Умные города. Часть 1

Итак, что же такое Smart City или, по-русски, «умный город»? Фактически, речь идет об универсальной, комплексной системе информационной поддержки, которая обеспечивает ключевой информацией все уровни городской исполнительной власти, а также несет в себе интерфейсы обратной связи, через который исполнительная власть может воздействовать на определённые сферы городской жизни, попадающие в зону ее ответственности. Зачем это делать и что это дает в конечном итоге? Во-первых, реализация этой концепции однозначно повышает качество жизни населения региона, которое называет сегодня модным словосочетанием Life Quality Experience. Вторая веская причина, по которой все занимаются Умными городами - это снижение затрат на эксплуатацию инфраструктуры за счет автоматизации рутинных процессов по управлению городским хозяйством и создания средств объективного контроля за работой городских служб. В условиях экономического кризиса и сокращающегося количества денег, в том числе и в сферах ЖКХ, оптимизация текущих порядков - очевидный выход.                                                              

Теперь кратко о том, из чего собственно состоит Умный город, его основные компоненты. Ключевым связующим звеном Умного города является некоторый операционный центр, который аккумулирует на себе информацию от нижестоящих систем и является высокоуровневым агрегатором управляющих воздействий.

Следующим уровнем за центральной консолью следует уровень конкретных областей городского хозяйства, в каждой из которых стоят свои задачи и свои показатели эффективности, со своей спецификой. Поэтому каждая область управляется отдельным приложением, которое специально для этого разработано. Например, приложение по Умному управлению городским освещением, которое позволяет задавать с центральной консоли общую политику управления светом в городе и оптимизировать затраты на электричество и операционную поддержку освещения. Или, другой пример, система Умного управления жилищно-коммунальным хозяйством, которая следит за состоянием разных участков ЖКХ и может эффективно реагировать на сбои в отдельных ее частях или прогнозировать потенциальные проблемы на основе анализа собранных с датчиков данных (например, где-то на магистрали начало падать давление, значит, вероятно, где пошла протечка и, пока не рвануло, нужно ее срочно искать и устранять).

Для того, чтобы воплотить эту концепцию в жизнь, необходим ряд технологий и построенных на базе этих технологий решений, позволяющих технически реализовать «умный город». Технологический базис для Умного города, обратите внимание, перечислен в правой части слайда – это Интернет вещей, технологическая концепция которого позволит собирать нужную информацию и обеспечивает обратную связь с ними, это инфраструктура передачи данных, через которую приложения связаны с объектами городской инфраструктуры, это специальные платформы анализа данных, которые позволяют извлечь из массива данных полезную информацию и специальная платформа агрегации и унификации данных. Давайте посмотрим, что представляет собой каждая часть этой истории.

 

Несколько слов о том, каким образом обрабатывается информационный поток при попадании в системы Умного города. Очевидно, что объем собираемой информации огромен и большая часть информации фактически дублируется или вообще не является ценной. Поэтому, крайне важно правильно отфильтровать, скоррелировать и проанализировать полученные данные, чтобы можно было за цифрами и фактами увидеть суть событий, сделать верный прогноз и правильно ответить на ситуацию. Поэтому, на самом деле, львиная доля ценности систем управления «умный город» лежит в такой интеллектуальной платформе как инструменте и обязательно правильных экспертах, которые умеют использовать платформу так, чтобы она «выцеживала» из огромного потока данных суть происходящего и помогала на этой основе принимать верные решения.

И еще один ключевой аспект городской жизни, который проект Умный город позволяет изменить кардинальным образом – это процесс взаимодействие власти и гражданина. Если раньше каждая область городского хозяйства управлялась относительно независимо от остальных, в соответствии со своими стандартами, правилами, процедурами и соответствующими системами, то Умный город, в идеальной ситуации, должен представить гражданину доступ к городским сервисам через общий унифицированный интерфейс, к которому были бы применимы общие правила взаимодействия, с понятными Индикаторами качества и понятными принципами работы. Фактически, такое интегрированное правительство должно реализовать идею «Город-как-Сервис», давая гражданину максимально быстрый и удобный способ обратного взаимодействия с городской инфраструктурой.

 

Попытаемся теперь кратко ответить на вопрос, какие глобальные процессы заставляют заниматься Умным городом? Первый процесс – это рост городского населения, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Сегодня в городах живет больше 60% населения Земли и тренд по увеличению количества людей в городах сохраняется. Такой город, как, например, Москва по количеству населения это примерно три Финляндии и примерно полторы Чехии. При этом, города сегодня создают до 70% валового мирового продукта, т.е. другими словами, до 70% мировой экономики находится в городах. Эффективно управлять таким огромным хозяйством без использования современных подходов едва ли возможно. Поэтому все крупные агломерации занимаются внедрением в жизнь концепции Smart City. С разным уровнем готовности, примеры проектов построения Умных городов есть во всех без исключения частях света.

Процесс второй, пожалуй, даже более важный, чем первый – поиск новых источников дохода на следующем этапе технологического развития. Внедрение Умного города это, на самом деле, большой и прибыльный бизнес. Если вспомнить классическую матрицу BCG (Boston Consulting Group), то развитие темы Умных городов – это вывод на рынок новой «дойной коровы», которая в следующие несколько лет будет нести большую прибыль в ИТ отрасль.

 

По разным оценкам, этот рынок будет составлять к 2020 году порядка полутора триллионов долларов. Причем, монетизация Умного города может идти самыми разными путями, четкой модели, по которой работает рынок, по понятным причинам, пока нет. Конкретно в России это может быть так называемое ГЧП (Государственно-Частное Партнерство) с сервисной компанией в промежутке или прямые инвестиции в проект из бюджета (но это много сложнее, особенно сейчас) или какие-то другие варианты. Полтора триллиона - это большие деньги и многие за них хотят побороться. Вот эти два основных глобальных процесса по сути и толкают Умный город вперед.

Теперь переходим к самому важному – а что работает уже сегодня, из чего, из каких «кирпичей» предполагается строить решения для Умного города? Взрывное развитие так называемых «Умных» технологий тормозится сегодня по нескольким причинам. Одна из них – это большое наследие старых систем, с разрозненными интерфейсами данных и старыми протоколами, которые не понятно, как собирать вместе и интегрировать. Такие сети работают медленно, медленно сходятся, есть много проблем с безопасностью и т.д. Их нужно либо менять, но это дорого и не всегда возможно, либо изобрести некоторую универсальную железку, такой волшебный бокс, который соберёт нужные данные с разнородных интерфейсов и передаст их в нормализованном виде в вышестоящую платформу.

Такое устройство как раз разработала и реализовала компания Хуавей. Это универсальный шлюз с большим количеством проводных и беспроводных интерфейсов, который выполняет работу по сбору и нормализации данных из разнородных источников. На сегодняшнем уровне технологического развития, без такого универсального шлюза построить инфраструктуру сбора данных в Умном городе почти невозможно. Либо сеть будет очень сложной и многократно избыточной, либо она не будет собирать все, что нужно.

Рассмотрим немного подробнее, что такое универсальный шлюз для Умного города от Huawei, фактически это инфраструктурная основа сети в Умном городе. Это, фактически, IoT маршрутизатор, выполненный в индустриальном корпусе и предназначенный для работы на улице, защищенный от воздействия неблагоприятных погодных условий. Собственно, ключевое слово в названии шлюза – это IoT. В этом шлюзе интегрирована поддержка специальных, промышленных интерфейсов передачи данных – PLC, DI/DO и т.д., больше характерных для SCADA систем, чем для телекоммуникационной инфраструктуры. Помимо этого, в нем реализован полный стэк стандартных сетевых протоколов и системы сетевой защиты (встроен межсетевой экран), так что это полноценный маршрутизатор, который можно использовать таким образом по назначению. На базе таких шлюзов просто и понятно, как развернуть сетевую инфраструктуру в Умном городе. И в обратную сторону, если их не использовать, то становится сразу сложно и не понятно, а как делать сеть в городе.

 

Еще одна ключевая часть инфраструктуры Умного города, про которую я сегодня уже говорил – это платформа, собирающая данные. Она необходима для того, чтобы из неструктурированного потока извлекать полезную информацию, которую можно как-то использовать. Очевидно, что данных в Умном городе не просто много, а очень много, это настоящие большие данные, про которые сегодня много говорят. Чтобы не утонуть в этом море информации, нужна система, которая умеет с большими данными работать. Такая система у Хуавей есть. Она называет Fusion Insight и базируется на оборудовании и ПО компании Хуавей. Система сделана на базе Hadoop, в основе лежит облачная платформа Fusion Sphere (OpenStack), система хранения данных OceanStor и вычислители на базе Х86. Заканчивая теорию, хочу еще раз подчеркнуть два момента – 1.) Умный город невозможен без соответствующей инфраструктуры, поддерживающей сбор и обработку данных и 2.) Такая инфраструктура есть у компании Хуавей, начиная с сетей сбора информации с датчиков и заканчивая специализированной платформой, которая эти данные обрабатывает.

    Об авторе:

    Денис Сереченко, 

    Директор по развитию бизнеса Huawei Enterprise Business Group в России