Продолжая просмотр сайта и(или) нажимая X, я соглашаюсь с использованием файлов cookie владельцем сайта в соответствии с Политикой в отношении файлов cookie в том числе на передачу данных, указанных в Политике, третьим лицам (статистическим службам сети Интернет), в соответствии с Пользовательским соглашением >X

Для помощи нажмите здесь

Умные города. Часть 1

28.04.2017 0:00:00

— Вот ты говорил, город — сила, а тут слабые все...
— Город — это злая сила... Сильные приезжают, становятся слабыми, город забирает силу... Вот и ты пропал!

Тема «умный город» сегодня крайне популярна и, на мой взгляд, очень интересна. Почти все большие агломерации так или иначе задумываются об автоматизации процессов управления городским хозяйством. Первая часть этой статьи дает общее представление о теме, во второй части более подробно рассмотрим технические детали.

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.                                                              
Рис. 1. Что такое Умный город

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).

Как говорили выше, все эти разрозненные системы (Умный свет, Умное ЖКХ, Умные системы управления трафиком, Умные здания и офисы, что еще, умная медицина и т.д.) сводятся в единую центральную консоль управления городом, информация от них фильтруется, сортируется, агрегируется и анализируется и результаты этого анализа выводятся на общегородской dashboard (некоторую панель) из которой руководство города видит, что и где в данный момент в городе происходит. Если в центральной панели появляются какие-то проблемные участки, то ответственные лица могут перейти в конкретную систему управления областью городского хозяйства прямо из панели и разобраться в деталях происходящего, принять адекватные меры.

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.

 

Рис. 2. Технологический базис Умного города

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.

 

Рис. 3. Интегрированное городское правительство

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.

 

Рис.4. Матрица BCG

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.

 

Рис. 5. IoT шлюз

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