Як виглядатиме розумне місто майбутнього: єдина система датчиків

Місто майбутнього має стати цілісною системою, здатною не лише збирати дані про те, що відбувається, а й прогнозувати майбутні проблеми та заздалегідь реагувати на них.

Про те, яким буде розумне місто майбутнього, розповіли Польському радіо професор Аліція Кшемінська та доктор Анна Заремба з Інституту географії та регіонального розвитку Вроцлавського університету.

Від окремих систем — до міської екосистеми

Місто майбутнього насамперед інтегрує різні системи. Сьогодні транспорт, енергетика, будівлі, водопостачання, управління відходами, просторові дані та моніторинг навколишнього середовища часто функціонують окремо. У перспективі вони мають працювати як єдина міська екосистема.

У місті буде безліч датчиків і сенсорів, що стежитимуть за навколишнім середовищем. Комунікаційні мережі передаватимуть інформацію, а алгоритми — аналізуватимуть її та допомагатимуть у прийнятті рішень.

Основне завдання Smart City — допомогти місту краще функціонувати та справлятися з сучасними викликами, зокрема пов’язаними зі змінами клімату.

Від Smart City 3.0 до міста, здатного відновлюватися

Наступним етапом розвитку розумних міст може стати Smart City 4.0. Однак і ця модель не є кінцевою. Майбутнє за містами, які зможуть адаптуватися та регенерувати міську систему, відновлюючись ще до виникнення серйозних проблем.

При цьому успішність «розумного міста» не варто оцінювати лише за кількістю впроваджених технологій. Набагато важливішими показниками є здоров’я людей, стійкість міста та стан екосистем.

У Європі вже є міста, які активно розвивають концепцію Smart City. Серед них називають Берлін, Париж, Амстердам, Копенгаген і Болонью. Водночас, за словами дослідниць, особливо швидко технології розумних міст розвиваються в Китаї. Пекін і Шеньчжень уже виходять за межі традиційної моделі Smart City.

Інтернет речей: місто, яке «відчуває»

Однією з основ сучасного розумного міста є Інтернет речей — Internet of Things, IoT. Це мережа фізичних пристроїв, які можуть здійснювати вимірювання, обробляти інформацію, обмінюватися даними та взаємодіяти з іншими системами.

Завдяки IoT можна контролювати стан міської інфраструктури. Наприклад, датчики можуть відстежувати навантаження на міст, вібрації його конструкцій, об’єм води у водопровідній мережі або кількість енергії, що споживається будівлями.

«Розумними» можуть ставати навіть звичайні системи вуличного освітлення. Вони здатні виконувати додаткові функції, наприклад контролювати рівень заповнення контейнерів для відходів.

Ще один перспективний інструмент — цифровий двійник, тобто цифрова модель міського середовища, що дозволяє працювати з великою кількістю даних і моделювати різні процеси.

Технології використовуються навіть для догляду за міською зеленню. Датчики, встановлені на деревах, можуть контролювати температуру та інші параметри навколишнього середовища, а спеціальні системи — регулювати кількість води, яку отримують рослини. Це допомагає підтримувати здоров’я зелених насаджень і водночас економити природні ресурси.

Китайський досвід: місто, яке прогнозує майбутнє

Особливо показовим прикладом розвитку Smart City є Китай. За словами дослідниць, різницю між європейськими та китайськими містами можна побачити вже на рівні повсякденного життя.

Важливу роль відіграють мобільні додатки. За їх допомогою можна замовляти товари, користуватися транспортом і таксі, оплачувати різні послуги. Системи також дають змогу отримувати інформацію про ситуацію на дорогах і пересування містом.

Але ключова відмінність полягає у використанні прогностичних моделей.

«Розумне місто» нового покоління не просто повідомляє про те, що відбувається зараз. Воно може прогнозувати, що відбудеться через 20 хвилин, годину або трохи пізніше.

Наприклад, система може передбачити утворення затора в конкретному районі. Або попередити, що через годину в певному місці температура буде надзвичайно високою, що може становити небезпеку для людей похилого віку.

Для цього дані збираються практично в реальному часі, після чого обробляються за допомогою моделей та алгоритмів. Саме перехід від простого моніторингу до прогнозування є одним із ключових етапів розвитку розумних міст.

Розумна енергетика: коли споживач стає виробником

Ще одна важлива складова Smart City — інтелектуальна енергетика.

Сучасна енергосистема поступово перетворює звичайного споживача на просумара — людину або домогосподарство, яке не тільки споживає, а й виробляє електроенергію.

Наприклад, будинок із сонячними панелями в один момент може отримувати електроенергію з мережі, а в інший — виробляти більше, ніж споживає, і передавати надлишки назад у мережу.

Це створює складну динамічну систему, яку необхідно збалансувати. Саме для цього розвиваються Smart Grid — розумні електромережі.

Вони використовують вимірювання, комунікаційні системи та цифрову автоматизацію, щоб узгоджувати виробництво та споживання електроенергії.

Показовий приклад — вечірня пора, коли мешканці повертаються додому. Одночасно вмикаються побутові прилади, опалення чи кондиціонери, а власники електромобілів підключають їх до зарядки. Це створює значне навантаження на мережу.

«Розумна» система може оптимізувати цей процес. Якщо автомобіль знадобиться власнику лише вранці, немає необхідності заряджати його одразу після повернення додому. Система може перенести зарядку на час, коли навантаження на електромережу буде меншим.

Таким чином, технології дозволяють не просто збільшувати виробництво енергії, а й розумніше керувати її споживанням.

Клімат, навколишнє середовище та синьо-зелена інфраструктура

Розумне місто — це не лише транспорт, енергетика та цифрові пристрої. Важливу роль відіграють природні та кліматичні фактори.

Йдеться про зміни температури, якість повітря, різні попередження, а також про розвиток синьо-зеленої інфраструктури. Усі ці елементи можуть бути об’єднані в єдину систему та використовуватися для створення моделей поведінки міського середовища.

Велика база даних дозволяє прогнозувати негативні впливи та заздалегідь захищати людей від їхніх наслідків.

Водночас сучасне розумне місто дедалі більше орієнтується саме на людину. Технології мають допомагати не тільки відновлювати міське середовище та робити його зеленішим, а й покращувати повсякденне життя мешканців.

Мешканці як частина Smart City

Важливою складовою «розумного міста» стає участь самих мешканців.

Спеціальні додатки можуть надавати людям можливість повідомляти міські служби про проблеми, спілкуватися з ними та отримувати зворотний зв’язок. Дані, що надходять від мешканців, можуть об’єднуватися з інформацією, яку збирають міські служби.

У результаті ці дані перетворюються на моделі, що допомагають покращувати якість міського середовища.

Таким чином, мешканець «розумного міста» — не лише пасивний користувач цифрових сервісів. Він стає джерелом інформації та учасником процесів управління містом.

Темна сторона «розумного міста»

Коли ми чуємо словосполучення «Smart City», то часто уявляємо собі місто, наповнене камерами, сенсорами, пристроями Інтернету речей та іншими технологічними новинками.

Однак технологічність сама по собі ще не робить місто розумним. Справжня цінність таких систем полягає в можливості використовувати дані та прогностичні моделі, щоб полегшувати життя людей, підвищувати стійкість міста та заздалегідь реагувати на проблеми.

Водночас у цієї моделі є й інша сторона. Чим більше місто знає про своїх мешканців, тим більше даних про їхнє життя опиняється в цифрових системах. Саме тому поряд із технологічними можливостями постає питання приватності та цифрового моніторингу.

Місто, яке думає наперед

«Smart City» майбутнього — це не просто сукупність нових технологій. Це система, в якій транспорт, енергетика, інфраструктура, навколишнє середовище, дані та мешканці пов’язані між собою.

Наступний етап розвитку полягає в переході від міста, яке лише фіксує події, до міста, яке розуміє їхні причини, прогнозує майбутні зміни та може діяти на випередження.

У такій моделі технології стають не самоціллю, а інструментом. Їхня головна функція — зробити міське середовище більш стійким, ефективним і безпечним для людей, не випускаючи при цьому з поля зору питання приватності та участі самих мешканців.