От «каменных джунглей» к «умному городу»

Статистика, как известно, знает всё. В том числе ей прекрасно известны глобальные тенденции и движения, имеющие место в нашей цивилизации. Одна из таких тенденций – всеобщая и повальная урбанизация. Согласно прогнозам, двое из трех родившихся в ближайшие 30 лет будут жить в городах. Естественно, будут увеличиваться и сами города: к нынешним 500 «миллионникам» за 20 следующих лет прибавятся еще 200. Как эффективно управлять мегаполисом, как сделать его максимально удобным для проживания? Естественно, с помощью с цифровых технологий. В этом посте – рассказ об «умном городе», каким его представляет компания Intel.

… плюс сенсеризация всего города

Одна из главных особенностей «умного города» — повсеместное использование датчиков всего. Вот их основные разновидности:

• Датчики в помещениях – движения, объема;
• Датчики окружающей среды – температуры, скорости ветра, задымленности, содержания различных веществ в воздухе;
• Датчики в транспортных средствах – местоположения и ускорения;
• Датчики на критически важных сооружениях – перемещения, вибрации.

Схема расположения сенсоров в городе

Изменится и сама идеология использования датчиков. На сегодня их роль по большей части пассивна: показания складируются или в лучшем случае показываются в реальном времени. В городе будущего сенсоры станут основой активных систем управления – это касается не только чрезвычайных ситуаций, но и повседневной жизни. Например, ухудшение качества воды в каком-либо водозаборнике может вызвать автоматическое его отключение при наличии достаточного резерва. Более интересные примеры рассмотрим чуть ниже.

Активная RFID метка на лобовом стекле автомобиля

Отдельная тема и главная беда современных мегаполисов – автомобильный транспорт и пробки. Насущность проблемы побуждает использовать системы контроля трафика уже сейчас. Конструкторы «умного города» связывают свои надежды с активными метками RFID. Оснащение метками каждого автомобиля в городе позволит не просто наблюдать за движением, но иметь данные о каждом движущемся транспортном средстве. Естественно, увеличится и точность прогнозов, и набор наблюдаемых величин.

Контроллер сенсоров производства Intel

Использование столь тонких механизмов контроля требует большого количества разнообразных датчиков. Поэтому они должны быть не просто дешевыми, но и максимально стандартизированными. В идеале у всех датчиков должна быть единая типовая платформа – и она уже создана Intel. Контроллер датчика представляет собой микрокомпьютер на базе процессора Intel Atom, оснащенный интерфейсом Wi-Fi, слотом для карты памяти Micro SD и портами для подключения собственно датчиков по протоколам UART, GPIO, I2C и другим. Формат общения контроллера с центром управления также максимально стандартизирован, и хотя информация от датчиков может быть разной, ее вид примерно одинаков, что облегчает разработку единого решения.

Все лучшее – жителям

Если представить себе мегаполис в виде великана, то его голова окажется как раз, где надо – в облаках. Облачный сервис – мозг «умного города», ведь там хранится и обрабатывается массив данных, полученных от сенсоров. Думаю, что со временем появится и «супер-облако» масштаба страны, где будут интегрироваться сведения, поступающие из разных городов. Стратегия, предлагаемая Intel, предполагает максимальную открытость хранимой информации для различного рода приложений, как муниципальных (управляющих городом), так и персональных, облегчающих жизнь его жителям. И последние, кстати говоря, ничуть не менее важны, чем первые. Ведь мы строим город для его жителей, не так ли?
Идеальной кажется ситуация, когда человек, проживающий в городе, с помощью программы-клиента на компьютере, планшете или смартфоне, может получить любую информацию от датчиков – с учетом, конечно, разделения доступа, антитеррористических мер и защиты от взлома. В принципе, унифицирована система готова к такой работе с самого начала, хотя, конечно, функционал будет наращиваться постепенно. А теперь обещанные интересные примеры.

Программа-тренер изменяет маршрут пробежки, получив данные о локальном загрязнении воздуха

Клиент на смартфоне показывает все общедоступные датчики и может считать показания любого из них

Обязателен также единый городской портал, куда помимо уже существующих сейчас элементов – форумов для общения, карт с пробками и авариями, картинок с веб-камер на улицах, в магазинах и учреждениях органично войдут и показания датчиков на карте и в текстовом виде. Думаю, представленная в реальном времени карта задымленности или содержания вредных веществ в городе будет интересна не только ученым.
Было бы интересно предсказать, как повлияет глобальная городская информационная система на жизнь мегаполиса и его обитателей. Совершенно определенно, точные данные об экологической обстановке в том или ином районе повлияют на его престижность и стоимость жилья там. Более точные данные о трафике по пути следования позволит точнее определить его продолжительность, хотя на метро все равно получится быстрее 🙂

Что уже сейчас?

Дабы не выглядеть теоретиком-мечтателем, приведу напоследок примеры реализованных технологий «умного города» — из тех, что уже работают.

Схема работы системы SYNAV. DENATRAN — департамент траспорта Бразилии

• В Бразилии еще в 2006 году принято постановление об обязательном оснащении всех автомобилей страны RFID метками. Информация, поступающая от датчиков, собирается в единой базе данных SYNAV (System for National Identification Automation for Vehicles).
• Центр Дублина недавно был оснащен комбинированными атмосферными датчиками – измеряется температура, направление ветра, качество воздуха и проч. Пока их число невелико, на них система проходит обкатку.
• Движуха имеет место и в нашей стране. Скажем, во многих городах внедрена система GPS мониторинга общественного транспорта. На остановках установлены табло, показывающие через сколько времени прибудет автобус такого-то маршрута.

Информационное табло на остановке в Краснодаре

А вообще, не стоит забывать, что «умный город» — это, прежде всего, тот, который аккуратно и бережно относится к себе и своим ресурсам. Поэтому интеллект наших собственных городов зависит, в том числе, и от нас. А не только от датчиков.