Источник: Цифровизация городов – шаг к внедрению новшеств в архитектуре [Электронный ресурс]. – CyberLeninka.
В последние годы мы переживаем цифровую революцию во многих контекстах, цифровизацию промышленности, цифровизацию государственного управления, цифровизацию людей и Интернет вещей и, конечно же, цифровизацию городов под названием "Умные города". Хотя процесс оцифровки основан на 3 основных столпах: данные, таланты и инновации. Необходимо смешать эти 3 столпа в разных процентах, чтобы добиться оцифровки. В случае городов большое значение имеют применяемые технологии, которые составляют архитектуру города. Эта технология только зарождается, и ей не хватает стандартов, обеспечивающих взаимодействие между различными устройствами. В этой статье предпринята попытка показать картину возможных архитектур, существующих сегодня, с точки зрения устойчивости и энергоэффективности.
Почему город должен превратиться в Умный город и начать эффективно управлять своими ресурсами? По данным Организации Объединенных Наций, в настоящее время более 54% мирового населения проживает в городах, прогноз на 2050 год - 66%. Этот рост станет огромной проблемой как для инфраструктуры, так и для ресурсов. Чтобы преодолеть эту проблему, необходимо будет проанализировать данные, генерируемые сенсорной сетью, применить алгоритмы оптимизации с использованием методов искусственного интеллекта или нейронных сетей, которые, с одной стороны, способны анализировать огромное количество информации из нескольких источников, а с другой стороны, быть достаточно быстрыми для принятия решений.
В последние годы термин "умный город" стал модным и все чаще звучит на технологических форумах, в политических институтах и даже в повседневной жизни граждан. Однако, действительно ли мы понимаем масштабы, которые описывает этот термин? Для того чтобы понять сферу охвата, необходимо установить определение, охватывающее всю сферу.
Цель Умного города - добиться эффективного управления во всех районах города, удовлетворяя при этом их потребности своих граждан. В то же время она должна соответствовать принципам устойчивого развития и учитывать технологические инновации и сотрудничество между экономическими и социальными субъектами в качестве основных движущих сил перемен содействовать устойчивому развитию и высокому качеству жизни при надлежащем управлении ресурсами на основе управления на основе широкого участия.
После анализа множества моделей, применяемых в разных городах, чтобы соответствовать определению "Умный город", следует отметить интенсивное использование технологий и особенно телекоммуникационных технологий для обеспечения мониторинга ресурсов. Именно здесь вы можете определить механизм эффективного управления ресурсами, необходимость мониторинга энергетических ресурсов, людей и т.д. Чтобы каким-то образом управлять ими более эффективным способом.
Затем мы можем ввести термин “мониторинг” в определение "Умного города", чтобы создать механизм, который позволит нам управлять эффективно и устойчиво. Чтобы контролировать город, мы должны определить различные зоны или части, которые его составляют, и чтобы каждая из них имела свою специфическую казуистику. Следить за потоком транспортных средств, циркулирующих в центре города, - это не то же самое, что следить за потоком людей, циркулирующих внутри железнодорожного или автобусного вокзала. Тип датчиков, протоколы связи, анализ данных и т.д. будет по-другому.
В Умном городе вы можете выделить два типа архитектуры: ту, которая контролирует внешний вид города, такой как его улицы и проспекты, парки и зоны отдыха и т.д., и ту, которая контролирует внутреннюю часть зданий, поток людей и товаров, кондиционирование воздуха, воду и т.д.
Архитектура, развернутая в городе для внешнего мониторинга, основана на протоколах дальней связи, так что весь город может быть охвачен несколькими устройствами. Эти протоколы связи не могут проникать в здания из-за помех стенам и электрическим или трубопроводным установкам. Архитектура, развернутая в зданиях, обычно использует преимущества самой телекоммуникационной инфраструктуры или, в противном случае, проводной электрической сети, проще и дешевле полагаться на эти средства. В труднодоступных местах или без проводных установок беспроводные протоколы, такие как... Правильный выбор внешней и внутренней архитектуры, адаптированной к геометрии и расстояниям, которые необходимо преодолеть, обеспечит правильную связь со всеми датчиками и оборудованием города, а также правильную и без ошибок или задержек передачу необходимых данных для анализа и оптимизации ресурсов.
Чтобы знать, что происходит в городе, необходимо разместить ряд датчиков, которые позволяют получать определенные параметры и переменные для принятия решений о процессах, происходящих во всей окружающей среде. С другой стороны, существует множество датчиков, которые обеспечивают различные архитектуры для города, наиболее распространенными являются звездные архитектуры или ячеистая сеть.
Подход к размещению датчиков внутри здания в значительной степени зависит от следующих параметров:
В новых зданиях архитектура и расположение датчиков являются еще одной вехой в планировании. Однако в существующем здании необходимо оценить параметры, изложенные выше, и установить правильное размещение датчиков и исполнительных механизмов для надлежащего функционирования системы техники.
Большинство городов, внедряющих модель "умного города", решили разместить датчики на общественном освещении, в чем причина такого решения? Это объясняется несколькими причинами:
Есть города, где было решено разместить датчики в других элементах города, таких как мусорные контейнеры, урны для мусора, автобусные остановки и даже в определенных стратегических точках города с независимым размещением любого элемента города. Все возможные места расположения имеют большие недостатки, чем вариант размещения в местах общественного освещения.
Различные технологии для датчиков умного города создают инфраструктуру в городе, наиболее распространенными моделями являются инфраструктура в звездной или ячеистой сети. Сетевая инфраструктура позволяет датчикам подключаться друг к другу и через датчики, расположенные ближе всего к точке доступа; информация сбрасывается в базу данных.
Внедрение Интернета вещей и новых коммуникационных технологий позволит в ближайшие годы резко сократить потребление энергии во всем мире, а вместе с ним и наше воздействие на окружающую среду и углеродный след. Для городов это станет гигантским шагом на пути к устойчивому развитию и оптимизации ресурсов для решения проблемы сверхнаселения, которая прогнозируется примерно через 30 лет. Мы стоим на пороге новой цифровой эры, когда сенсорика станет неотъемлемой частью нашей жизни.