Развитие городов и регионов может иметь разные формы. Большой прогресс в технологии последних тысячелетиях подтолкнул мир вперед огромными скачками. Но к тому времени негативные последствия этого прогресса проникают в осознание общества, уже изменив Землю. И согласно данным организации, например, НАТО, в будущем такие последствия могут стать серьезными проблемами для населения, а также для всей экосистемы. Это может быть загрязнение воздуха, глобальное потепление, рост населения и т.д. Все эти изменения приводят к принятию инновационных решений по улучшению, которые обеспечили бы устойчивость человечества и природы. На сегодняшний день осуществляются некоторые мероприятия по улучшению качества и безопасности человечества, которые будут способствовать дальнейшему продвижению общества, но в то же время данные мероприятия могут дать возможность минимизировать или устранить риски и ущерб для общества и экосистемы. Из этой философии наступает термин устойчивого развития. Согласно стратегии долгосрочного устойчивого развития Республики Казахстан, развитие означает такое развитие, которое обеспечивает возможность удовлетворения основных жизненных потребностей сегодняшних поколений и будущих поколений, в то время как разнообразие природы не наносит ущерба, а естественные функции экосистемы сохраняются. Однако, с нашей точки зрения, только основные жизненные потребности – это не мы должны видеть будущее [1].
Казахстан все глубже интегрируется в глобальную экономику. Происходящие динамичные изменения в ней оказывают свое воздействие и на Казахстан. Страна должна внимательно отслеживать колебания мировой экономики и своевременно вносить необходимые коррективы в свою экономическую, финансовую политику [2]. Президент Республики Казахстан Н. Назарбаев в своем традиционном ежегодном Послании народу Казахстана от 10 января 2018 г. «Новые возможности развития в условиях четвертой промышленной революции» обозначил 10 основных задач для успешной адаптации в современной цивилизации. Среди перечисленных задач Президент отметил «развитие цифровой технологии» основной задачей дальнейшего развития страны [3].
Мы видим это как шанс расти, улучшать нашу жизнь, даже позволить себе роскошь, но все в безопасном способе, описанной выше стратегией. Технологии, которые обеспечивают устойчивое развитие в городах и их применение, – это вопросы концепции Smart City. Во введении к концепции Smart City мы должны ответить на некоторые основные вопросы. Прежде всего: какова цель этого понятия? Мы можем сказать, что цель состоит в том, чтобы превратить сегодняшние города в умные города, которые способствуют развитию в будущем. Это приводит нас к другому вопросу: что делает город «умным»? Многие власти пытаются ответить на этот вопрос. Примеры, которые повлияли на нашу работу, и взгляды, в основном Караглю, Моханти, Кумара, Финка и Федорова. Но одно четкое определение еще не согласовано. По изученным определениям, можно отметить что «Умные города» – это общие описания, в которых упоминаются различные приоритеты, от использования технологии до умного использования природных источников [4, 5].
Цель исследования: по словам Караглю, «город становится умным, когда инвестиции в человеческий и социальный капитал, а также в традиционные и современные информационно-коммуникационные технологии (ИКТ) обеспечивают устойчивый экономический рост и высокое качество жизни, с разумным управлением природными ресурсами, посредством совместного управления» [6]. Моханти считает Smart City местом, где традиционные сети и услуги становятся более гибкими, эффективными и устойчивыми с использованием информационных, цифровых и телекоммуникационных технологий в интересах его жителей. Умные города экологичнее, безопаснее, быстрее и дружелюбнее [7].
Основываясь на этих и других источниках, мы создали свои собственные характеристики Smart City, чтобы установить базовое основание для наших дальнейших исследований. Для нас «Умный город» – это интеграция технологий и окружающей среды, а также с целью повышения качества жизни граждан, близких к сообществу и окружающей среде, благодаря которому увеличивается эффективность процессов во всех областях его функционирования. Формирование Smart City – это процесс, превращающий города в Smart Cities посредством внедрения Smart городских концептуальных систем.
Материалы и методы исследования
Взгляды и мнения о том, как должен выглядеть Smart City, какие конкретные улучшения он должен принести и какие проблемы решать, отличаются в разных частях мира. Например, в городе за полярным кругом с минимальной преступностью, иначе чем в городе около экватора, страдающем от вандализма. Но в целом решаемые проблемы можно суммировать в основных областях. В нашем исследовании мы столкнулись с недостатком фокуса, уделяемого в области безопасности. Поэтому в качестве эффективной системы Smart City, включающей аспект безопасности, были рассмотрены параметры, приведенные на таблице [8].
Ключевые параметры цифрового города
|
Параметр |
Определение |
|
Умная энергия |
Умная энергия функционирует на основе цифровых технологий с использованием Передовой Измерительной Инфраструктуры, управления дистрибьюцией электроэнергии и высоковольтными трансмиссионными системами, так же как и для ответа на спрос на интеллектуальную и интегрированную трансмиссию и дистрибьюцию электроэнергии |
|
Умные здания |
Умные здания – «зелёные», энергоэффективные, интеллектуальные, с передовой автоматизированной инфраструктурой, которая контролирует и управляет такими аспектами, как освещение и температура, безопасность, независимое потребление электроэнергии или с минимальным вмешательством человека |
|
Умная мобильность |
Умная мобильность становится возможной при использовании инновационных и интегрированных технологий и решений, таких как автомобили с низким уровнем выбросов и мультимодальных транспортных систем |
|
Умная технология |
Умная технология соединит дом, офис, мобильный телефон и автомобиль в единую беспроводную IT-платформу. Умная технология включает соединение умной электросети, решений умного дома, высокоскоростного широкополосного соединения, использование 4G технологии |
|
Умное здравоохранение |
Умное здравоохранение – это использование eHealth и mHealth систем и интеллектуальных и связанных медицинских приспособлений. Оно также включает реализацию политик, поддерживающих здоровье, велнесc и качество жизни горожан, в дополнении к мониторингу и диагностике здоровья, как противоположность лечению |
|
Умная инфраструктура |
Умная инфраструктура включает в себя интеллектуальные и автоматизированные системы, которые управляются, коммуницируют и интегрируются в различные типы интеллектуальной инфраструктуры, такой как энергосистема, транспортные сети, системы водопроводов и отходов, телекоммуникации |
|
Умная власть и умное образование |
Умная власть и умное образование включает политики и цифровые услуги Правительства, которое помогает и поддерживает использование зелёных и интеллектуальных решений через различные поощрения, субсидии и другие стимулы |
|
Умная безопасность |
Умная безопасность включает технологию и решения, такие как видеонаблюдение, общественную безопасность и управляемые услуги безопасности, разработанные для защиты людей, собственности и информации |
|
Умные горожане |
Умные горожане проявляют интерес в использовании умных и зелёных решений в ежедневной активности. Большинство горожан проактивны в использовании и объединении умных концептов и умных продуктов, включая выбор стиля жизни |
Наши мысли о Smart City основываются на исследованиях Моханти и Центра региональных наук в Вене, которые включают следующие системы:
- Smart Transport;
- Smart Energy;
- Smart Technology;
- Smart Living;
- Smart Environment;
- Умные граждане и образование;
- Smart Economy;
- Умное правительство,
- Безопасный город.
Результаты исследования и их обсуждение
Безопасный город и его особенности – во многих изучаемых работах области безопасности, по-видимому, недооценивается. Но даже в иерархии Маслоу мы видим, что безопасность является важнейшим компонентом качества жизни в каждом городе. Поэтому мы можем сказать, что каждый Смарт-Сити должен быть безопасным городом. Интеллектуальное развитие городов в этой области является целью программы Safer City, начатой в 1996 г. организацией ООН-Хабитат по просьбе мэров африканских стран. Эта программа характеризуется большим количеством этапов, в которых был создан безопасный город. Первый этап был направлен на подход к предупреждению преступности в городах, главным образом в трех областях: институциональной преступности и предотвращения насилия, предотвращения социальной преступности и физической среды. На втором этапе вид на безопасность города расширился с двумя новыми полями. Первой была безопасность владения и принудительных выселений, потому что владение имуществом является причиной конфликтов и насилия в некоторых странах. Другая часть – решение стихийных бедствий и усилия по предотвращению беззакония в течение их продолжительности. Третья фаза приносит использование планирования, управления и организации, подчеркивая при этом, что эти три компонента не должны быть разделены. Они связаны, совершенствуют и укрепляют друг друга в целях комплексного подхода к безопасности в городе. Последние два этапа касаются интеграции местных органов власти и их активного подхода к безопасности и обзор состояния безопасности на конференции городов мира. На этом этапе мы должны напомнить себе, что упомянутых полей недостаточно, чтобы рассмотреть эти решения как сложные [9].
Стихийные бедствия являются лишь одной из подгрупп чрезвычайных ситуаций, которые могут угрожать городам и их гражданам. Забытые типы чрезвычайных ситуаций, согласно определениям Словацкой Республики, – это аварии, катастрофы, террористические нападения и угрозы общественному здоровью [10]. Вот почему мы представим также нашу собственную перспективу. Мы можем видеть Безопасный Город как часть Смарт-Сити, одним из его подсистемы, которые охватывают все аспекты безопасности в городе. Интеллектуальные технологии имеют множество целей и в области безопасности формируют систему Safe City. Наше общее описание безопасного города зависит от исследований Федорова и др. [11]. Согласно которому, Smart City: безопасный город – это город, который повышает эффективность процессов в области безопасности в целях сокращения преступности и террористических угроз, чтобы позволить ее гражданам жить в здоровой окружающей среде и обеспечить простой доступ к здравоохранению, а также для обеспечения готовности и быстрого реагирования на угрозы или возникновение чрезвычайных ситуаций. Система Safe City должна включать следующие функции:
- здравоохранение;
- интеллектуальные транспортные системы и маршруты;
- интеллектуальные системы безопасности для наблюдения, поиска, обнаружения и идентификации;
- безопасное подключение к Интернету и защита данных;
- центры обработки данных и другие.
Итак, «Цифровой город» – это интеграция информационных и коммуникационных технологий для управления городским имуществом, объединяющих школы, транспорт, места общественного питания, библиотеки, больницы, электростанции, водоснабжение, утилизацию отходов и многое другое. Для цифровых городов характерны следующие свойства (рис. 1).
Рис. 1. Свойства цифрового города
Активное внедрение концепции «умных городов» началось в 2008 г. из-за финансового кризиса, которым грамотно воспользовался IT-сектор. CEO компании IBM Сэм Палмисано 6 ноября 2008 г. выступил с речью «Разумная планета: новая цель для мировых лидеров», в которой объяснил финансовое падение игнорированием технологического прогресса, который требует от общества перехода на smart system [12].
Международная консалтинговая компания McKinsey предсказывает появление 600 «умных» городов уже к 2020 г. Согласно прогнозу, они будут генерировать по меньшей мере две трети мирового ВВП [13].
Хотя скептики, ссылаясь на популярную площадку для стартапов Angel.co, отмечают, что из нескольких сотен проектов, реализующих концепцию «умных городов», лишь единицы берутся за реализацию целого Smart City. В большинстве это отдельные элементы, как: WI-FI-скамейки, смартфон, замена ключам от дома, сервисы по утилизации отходов, отслеживание украденных велосипедов с помощью WI-FI. Но даже несмотря на такие негативные оценки, уже сегодня есть целые города, работающие в системе Smart [14].
Иньчуань. Столица китайской провинции Нинся – Иньчуань – примечательна тем, что это единственный город в мире, в котором не нужны банковские карты, проездные и соответственно наличные деньги. Вместо них – лицо. Для того чтоб оплатить услугу, нужно всего лишь подставить его под систему распознавания лиц, и нужная сумма будет автоматически списана с вашего счета.
Чтобы купить продукты, здесь больше не нужно идти в магазин – достаточно заказать их через мобильное приложение. Ждать курьерской доставки тоже не потребуются, оплатив покупку, спокойно можете забрать товар в ближайшем холодильнике – камере хранения.
Все мусорные контейнеры работают от солнечных батарей, когда бак заполнен, в коммунальную службу поступает соответствующий сигнал, и его вывозят. А в здании местной администрации на входе вместо сотрудников работают голограммы. Многие процедуры, которые нужно было решать раньше, общаясь с чиновниками, теперь выполняются онлайн.
Smart City в Китае – это еще и государственная цель. К 2050 г. правительство КНР планирует переселить в города 250 миллионов сельских жителей, а «умные города» – это как раз то, что может стать дополнительным стимулом для граждан (рис. 3).
Рис. 2. Доля людей, проживающих в городах/сельской местности
Рис. 3. Уровни проекта в городе Масдар
Использовать smart-систему в Китае решили в маленьких, по местному масштабу, городах – крупные и так слишком перенаселены, отметил вице-президент в стратегической программе TM Forum Карл Пива. «Проблема в том, что Пекин и Шанхай – уже слишком крупные и устоявшиеся территории. А небольшие города вроде Иньчуаня – более гибкие и с большей готовностью принимают нововведения. Кроме того, правительству нужно как-то привлекать в малые города людей, которые иначе переедут в тот же Пекин или Шанхай».
Фудзисава. В 2016 г. в Японии «открылся» умный город Фудзисава, где во всех домах используют только солнечную энергию, водопотребление снижено на 30 %, а пользоваться можно только электрическими автомобилями, велосипедами и самокатами.
На улицах города установлены сенсорные системы, поэтому освещение работает только, когда на улицах есть люди. А в случае землетрясений город сам в течение трех дней может обеспечить жителей горячей и холодной водой. Все объекты управляются из комплекса Fujisawa SST Square на центральной городской площади.
Милтон-Кинс. Этот британский город получил статус Smart, когда Министерство предпринимательства, инноваций и ремесел Великобритании в 2010 г. запустило программу Catapult Transport Systems. Катапульта из Милтон-Кинс продолжила правительственную программу Low-carbon Urban Transport Zone (LUTZ) и занялась разработкой LUTZ Pathfinder – беспилотного электрокара. В 2015 г. двухместные машины, работающие на электричестве, впервые появились на улицах города. Состоят они из 22 сенсоров, радара, панорамных и стереокамер. Без подзарядки электрокары могут проехать 64 км.
Позже был запущен проект MK: Smart. Он собирает все данные о городе в одну систему: показания спутников, датчиков в почве и системах энерго- и водопотребления; информацию с камер видеонаблюдения с функцией распознавания; социальные и экономические показатели. Таким образом, разработчики дают гражданам шанс самостоятельно контролировать расходы энергии и воды.
Сингапур. Правительство Сингапура запустило программу «Smart Nation», в рамках которой превращает город в «умный». Квартал Yuhua оснастили сенсорами, которые контролируют потребление воды и электроэнергии, вакуумной системой утилизации отходов и солнечными панелями. В домах установили специальные датчики, которые контролируют передвижения пожилых людей, если система видит, что-то необычное, то она отправляет уведомления в больницу и родственникам. А в 2016 г. на улицах запустили беспилотные автомобили. К 2020 г. все автомобилисты будут обязаны установить специальную навигационную систему, которая позволит отслеживать положение автомобиля в реальном времени.
Масдар. В 2006 г. в ОАЭ началась реализация программы «умных городов» в пригороде Абу-Даби – Масдаре. Основная идея – минимизация выброса углерода, поэтому все системы работают на возобновляемых источниках энергии, а не электрическим автомобилям запрещено подъезжать к границе города ближе, чем на две мили.
В Масдаре запустили систему беспилотного электрического транспорта Personal rapid transit. Проект включает 3 уровня, как показано на рис. 3.
Энергию город получает не посредством сжигания полезных ископаемых, а от солнечных ферм, таким образом, город потребляет только 20 % энергии, которая используется в обычном городе. Все улицы в городе строят с учетом положения солнца и направления преобладающих ветров. Сдача первых жилых помещений запланирована на 2018 г., собираются заселить 7000 человек. А к 2030 г. планируется, что население достигнет уже 100 тысяч человек. Сейчас в городе живут 300 научных сотрудников, которые работают над реализацией проекта.
Мировой опыт создания информационных систем в различных сферах человеческой деятельности, зафиксированный в методиках мировых грандов управленческого консалтинга (Большой четверки, IBM, McKinsey, Microsoft и др.), наводит на мысль, что всякая инициатива создания умного города (строительства с нуля в «в чистом поле») или трансформации существующего «неумного» города в умный или умного в более умный (smarter) должна сопровождаться следующим набором документов [15]:
- рамки инициативы умного города (Framework);
- архитектура умного города (Architecture);
- оценка готовности к инициативе умного города (Smart city readiness assessment);
- оценка уровня зрелости реализации умного города (Smart city maturity);
- дорожная карта создания умного города (Smart city road map).
Выводы
Стать цифровым городом – очень широкая задача. Мы выяснили, что это значит для нас и какие системы Smart City должна включать. Поскольку мы более внимательно относились к одной системе: Safe City, многие другие функции внутри одной системы были выявлены. Такое разнообразие возможностей в каждой системе делает невозможным подведение итогов всей концепции Smart City в одной статье. Даже в одной системе нам приходилось выбирать только несколько идей, описывающих ее намерения. Мы больше ориентировались тесно в области транспорта и на тему нашего собственного исследования. Но для создания метода для оценки Smart Cities, основные компоненты каждой функции и каждая система должны быть определены вместе с присвоение их значения в оцененном городе. В этой оценке города будут видеть свои сильные и слабые стороны и они будут знать, что улучшить. Как правило, мы должны напомнить нам, что во всех областях развитие за технологией должно следовать воспитание граждан об их использовании. Даже самый продвинутый Smart City не достигнет своей цели, если функция Smart Citizen и Education будет отсутствовать. И это может стать задачей более сложной, чем можно было бы ожидать.