элеюр онное обр азование

Интсгрир о ванные датчики

Потр ебление р есур сов

Автоматизир о в анная система управления зданиями

Рис. 1. - Схема концепции «Умный город»

Реализации концепции «Умный город» решает множество проблем городской жизни. Однако создание Smart Cities - сложный процесс, требующий больших затрат и касающийся всех слоев инфраструктуры города, и именно поэтому на данный момент умных городов в мире не так уж много. Но существуют причины, по которым рост умных городов не остановить [7]:

1. Необходимость осваивания новых технологий. Крупные города приносят существенный доход в IT-сфере, стоимость которых с каждым годом неизменно растет.

2. Большая часть мировой экономики сосредоточена в городах, где прирост населения невозможно предотвратить. Чем быстрее это происходит, тем труднее становится руководить основными отраслями. В итоге главным механизмом управления хозяйством стран выступает концепция «Умный город».

Тем не менее, при реализации программы «Умный город» возникают проблемы, которые существенно влияют на темпы развития этих городов в необходимом направлении. Первая причина - не существует общей платформы для сбора, анализа, синхронизации и передачи данных. Вторая причина - нехватка высокотехнологичного современного оборудования, где будут храниться огромные объемы информации, а для этого необходимы новейшие сервера.

Все же, несмотря на долгий и тяжелый процесс внедрения данной концепции на мировой рынок, существует ряд предположений относительно нашей страны:

- в 2024 году в 5 городах предполагается ввести в эксплуатацию беспилотный транспорт;

- внедрение BIM-технологий (Building Information Modeling -информационное моделирование зданий) в область строительства и авто моделирования;

- договора недвижимости будут заключаться удаленно в электронном виде с использованием «умных» контрактов [8];

- более 70% коммунальных служб начнут применять дистанционные приборы учета [9].

В России во II квартале 2019 года планируется подготовка схемы действий для развития концепции «Умный город» на 5 лет вперед, которая представит структурный анализ объектов умного города и взаимосвязи между объектами в процессе делового оборота [10]. В итоге реализации программы более 20 городов будут отвечать требованиям концепции «SmartCity».

Литература

1. Шеина С.Г., Миненко А.Н. Разработка алгоритма выбора энергоэффективных решений в строительстве // Инженерный вестник Дона. 2012. №4 (часть 1) URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p1y2012/1099.

2. Волков А.А, Седов А.В., Челышков П.Д. Концепция "Умный город". М.: Московский государственный строительный университет, ЭБС АСВ, 2015. С. 6-8.

3. Girya L.V., Sheina S.G., Fedyaeva P.V. The procedure of substantiation of selection of theenergy-efficient design solutions for residential buildings // International Journal of Applied Engineering Research. 2015. №8. pp. 1926319276.

4. Шеина С.Г., Хамавова А.А., Исматулаева Н.А. Комфортная среда жизнедеятельности: новые стандарты устойчивого развития сельских территорий // Инженерный вестник Дона. 2015. №3. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3123.

5. Петров К.С., Колесников И.А. Современные аспекты формирования комфортной городской среды // Инновации в науке. 2016. №9 (58). С. 98-102.

6. Шеина С.Г., Стародубцева А.С. Устойчивое развитие городов. Комплексный подход к преобразованию городской среды // Инженерный вестник Дона. 2017. №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2017/4114.

7. Шеина С.Г., Мартынова Е.В. Проект "Энергоэффективный город" как основа концепции "Smart City" // Биосферная совместимость: человек, регион, технологии. 2016. №4 (16). С. 87-96.

8. Anthopoulos L., Janssen M., Weerakkody V. A Unified Smart City Model (USCM) for Smart City Conceptualization and Benchmarking // International Journal of Electronic Government Research. 2016. №2. pp. 77-93.

9. Петров К.С., Кузьмина В.А., Федорова К.В. Проблемы внедрения программных комплексов на основе технологий информационного моделирования (BIM-технологии) // Инженерный вестник Дона. 2017. №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2017/4057.

10. Шеина С.Г., Федоровская А.А., Юдина К.В. "Умный город": концепция устойчивого развития застроенных территорий с позиции экологической комфортности // БСТ: Бюллетень строительной техники. 2018. №10 (1010). С. 20-23.

References

1. Sheina S.G., Minenko A.N. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2012. №4 (part 1). URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n4p1y2012/1099.

2. Volkov A.A, Sedov A.V., CHelyshkov P.D. Kontseptsiya "Umnyygorod" [The concept of "smart city"]. M.: Moskovskiy gosudarstvennyy stroitel'nyy universitet, EBS ASV, 2015. pp. 6-8.

3. Girya L.V., Sheina S.G., Fedyaeva P.V. International Journal of Applied Engineering Research. 2015. №8. pp. 19263-19276.

4. SHeina S.G., KHamavova A.A., Ismatulayeva N.A. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2015. №3 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n3y2015/3123.

5. Petrov K.S., Kolesnikov I.A. Innovatsii v nauke. 2016. №9 (58). pp. 98-102.

6. Sheina S.G., Starodubtseva A.S. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2017. №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2017/4114.

7. Sheina S.G., Martynova E.V. Proyekt Biosfernaya sovmestimost': chelovek, region, tekhnologii. 2016. №4 (16). pp. 87-96.

8. Anthopoulos L., Janssen M., Weerakkody V. A International Journal of Electronic Government Research. 2016. №2. pp. 77-93.

9. Petrov K.S., Kuz'mina V.A., Fedorova K.V. Inzenernyj vestnik Dona (Rus). 2017. №2. URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2017/4057.

10. SHeina S.G., Fedorovskaya A.A., YUdina K.V. BST: Byulleten' stroitel'noy tekhniki. 2018. №10 (1010). pp. 20-23.