Технологии «умных» городов и прогнозы их развития | Первый творческий форум ЦРТП

Технологии «умных» городов и прогнозы их развития

9вяткин

Креатор
Регистрация
14 Окт 2016
Сообщения
142
Реакции
644
Сегодня город переживает глобальную трансформацию. Развитие требует создания инфраструктуры, основанной на интеллектуальных сетях. Технологии должны стать базой для новых городов и органично интегрироваться в существующие. Решить эти задачи можно благодаря концепции комплексного подхода Smart City.

Что такое Smart City

«Умный город» — концепция интеграции информационных и коммуникационных технологий для управления городским имуществом. Они призваны сделать жизнь людей лучше и удобнее: повысить уровень комфорта, качество и эффективность обслуживания, снизить расходы и потребление ресурсов. В общем, подразумевают оптимизацию всей жизни города.

По расчётам экспертов McKinsey, к 2020 году в мире будет около 600 «умных» городов. Ещё через пять лет эти города будут генерировать почти две трети мирового ВВП. По оценкам консалтинговой компании Arup, к 2020 году мировой рынок «умных» городских услуг составит $400 млрд в год.

Будущее уже наступило

Консалтинговое агентство Jones Lang LaSalle составило рейтинг тридцати наиболее динамично развивающихся городов и агломераций мира, более половины которых расположены в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В области создания новых «умных» городов география примерно та же.

Эко-город Тяньцзинь — плод сотрудничества Китая и Сингапура, один из первых и достаточно успешных проектов такого типа. Для строительства специально был выбран сильно загрязненный участок без доступа к пресной воде.

Инфраструктура включает в себя множество «умных» решений: альтернативное энергообеспечение, оборотное водоснабжение (почти как на космических станциях), опреснение морской воды, переработку отходов, создание транспортной сети без участия моторизованного транспорта, системы видеонаблюдения, контроля качества воздуха и многое другое. В реализации участвуют многие крупные компании: General Motors, Philips, Envac, Bosch Group и другие.

Сейчас в городе живут более 70 тысяч человек (рассчитан на население до 350 тысяч), также зарегистрировано 4500 компаний с общим уставным капиталом в 200 млрд юаней (чуть больше $30 млрд). Полностью проект планируется завершить к 2020 году.

Не менее амбициозный проект — эко-город Масдар (ОАЭ). Его реализация началась в 2006 году. По задумке создателей город будет полностью обеспечиваться за счёт солнечной энергии и других альтернативных источников с минимальными выбросами углекислого газа.

Однако уже сейчас разработчики признают, что осуществить это в настоящих условиях практически невозможно. Основная их цель — снизить выбросы на 50%. В целом проект завяз в разного рода неурядицах: не удалось реализовать автономную транспортную систему и некоторые другие проекты, экономический кризис 2008 снизил активность инвесторов, хотя само правительство Арабских Эмиратов обещало вложить в проект примерно $22 млрд. Задержки в строительстве привели к сдвигу даты завершения на 2030 год.

Масдар — город без автомобилей, в нём создана система беспилотного электрического транспорта под названием Personal rapid transit (PRT). Движение официально запущено в ноябре 2010 года. Маршрут пролегает между двумя ключевыми точками города и составляет около 1,4 км.

Создатели утверждают, что надёжность и безопасность транспортных средств (шестиместных капсул CyberCabs) достигает почти 100%. Роботизированные капсулы могут следовать друг за другом с минимальным интервалом в 3-4 секунды без риска столкновения.

Сегодня в Масдаре живут около 300 человек, почти все — аспиранты местного Института науки и техники. На работу ежедневно приезжает менее 2 тысяч человек, хотя ожидалось, что это число будет в 20 раз больше. Но создатели проекта не оставляют надежды на его полную реализацию и уверены, что нынешнее положение дел исправится.

Также среди примеров «умных» городов известны: южнокорейский Сонго (строительство завершено, прогнозируемая стоимость к 2020 году — $40 млрд), первый полностью частный город Лаваса в Индии (строительство планируют завершить в 2020 году, вложено более $30 млрд) и другие.

Из чего состоит Smart City

Консалтинговое агентство Navigant Research выделяет пять основных составляющих «умного» города:
  • Smart Energy — решения в областях энергопоставки и энергосбережения. Программы управления спросом, энергоэффективности и интеграции возобновляемых источников энергии.
  • Smart Water — управление водными ресурсами: модернизация водных систем, мониторинг потребления, системы экологической безопасности и управление наводнениями.
  • Smart Buildings — здания, в которых все инженерные и информационные системы интегрированы в единую систему управления (BMS — building management system). Благодаря ей возможно межсистемное взаимодействие. Например, подготовка системы отопления здания к началу рабочего дня, управление мощностью работы вентиляционной установки в зависимости от температуры, количества людей в помещении и качества воздуха, автоматический переход в энергосберегающий режим при отсутствии в здании людей и так далее.
  • Smart Government — использование информационных технологий для предоставления государственных услуг широкому кругу лиц и оптимизации работы различных департаментов.
  • Smart Transportation — интеллектуальные транспортные и логистические системы. Мониторинг и управление трафиком, оплата дорожных сборов, реагирование на чрезвычайные ситуации, интеллектуальная парковка и интегрированное управление светофором, построение «умных» сетей логистики.
Существующие проекты и прогнозы их развития

Smart Energy


Во многих городах мира применяется система управления спросом на электроэнергию — Demand Response. Она позволяет снижать потребление электроэнергии в периоды высокой нагрузки. При подключении к системе пользователь получает стимулирующие скидки.

Участвовать в программе могут не только граждане, но и коммерческие организации и производства. Например, американский Walmart благодаря оснащенности магазинов системами интеллектуального учета занимает лидирующее место в управлении спросом энергосбережения в США.

Система управления потреблением (energy management system, EMS) реагирует на сигнал о необходимости разгрузки согласно заданному алгоритму. В зависимости от других показателей в конкретном помещении система воздействует на системы вентиляции и кондиционирования, освещение и холодильное оборудование.

Объем мощности Demand Response в мире в 2016 году составил 39 ГВт, 28 ГВт из них пришлось на территории Северной Америки. Предположительно, мировой объем Demand Response к 2025 году достигнет 144 ГВт. Российская Госдума планирует принять закон об «умных» электросчётчиках весной 2018 года.

Smart Water

В марте 2017 года компании Huawei, Shenzhen Water и China Telecom запустили первый в мире коммерческий проект Smart Water («умное водоснабжение») в Шэньчжэне. Компании полностью обновили систему водообеспечения, установив около 1,2 тысяч интеллектуальных счетчиков потребления воды на базе технологии узкополосного интернета вещей (NB-IoT).

Система позволяет анализировать схемы потребления, избегать утечек, повышает эффективность циркуляции воды и оптимизирует использование ресурсов. Жители же получают удобный доступ к услугам коммунального хозяйства.

По прогнозам Navigant Research, сектор Smart Water в ближайшие пять лет покажет самый активный рост из-за высоких рисков в показателях качества воды, её стоимости и доступности.

Smart Government

Системы вроде отечественных «Госуслуг» существуют во многих странах. Фактически это инструмент для оказания услуг бизнесу и гражданам через интернет. Основаны такие системы на централизованных базах данных с использованием различных приложений для связи с веб-интерфейсами.

Появление блокчейн-технологий даёт принципиально новые возможности для развития электронного правительства (eGovernment). Предельная защищённость информации делает данные, занесённые в систему, достовернее любой бумаги с подписями и печатями.

Смарт-контракты позволяют автоматизировать операции с данными и задавать алгоритмы их выполнения согласно нормативным актам. Пока реализация этих задумок осложняется юридическими и другими аспектами. Но это вопрос времени. Например, правительство Дубая планирует внедрить блокчейн-технологии в государственный сектор к 2020 году.

Smart Transportation

Сектор охватывает большое количество различных технологий. Но наиболее интересна и перспективна сфера развития транспортных и грузовых перевозок. Проекты находятся в масштабной стадии прототипа и нигде в мире ещё не применяются на практике. Ниже представлено несколько флагманов направления.

1. Hyperloop One

Пожалуй, самый известный и популярный пример в нише. Hyperloop One — проект скоростного вакуумного поезда. Для передвижения алюминиевых капсул по трубопроводу планируется использовать магниты и мощные вентиляторы.

Сейчас проект находится в стадии работающего прототипа. Ожидается, что в 2020 году он будет протестирован на грузоперевозках. Обслуживание пассажиров начнется в 2022 году.

Hyperloop One, по данным CrunchBase, привлек инвестиций на сумму более $141 млн. Сама же компания планирует к 2020 году владеть 10% долей мирового рынка наземных пассажирских и грузоперевозок — это примерно $300 млрд.

2. Доставка дронами

Пионер в транспортировке дронами — это Amazon с проектом Prime Air. Идея такой доставки в её полной автономии — дроном управляет интегрированная электроника. Максимальная масса груза сегодня — 2,4 килограмма. Проект находится в стадии тестирования пилота.

Технология воздушной доставки сталкивается с ограничениями из-за правил воздушного передвижения, проблемами использования в густонаселенных районах и потенциальных несанкционированных «перехватах» дронов. Несмотря на это, по прогнозам DHL, в ближайшие пять лет сфера будет активно развиваться.

Суммы инвестиций в Prime Air неизвестны. В 2016 году, по данным Quora, только на операционные расходы потрачено около $7 млн. В России перевозки грузов дронами планируют легализовать к 2019 году.

3. Tube logistics

Большое направление в развитии логистики — трубопроводные или туннельные перевозки. По прогнозам DHL, проекты этого сектора будут реализованы в ближайшие пять лет или немногим позже.

Cargo Sous Terrain — швейцарский проект подземной сети для транспортировки грузов. Система будет работать от возобновляемых источников. Проект планируется реализовать к 2040 году. В сентябре 2017 года стартап привлёк около $25 млн для реализации пилотного проекта по маршруту Нидербипп — Херкинген — Цюрих. В числе основных инвесторов крупнейшие швейцарские ритейлеры Coop и Migros.

CargoCap — немецкая система туннельной перевозки. Планируется использование в ритейле. Пока находится в состоянии испытаний прототипа. Команда пытается привлечь инвестиции, сумма не разглашается.

Maxitube — российский проект в нише tube logistics находится в стадии работающего прототипа. Стартап разрабатывает доставку по трубопроводным магистралям с использованием электрических роботизированных тележек — закрытых пассивных капсул-контейнеров.

Ориентирован на разные секторы: b2b, b2c и p2p. Система организует логистическую цепь, которая объединяет малый бизнес (кафе, рестораны, аптеки, отели) с более крупными структурами (складские комплексы, гипермаркеты, банки, больницы). Позволяет перевозить грузы по пять-семь килограмм на любые расстояния.

Чего стоит ожидать

Концепция Smart City очень привлекательна как для создания новых городов, так и для интеграции в уже существующие. Многие технологии достаточно сложны сами по себе, но их просто интегрировать, они массово применяются в проектах.

Проблемной для решения остаётся задача построения транспортной системы. Отказаться от обычного транспорта полностью невозможно: ограничения в использовании не приводят к должному эффекту, экологичные варианты автомобилей пока не получили широкого использования и им всё равно нужны традиционные дороги.

Всё это говорит о том, что нужно кардинально изменить подход к вопросу. И именно туннельные перевозки смогут эффективно и рационально его решить. Аналитики Navigant Research прогнозируют, что к 2023 году интеллектуальные транспортные и логистические системы привлекут наиболее крупные инвестиции среди выделенных пяти секторов «умного» города.

Источник:
 
Сверху Снизу