По прогнозам специалистов, к 2030 году население городов превысит 5 млрд человек. Это означает, что люди столкнутся с бесконечными пробками на дорогах, обнаружится острая необходимость в экономии ресурсов и ухудшится экология городов...
По прогнозам специалистов, к 2030 году население городов превысит 5 млрд человек. Это означает, что люди столкнутся с бесконечными пробками на дорогах, обнаружится острая необходимость в экономии ресурсов и ухудшится экология городов.
Для того чтобы подготовить городскую инфраструктуру к будущим испытаниям, на помощь приходят новые технологии, которые уже сегодня постепенно переводят крупнейшие мегаполисы в статус так называемых умных городов. Рассказываем, что это за концепт и какие урбанистические проекты уже сегодня успешно реализованы в мире.
Что такое умный город?
Умный город (Smart City) — это комплекс информационных и коммуникационных технологий, с помощью которых повышается эффективность и качество работы городских служб в области энергетики, транспорта и коммунальных услуг. Главная цель умного города — повысить качество жизни граждан с помощью умных технологий. За последнее десятилетие умные города перешли из разряда модного технологического тренда в статус острой необходимости, без которой уже невозможно сократить потребление ресурсов и общих затрат на функционирование городского организма.
Идея умного города включает в себя множество компонентов — от интеллектуальных светофоров, минимизирующих пробки, до управления отходами, системами водоснабжения и электричества, наблюдения за городским транспортом и криминогенной обстановкой с помощью современных каналов связи.
На самом деле не существует каких-то четких требований, что должен включать в себя умный город. Во-первых, из-за того, что технологии стремительно развиваются, и каждый год появляются все новые возможности сделать комфортной жизнь в мегаполисах. Во-вторых, у каждого города есть свои критические точки, которые влияют на построение системы умного города, различное количество жителей и урбанистическая структура. И тот тип комфортной жизни, который подходит для городов-тысячников, совершенно не годится для городов-миллионников.
Главное, что объединяет различные проекты по созданию умных городов, — технологии, которые смогут решить ключевые проблемы сегодняшнего времени и будущего, которое сегодня уже не кажется каким-то далеким и расплывчатым.
Почему идея умного города так важна для развития?
В процессе техногенного развития за прошедшее столетие население планеты стремительно перетекло из сельской местности в крупные города. Уже сегодня большинство людей живут в мегаполисах. Их требования к качеству жизни и окружению серьезно отличаются от того, что необходимо сельским жителям — увеличивается зависимость от городских служб, работы транспорта, коммунальных служб, становясь таким образом катализатором для технологического развития.
Шведский профессор и автор бестселлера «Бизнес в стиле фанк» Кьелл Нордстрем читает лекции о будущем технологической отрасли и человечества в целом: «Мы находимся в начале самой быстрой урбанизации человечества. Через 50 лет вместо 218 стран будет 600 городов. Это произойдет из-за смены системы восприятия информации, развития транспорта и технологий в целом. Уже через 25 лет не будет, например, Австрии, потому что уже сейчас Австрия — это Вена и какие-то соседние города».
Активное внедрение технологии умных городов началось в 2008 году, и за прошедшее десятилетие уже видны результаты. Сегодня существуют удачные примеры частичной реализации концепции умных городов, реализованные в Амстердаме, Барселоне, Нью-Йорке и Стокгольме. Также запущена международная программа Smart City Lab — сеть «живых лабораторий», которые объединяют заинтересованные группы в городах и служат для тестирования и продвижения проектов умного города.
Технологии умных городов
Консалтинговое агентство Navigant Research выделяет пять основных составляющих умного города:
Smart Energy — решения энергоэффективности и интеграции возобновляемых источников энергии;
Smart Water — управление водными системами, мониторинг потребления, системы экологической безопасности и управление наводнениями;
Smart Buildings — здания, в которых все инженерные и информационные системы интегрированы в единую систему управления;
Smart Government — использование информационных технологий для предоставления государственных услуг городским жителям и оптимизации работы различных департаментов;
Smart Transportation — мониторинг и управление трафиком, оплата дорожных сборов, реагирование на чрезвычайные ситуации, интеллектуальная парковка и интегрированное управление светофором, построение умных сетей логистики.
Интернет в проектировании умных городов становится главным связующим звеном между всеми сферами жизни. И не только в простейшем понимании — бесплатный Wi-Fi в парках и площадях, который уже не является чем-то особенным для городов. Но и совместно с датчиками и управляющими устройствами интернет помогает создать огромную сеть, которая будет оперировать большим массивом данных, используемых для управления самыми мельчайшими деталями городской жизни.
Кто-то считает такой концепт олицетворением идеи полицейского государства, в котором «Большой брат» следит за всеми. Но в идеале такая система создаст безопасную и комфортную среду для проживания людей в чистых и благоустроенных городах.
Smart Transportation — интеллектуальная транспортная система (ИТС) в состоянии решить городские транспортные проблемы. Разработчики ИТС отошли от традиционного взгляда на дороги, превратив их в подстраивающиеся под текущую дорожную обстановку, энергонезависимые и экологичные умные дороги. Энергонезависимые дороги уже существуют: в качестве эксперимента в небольшом французском городке Турувр дорожное полотно покрыли солнечными панелями, которые генерируют электроэнергию не только для работы фонарей, но и обеспечивают в течение года уличным светом весь город с населением около 5 тыс. человек. В будущем такого типа дороги смогут заряжать электрокары. Стоимость одного квадратного метра дорожного полотна, которое выдерживает 18-тонные нагрузки, составляет около €2500.
Что касается регулирования трафика, то в Японии уже большинство городов обустроены умными светофорами, которые при необходимости переключаются в зависимости от загрузки транспортной сети. В 2017 году южнокорейский дизайнер Ханьюн Ли изобрел уникальные голографические светофоры, которые являются ярким визуальным препятствием на пути водителей. С их помощью, как только загорается желтый сигнал светофора, между пешеходным переходом и автомобилем появляется голографическая стена.
Когда цвет меняется на красный, на голограмме появляются огромные движущиеся фигурки людей. Зеленый сигнал светофора — голограмма исчезает. В Швеции также начали строить умные дороги, благодаря которым люди перестанут погибать и получать серьезные увечья, находясь в автомобилях во время ДТП. Этому способствует технология динамического изменения ширины полосы движения, разработанная компанией Volvo.
В зависимости от нагрузки на определенный участок дороги ее пропускная способность будет меняться. Например, в случае если на умной дороге происходит замедление движения, ее разметка на лету изменится с трех до четырех-пяти полос, что существенно увеличит пропускную способность.
Пример успеха введения систем Smart Water и Smart Energy — Барселона. Для повышения энергоэффективности в городе было установлено 19 500 интеллектуальных счетчиков, которые контролируют и оптимизируют потребление энергии в основных его районах. По всей Барселоне установлено более 600 датчиков, информация с которых собирается и обрабатывается специальной интегрированной платформой Sentilo.
Вместо обычных лампочек в фонарях используют чувствительные светодиоды, которые автоматически тускнеют, если на улице никого нет. Помимо этого, новые фонари выступают как точки раздачи сигнала Wi-Fi, а также благодаря специальным датчикам собирают данные о качестве воздуха и направляют их в единую городскую службу экологического мониторинга.
В городе внедрена передовая система умного сбора мусора. Контейнеры оборудованы ультразвуковыми сенсорами, которые подают сигнал, когда контейнер полон. Мусороуборочные машины приходят по графику, составленному с помощью этой системы, что позволяет значительно экономить топливо и рабочее время.
Внедрение датчиков воды, которые регулируют подачу воды в зависимости от погоды (засуха или дождь) в фонтаны, позволило властям Барселоны только на одном механизме эффективного перераспределения водоресурсов экономить €55 млн ежегодно. А на вышеупомянутой технологии экономии городского освещения городской бюджет сохраняет €34 млн в год.
Украина только начинает внедрение технологий умных городов. В Киеве учреждена инициатива Kyiv Smart City, целью которой является создание благоприятных условий для эволюции города. Благодаря развитию концепта были созданы следующие элементы умного города: ситуационный центр, в котором проводится мониторинг информации, поступающей с более 4000 городских камер; установлены точки доступа Wi-Fi в медицинских учреждениях — на сегодня покрытие есть в четырех (в планах — 155); проект сети Wi-Fi в туристических местах и в планах построение сетей на 17 станциях метро и перегонах, а также в 255 вагонах; создание городского дата-центра, в котором будет аккумулироваться и обрабатываться вся информация городских систем и сервисов.
Модернизация существующих и строительство новых умных городов
На самом деле умные города будущего уже существуют — это знаменитый Сингапур, который по праву считается местом воплощения самых смелых футуристических идей. Правительство страны запустило программу Smart Nation, в рамках которой большинство домов оснастили сенсорами для контроля потребления воды и электроэнергии, вакуумной системой утилизации отходов и солнечными панелями. В домах установлена система слежения за пожилыми людьми Elderly Monitoring System, которая контролирует их передвижение.
Как только сенсоры обнаружат подозрительное отсутствие активности или, наоборот, зафиксируют инцидент, сигнал об этом тут же поступает родственникам или в больницу. С 2016 года на улицах курсируют беспилотные автомобили, и к 2020 году все автомобилисты будут обязаны установить специальную навигационную систему, которая позволит отслеживать положение автомобиля в реальном времени.
В Сингапуре повсюду есть доступный интернет, камеры, датчики и GPS-устройства, которые собирают информацию обо всем, что происходит в городе. И это одна из причин, почему там нет пробок, преступности и грязи. Кроме того, Сингапур — самый зеленый мегаполис, в котором большое внимание уделяется экологии. Город перестраивался и менялся в угоду комфортной жизни, и технологии органично вписались в его жизнь.
Южнокорейский брат-близнец Сингапура — Сонгдо, расположенный в 15 минутах езды от Международного аэропорта Инчхон, изначально планировался как умный город будущего. Строительство Сонгдо началось в 2003 году, и частично город уже функционирует — здесь живут 70 тыс. человек. После завершения строительства все здания будут напичканы технологиями, а городская инфраструктура и эксплуатационные системы объединены в единую сеть, что позволит горожанам управлять средой обитания.
Как это возможно? Каждому жителю Сонгдо будет выдана так называемая смарт-карта — фактически его личный ключ ко всему в городе: поездкам в транспорте, оплате парковочного места, просмотру фильмов, прокату бесплатного общественного велосипеда и др. Через интернет-приложения он сможет управлять всеми процессами у себя дома, связанными с потреблением энергии, — от освещения до кондиционирования воздуха.
Для Сонгдо была разработана уникальная система утилизации отходов: в домах установлены пневматические мусоропроводы, которые «высасывают» бытовой мусор и сортируют его. В будущем планируется, что отходы будут доставляться прямо на метановый завод, производящий топливо для двигателей. Для решения транспортной проблемы в городе построены подземные парковки, установлены электронные дорожные знаки, автоматически меняющиеся в зависимости от плотности автомобильного и пассажирского потока.
И все же у Сонгдо от Сингапура есть коренные отличия — Сингапур внедрял технологии в мегаполисе, наводненном миллионами людей, и все новшества сразу же проходили испытания на нагрузку. При этом можно было оценить, насколько решает городские проблемы та или иная технология. Сонгдо же пока заселен только на планируемую четверть и не функционирует на 100%, поэтому не все службы запущены в эксплуатацию. К сожалению, проживание в Сонгдо оказалось слишком дорогим, его новые жители предпочитают переехать в Сеул, где жизнь дешевле и кроме технологий доступна активная культурная жизнь.
Будущее уже наступило
Концепция Smart Cities — это не инвестиционный пузырь, а реально работающие технологии, которые уже сегодня дают результаты. При этом не стоит слепо идти на поводу модных трендов — умные города имеют ряд проблем. Главная трудность при внедрении концепции в уже существующих мегаполисах — ограничения транспортной системы. Если информационные технологии относительно легко интегрировать в существующие рамки города, то отказаться от обычного транспорта полностью невозможно. Ограничения в использовании не приводят к должному эффекту, экологичные варианты автомобилей пока не получили широкого использования и им все равно нужны традиционные дороги.
Строительство же абсолютно новых технологичных городов — слишком затратный и амбициозный подход. Такое себе могут позволить только очень богатые инвесторы, например, Объединенные Арабские Эмираты. В Абу-Даби почти закончено строительство умного города Масдар Сити, и, несмотря на то что он пока еще не заселен, компания Siemens уже успела открыть здесь свою ближневосточную штаб-квартиру. Объединяет разные подходы к созданию умных городов то, что различные инновации внедряются и действительно делают жизнь людей проще, а бюджетную и ресурсную нагрузку на город — меньше. При этом их функционирование постоянно улучшается за счет непрерывной обработки и обновления полученных данных, после чего происходит оптимизация, с помощью которой устраняются проблемы неэффективности.
И все же есть ли у концепции Smart Cities будущее? Есть как минимум две причины, по которым количество умных городов будет только увеличиваться — рост городского населения и необходимость осваивать и применять новые технологии. Поэтому концепция умного города будущего так популярна — она становится основным инструментом управления в развитых странах.
Ограничивает же ее бурный рост элементарная нехватка ресурсов — денежных вложений в современное оборудование и отсутствие единой базы, которая могла бы произвести обработку собранных в городских системах данных для последующего проектирования умных городов и понимания реальных потребностей его жителей. Ведь город — это не здания, дороги и коммуникации. Это в первую очередь люди, которые хотят безопасно жить в комфорте и чистоте.
