Post

Odkrywanie koncepcji inteligentnych miast

"Inteligentne miasta" to pojęcie, które często spotyka się z mieszanym przyjęciem. Niektórzy tego nie rozumieją, inni są w pełni świadomi i angażują się w jego realizację, a jeszcze inni nawet o nim nie słyszeli. Mimo to, inteligentne miasta są coraz bardziej popularną koncepcją i prędzej czy później na pewno staną się powszechne. Co więcej, na dłuższą metę przyniosą one korzyści zarówno mieszkańcom, jak i przedsiębiorcom.

Częścią problemu jest to, że często myślimy o "inteligentnej" technologii na poziomie indywidualnym. Wiemy, że nasze telefony, telewizory i samochody mogą być inteligentne, ale nie myślimy o sieciach i komponentach zsynchronizowanych jako "inteligentnych". Jednak to po prostu nie jest prawda. W rzeczywistości można argumentować, że te systemy, które łączą mniejsze urządzenia, są kolejnym krokiem w zaawansowaniu technologii inteligentnych.

Jest to coś, co poruszyliśmy w temacie edge computing, ale naprawdę warto zbadać to bardziej szczegółowo, ponieważ obejmuje to Machine Learning, Internet przedmiotów (IoT), Cloud i inne!

Czym są Smart Cities?

W każdej operacji ważna jest wydajność. Opóźnienie w jednym obszarze wpływa na wszystko dalej, a nieprawidłowe informacje prowadzą do nieprawidłowych działań.

Widzieliśmy to już w takich dziedzinach jak produkcja i łańcuchy dostaw - Przemysł 4.0 pokazuje, że mała optymalizacja przynosi duże korzyści - ale dlaczego nie miałoby to dotyczyć miast? Krajobrazy miejskie są pełne ruchomych elementów, jak również systemów działających obok siebie.

Wszystko jest ze sobą powiązane, więc problemy, które dotykają jednego obszaru, często przenikają do innych. Technologia cyfrowa może wyeliminować te problemy, przynosząc ogólne korzyści. Kiedy taka technologia staje się powszechna we wszystkich kluczowych obszarach miasta - od zarządzania transportem w czasie rzeczywistym po symulację inżynierii lądowej i wodnej - masz inteligentne miasto.

Jak wygląda architektura inteligentnego miasta?

Jeśli chodzi o inteligentną architekturę miejską, nie ma żadnych konkretnych ram. Wynika to z faktu, że niektóre inteligentne miasta ewoluowały na przestrzeni lat, ponieważ różne sieci integrują się i współpracują, podczas gdy inne są budowane na platformach przeznaczonych do konkretnych celów. W każdym razie, istnieje kilka unikalnych czynników, które są zawsze obecne, takich jak czujniki zbierające dane, Internet Rzeczy, oraz integracja efektorów.

Należy również zauważyć, że koncepcja inteligentnego miasta i Internetu przedmiotów idą w parze. W końcu to właśnie Internet przedmiotów, w postaci różnych czujników, które istnieją w danej przestrzeni, dostarcza niezbędnych danych. Każdy czujnik lub urządzenie, które nie jest wyposażone w Internet, często nie ma możliwości dostarczenia danych wystarczająco szybko - do czego wkrótce wrócimy.

To z kolei często nadaje się do sieci rozproszonej, w której różne firmy lub usługi zbierają i wykorzystują swoje własne dane. Jednak dostępna platforma Cloud może być wykorzystywana do zbierania danych, które mogą być współdzielone, tworząc centralną lokalizację dla innych usług, które chcą się zintegrować.

Nawet wtedy różne agencje lub firmy nadal będą miały swoje własne systemy, więc można myśleć o inteligentnych miastach jako o serii mikrousług, które współdziałają ze wspólnym centralnym repozytorium bardziej niż statycznym, połączonym monolitem. Tak więc, tak, mikrousługi w skali makro.

W końcu, efektorzy również muszą korzystać z takich odkryć. Na przykład, czujniki ruchu mogą wykrywać zatory, ale jeśli same sygnalizatory nie są zintegrowane, system nie może podjąć żadnych działań, aby to odciążyć.

Dlaczego Smart Cities są ważne?

W miarę jak miasta stają się coraz większe, a zakres usług coraz bardziej zagmatwany, potrzeba efektywności współpracy staje się coraz bardziej istotna. Firmy, usługi i obiekty, które działają obok siebie, powinny dołożyć wszelkich starań, aby dzielić się zasobami i tworzyć strategie, które są korzystne dla obu stron. Ze względu na rosnącą ilość danych, które się z tym wiążą, skala ta pod wieloma względami wzrosła w przeszłości w zakresie praktycznego zrozumienia przez ludzi.

W związku z tym, aby zrozumieć wszystkie te informacje, potrzebne są duże ilości danych - a Internet przedmiotów jest często wykorzystywany do ich gromadzenia - ale potem często potrzebne jest uczenie się maszynowe, aby na nim działać. To właśnie ten logiczny postęp powoduje, że w końcu potrzebna jest idea inteligentnego miasta.

Zalety inteligentnego miasta

Istnieje wiele zalet technologii inteligentnego miasta. W najbardziej podstawowej warstwie pozwalają one na efektywność i optymalizację, gromadzenie dużych ilości danych i w rezultacie na poprawę usług i funkcji.

Dzięki dalszej integracji pozwalają na współdziałanie różnych usług, które w przeciwnym razie byłyby ze sobą sprzeczne. W miastach działają różne agencje, firmy i usługi, z których wszystkie korzystają lub obracają się wokół tych samych zasobów, niezależnie od tego, czy są to pieniądze, narzędzie takie jak energia, czy po prostu sama przestrzeń miejska. Odpowiednio zintegrowane, drenaż na nich jest rozłożony bardziej równomiernie, co zapobiega powstawaniu wąskich gardeł lub problemów, które w przeciwnym razie mogłyby się rozwinąć.

Na przykład, inteligentne miasto może być w stanie lepiej ocenić lokalne warunki energetyczne, zidentyfikować obszary, w których zużycie energii jest przesuwane do granic możliwości, a także zidentyfikować zakątki, w których zużycie jest niskie. Połączone sieci i systemy mogą mieć do nich dostęp, dzięki czemu niektóre z nich mogą przejść do okresów niskiego zużycia energii. Jest to tylko jeden z wielu przykładów pod względem dostępnych korzyści z inteligentnych miast.

Smart Cities & Data

Nie trzeba dodawać, że aby być najbardziej efektywnymi, inteligentne miasta potrzebują dużych danych - a my mamy na myśli duże. Dlatego też inteligentne miasta z otwartymi danymi często mają szersze implikacje, ponieważ różne systemy mogą dodawać własne dane, przyczyniają się do zwiększenia potencjału, a jednocześnie mają dostęp do większej ilości wiedzy dla własnych celów.

Oczywiście odpowiednikiem tego jest fakt, że takie informacje często muszą być gdzieś przechowywane. Wspomnieliśmy już, że wiele inteligentnych miast jest bardziej rozproszonych, ale obserwujemy stopniowe przechodzenie na platformy inteligentnych miast i inicjatywy rządowe. Różne rady i rządy inwestują w centralną platformę, która - co nie mniej ważne - umożliwia centralne przechowywanie, dostęp i wykorzystywanie wielkich danych inteligentnego miasta.

Jeśli chodzi o same dane, wiele osób sugeruje przechowywanie tych informacji jako jeziora danych, w którym mogą być one przechowywane w sposób enmasyczny, podczas gdy są one niezdefiniowane. Gdy tylko zostaną one zmanipulowane i uporządkowane, hurtownie danych mogą być wykorzystywane do przechowywania konkretnych zbiorów danych.

Podobnie, wszystkie te dane należy przetwarzać, interpretować i reagować na nie jak najszybciej. Nie powinno więc dziwić, że inteligentne miasta i sztuczna inteligencja (SI) idą w parze. W końcu zbieranie informacji w skali jest z pewnością przydatne, ale inteligentna inteligencja miejska jest potrzebna do uzyskania wyników.

Dzieje się tak w wielu dziedzinach. W przypadku czynników, w których konieczne jest podejmowanie decyzji uzależnionych od czasu (takich jak zarządzanie ruchem i zużycie/wytwarzanie energii), SI może precyzyjnie reagować z szybkością, której nie da się osiągnąć dzięki ręcznemu wprowadzaniu danych przez człowieka.

Kto korzysta z inteligentnych miast?

Ustaliliśmy już, że inteligentne miasta dążą do optymalizacji i doskonalenia w niekończącym się cyklu ciągłego doskonalenia, ale dla kogo to właśnie jest?

Krótko mówiąc, dla wszystkich! Przeanalizujmy jednak niektóre z kluczowych grup, które czerpią korzyści z sieci inteligentnych miast (a w wielu przypadkach przyczyniają się do ich rozwoju).

Inteligentne miasta, planowanie urbanistyczne i inżynieria lądowa

Inteligentne zarządzanie ruchem w mieście jest jednym z najczęściej używanych przykładów inteligentnych miast, i nie bez powodu. Dla urbanistów transport zawsze stanowił problem. Przecież ruch w różnych kierunkach i o różnych porach wzrasta, więc rozwiązanie, które pasuje do wszystkich z pewnością wymaga dużo danych i przemyśleń.

Dla wielu inżynierów budownictwa, inteligentne miasta i analityka miejska są spełnieniem marzeń. W połączeniu z możliwością symulacji środowisk za pomocą Digital Twins, mogą one zapewnić, że nowe projekty lub funkcje będą działały holistycznie z miastem, a nie odkrywać kluczowe problemy po fakcie.

Wracając do przykładu ruchu drogowego, poza testowaniem w chmurze, inżynierowie budownictwa mogą następnie zainstalować czujniki i algorytmy uczenia maszynowego, aby lepiej kompensować w czasie rzeczywistym. Inteligentne autostrady i drogi oferują pasy środkowe, które mogą zmieniać kierunek, aby sprostać zapotrzebowaniu. W połączeniu z danymi historycznymi, miasta mogą przygotowywać, przewidywać i dostosowywać się do wszelkich zmian.

Innym przykładem inteligentnego podejścia jest nadanie priorytetu ruchowi tramwajowemu i autobusowemu podczas kolejek transportowych. Na przykład w naszym własnym mieście Wrocławiu czujniki są instalowane nie tylko na wszystkich sygnalizacjach świetlnych, ale również wewnątrz komunikacji miejskiej, a pewne algorytmy są wykorzystywane z danymi w czasie rzeczywistym, tak aby transport publiczny mógł przejeżdżać przez skrzyżowania bez konieczności zatrzymywania się.

Obywatele indywidualni

Oczywiście rozwiązania te przynoszą również bezpośrednie korzyści indywidualnym osobom, zapewniając inteligentne miasta na wszelkie sposoby i do wszelkich celów. Zarządzanie ruchem ulicznym poprawia na przykład codzienne dojazdy do pracy, podczas gdy planowanie przestrzenne i zarządzanie użytecznością sprawiają, że życie w mieście jest lepsze.

W bardziej bezpośrednim podejściu, inteligentne miasta mogą również przynieść korzyści użytkownikom poprzez bezpośrednie aplikacje inteligentnych miast. Aplikacje takie mogą wykorzystywać bogactwo dostępnych danych i oferować rozwiązania wspomagane przez sztuczną inteligencję.

Na przykład, aplikacja do zarządzania ruchem drogowym może informować użytkowników o korkach, ale jeśli przekieruje wszystkich kierowców na tej samej drodze, czy nie spowoduje to podobnych problemów z ruchem w innych miejscach? Wystarczająco zaawansowane rozwiązanie AI lub Machine Learning może symulować te problemy w Cloud (dzięki Digital Twin) i dostarczyć rozwiązanie, które oferuje bardziej idealny kompromis.

Ktoś, kto jedzie do pracy, może uzyskać rekomendacje dotyczące czasu podróży w czasie rzeczywistym, co pomoże mu podjąć decyzję, czy jechać samochodem, czy szukać innych środków (np. transportu publicznego).

Z czasem może to być również połączone ze wszystkimi innymi danymi w celu przewidzenia i przygotowania się do zachowania. Na przykład, połączenie danych o ruchu drogowym z informacjami o pogodzie może pokazać, kiedy ruch drogowy ma większe szanse na wzrost i, mając to na uwadze, inteligentne pasy ruchu mogą precyzyjnie dostosować się i działać holistycznie.

Inne przedsiębiorstwa

Być może właśnie w tym tkwi sedno sprawy. Na wiele sposobów inteligentne miasta już tu są i są wdrażane w różnych formach na całym świecie. W związku z tym prawdziwym pytaniem nie jest, kiedy pojawią się inteligentne miasta - ale co mogą zrobić przedsiębiorstwa, aby na tym budować?

Organizacje mają teraz możliwość poprawy oferty i usług, aby lepiej dopasować je do nowoczesnego stylu życia w mieście. Zarówno inteligentne miasta oferują bogactwo danych, jak i umożliwiają lepszą integrację z nowoczesnym ekosystemem. Oba te czynniki umożliwiają firmom dopasowanie się do współczesnego stylu życia poprzez podążanie z prądem, a nie przeciwko niemu.

Bezpośrednie korzystanie z inteligentnych miast jest łatwe. Dane o ruchu drogowym i zużyciu energii to dwa takie przykłady, ale korzyści, jakie oferują inteligentne miasta, sięgają znacznie dalej. Firmy mogą wykorzystywać dane do oceny nowych strategii i testowania nowych rozwiązań, aby sprawdzić, czy są one wykonalne. Dodatkowe informacje umożliwiają uzyskanie większej dokładności - z czego każda firma może czerpać korzyści.

Inteligentne miasta w Europie

Jako kontynent w przeważającej mierze zorientowany na technologię, powinno być oczywiste, że w Europie jest wiele inteligentnych miast. Oczywiście poziom integracji różni się w zależności od lokalizacji, ale oto niektóre z bardziej interesujących i zaawansowanych przykładów.

Amsterdam

Stolica Holandii, inicjatywa inteligentnego miasta Amsterdamu, działa od 2009 roku. Od początku program ten miał na celu połączenie danych i systemów z 32 różnych dzielnic.

To scentralizowane centrum umożliwiło miastu zdobycie bogactwa nowych informacji - od obszarów wymagających wyższego poziomu opieki zdrowotnej do tego, ile mostów istnieje w mieście - które mogą być następnie wykorzystane do optymalizacji procesów w mieście i przynieść bezpośrednie korzyści obywatelom.

Kluczowym tego przykładem jest aplikacja Wyzer App from Wander. Aplikacja ta łączy w sobie dane z map, systemu GSP i zapisów turystycznych, aby pomóc w prowadzeniu turystów z "rozmytą nawigacją". Aplikacja ta prowadzi użytkowników tam, gdzie chcą się udać, ale pozwala uniknąć zatorów komunikacyjnych, zapewniając alternatywne trasy i pokazując po drodze niektóre z ukrytych tajemnic miasta. Dla miasta, które każdego roku odwiedza prawie 20 milionów turystów, ale jest domem tylko dla 1 miliona, "turystyka jawna" jest bardzo realnym problemem.

Londyn

W ostatnich latach Londyn często plasuje się w czołówce inteligentnych miast na świecie i nadal się rozwija. Celem jest połączenie zasobów pochodzących od różnych władz z zasobami uniwersytetów i firm z branży zaawansowanych technologii.

Niedawno miasto wprowadziło więcej czujników, aby pomóc w osiągnięciu niektórych swoich celów. Na przykład, latarnie i budynki na obszarach zanieczyszczonych są obecnie wyposażone w czujniki do monitorowania jakości powietrza. Można je wykorzystać do dokładniejszego pomiaru niskiej jakości powietrza i stworzenia optymalnych rozwiązań w tym zakresie.

Podobnie, duży nacisk kładzie się na walkę z zatłoczeniem ruchu drogowego, pomoc w ułatwianiu dojazdów do pracy, ograniczaniu opóźnień, a także ograniczaniu zbędnych zanieczyszczeń.

Wiedeń

Ramy i strategia inteligentnego miasta w Wiedniu obowiązują od czerwca 2014 r., przy wsparciu lokalnej agencji ds. inteligentnego miasta, a ich celem jest poprawa ogólnej jakości życia mieszkańców do 2050 r.

W tym czasie zajęto się wieloma obszarami. Wdrażane są samoloty bezzałogowe do konserwacji technicznej i instalacji, podejmowane są inicjatywy mające na celu oszczędność energii w domu i miejscu pracy, a także wiele innych. Jednym z unikalnych przykładów jest jednak projekt ochrony wspólnego jerzyka. Korzystając z danych zebranych przez mieszkańców, miasto śledzi miejsca gniazdowania i wykorzystuje te informacje, aby pomóc architektom - zarówno przy budowie nowych obiektów, jak i przy renowacji istniejących - zapewnić, że miejsca te nie zostaną uszkodzone lub usunięte.

Barcelona

Inteligentne technologie można znaleźć wszędzie w Barcelonie, a miasto robi wszystko, co możliwe, aby utrzymać integrację i automatyzację. Inteligentne oświetlenie dostosowuje oświetlenie w miarę jak ludzie są w pobliżu, ale jest również związane z WiFi, okablowaniem światłowodowym, stacjami ładowania samochodów, między innymi. Wszystko to pomaga obniżyć koszty, a także ograniczyć zanieczyszczenie środowiska poprzez generowane emisje.

Podobnie, Barcelona dostosowała inteligentne podejście do zarządzania ruchem w 22. dzielnicy miasta. Koncepcja inteligentnego parkowania w mieście jest w rzeczywistości dość prosta: czujniki są umieszczone pod kluczowymi miejscami parkingowymi. Kierowcy mogą korzystać z systemu Fastprk, aby być kierowani do dostępnych miejsc. Efektem końcowym jest zmniejszenie ruchu i emisji zanieczyszczeń przez kierowców, którzy mogą teraz przemieszczać się bezpośrednio do konkretnego miejsca, o którym wiedzą, że jest dostępne.

Smart Cities In The World

Oczywiście, inteligentne miasta nie ograniczają się tylko do Europy. Znajdują się one na całym świecie i w rzeczywistości niektóre z wiodących przykładów można znaleźć zarówno w Azji, jak i na Bliskim Wschodzie.

Singapur

Singapur jest bez wątpienia wiodącym inteligentnym miastem na świecie. Tylko w tym roku wydaje około 1 miliarda dolarów (około 787 milionów funtów) na swoją inicjatywę inteligentnego miasta. Miasto to zdobyło już wiele nagród za swoje wysiłki i przy takim ciągłym rozwoju, jest miastem, które musi mieć oko na wiodące, najnowocześniejsze rozwiązania.

Przedsiębiorstwa użyteczności publicznej, portale edukacyjne i zdrowotne, serwisy "ride-hailing" i inne są opracowywane z wykorzystaniem inteligentnych technologii. Ze względu na zaawansowaną ilość czujników IoT, w tym kamer, Singapur staje się swego rodzaju poligonem doświadczalnym dla nowych rozwiązań inteligentnych miast. To, co się tu sprawdza, zostanie prawdopodobnie podjęte w podobnych projektach w innych miejscach.

Dubaj

Jeśli chcesz mieć przykład mądrego miasta, które jest nieco bardziej kreatywne, Dubaj jest jednym z najlepszych przykładów. W mieście powstają nowe pomysły, od autonomicznych latających samochodów po inteligentny posterunek policji (w którym jedna czwarta siły roboczej jest z natury robotami) do 2030 roku. W rzeczywistości, ten ostatni jest już w trakcie realizacji z gliniarzami-robotami i strażnikami w określonych obszarach.

Podobnie, wiele nowych projektów, od portów i wysp po nowe hotele i struktury, jest budowanych od podstaw z myślą o inteligentnej technologii.

Podsumowanie

Mądre miasta już tu są. Choć oczywiście zakres, w jakim poszczególne lokalizacje będą się różnić, to oczywiste jest, że miasta jako całość zmierzają w kierunku bardziej zintegrowanej, zoptymalizowanej przyszłości. Choć oczywiście przynosi to korzyści obywatelom na co dzień, przedsiębiorstwa mogą również czerpać korzyści ze współpracy z miastami, w których działają, a nie podważać przepływ innych procesów, organizacji lub struktur, z którymi współżyją. Można tego dokonać zarówno poprzez wykorzystanie danych publicznych, jak i w miarę możliwości poprzez dostarczanie własnych informacji i czujników.

Jak więc można zacząć? Jak wspomniano wcześniej, inteligentne miasta to prawdopodobnie logiczny postęp w stosunku do rozwiązań Big Data i IoT. Najłatwiej jest zacząć od wykorzystania Chmury (jak również wyżej wymienionych technologii, w zależności od organizacji) i dążyć do optymalizacji w jak największym stopniu.

Komentarze (0)

Zostaw komentarz