في مفهوم المدينة الذكية ، تم تجهيز البنية التحتية المعتادة للإسكان والخدمات المجتمعية والحياة بأجهزة استشعار حديثة ووحدات تحكم وكاميرات فيديو ، متصلة بشبكات النطاق العريض ومتكاملة مع منصة لجمع ومعالجة البيانات. يتم تحليل جميع هذه البيانات والسماح بتحقيق مستوى جديد من الكفاءة والاستفادة المثلى من عمل خدمات المدينة والشركات المحلية ، سواء كان ذلك في إنفاق الموارد أو إدارة تدفقات الركاب.
من الناحية النظرية ، يبدو كل شيء بسيطًا ، ولكن في الواقع ، يجب على أولئك الذين يطورون إيديولوجية المدينة الذكية التعامل مع الكثير من الحواجز ، سواء النموذجية لمشاريع تكنولوجيا المعلومات الكبيرة ، أو الأفراد ، على سبيل المثال ، للخدمات السكنية والمجتمعية. وهذا يعقد العملية بشكل خطير.
منذ بعض الوقت ، قدمنا رؤيتنا للمدينة الذكية - مفهوم المدينة الذكية / الآمنة. تحت الخفض - نظرة مفصلة عليه من منظور رجال الأعمال والخبراء الفنيين.
أفكار ومكونات
يشمل مفهوم المدينة الذكية (المدينة الذكية / الآمنة) مكونات من مجموعة متنوعة من مجالات الحياة ، والمستهلكين هم من المؤسسات التجارية والحكومية ، وكذلك سكان المناطق الحضرية أنفسهم. وقبل الحديث عن تفاصيل الفكرة ، لنستعرض مكوناتها الرئيسية.
النقل الذكي
في المدن الكبيرة ، اعتدنا على استخدام تحليل ازدحام المرور الذكي وخدمات تخطيط الطرق. أساس هذه الخدمات هو جمع ومعالجة البيانات عن تحركات المركبات داخل شبكة الطرق. لكن مفهوم النقل الذكي أوسع بكثير. يتيح لك تجهيز المركبات بمستشعرات الموقع والسرعة ، بالإضافة إلى كاميرات المراقبة بالفيديو ، حل مجموعة متنوعة من المشكلات ، بدءًا من الأمان إلى الإدارة اللوجستية: تسمح لك المستشعرات بفهم مكان السيارة ، وما تفعله وكيف يمكنها تخطيط مسارها المستقبلي.
ما يمكن أن يوفره النقل الذكي للأعمال واقتصاد المدينة:
- إدارة حركة المرور في المناطق الحضرية ؛
- عمل أساطيل الخدمة وأساطيل سيارات الأجرة.
مثال جيد على المفهوم هو أحد حلولنا للسوق الصينية. بالشراكة مع العديد من الشركات المصنعة ، تم تجهيز المركبات مباشرة على الناقل بالمعدات اللازمة للاندماج في نظام إدارة النقل بعد الإطلاق. بالمناسبة ، تم إطلاق هذا النظام أيضًا في كيشيناو.
سيؤدي تطوير أفكار النقل الذكي إلى ظهور طيار آلي كامل للسيارات الخاصة ، وبالتالي ، إلى مغادرة مهنة السائق في الماضي. ومع ذلك ، يجب حل الكثير من القضايا التكنولوجية والقانونية في طريقها إلى ذلك ، لذلك ليس من الواضح ما إذا كان هذا سيحدث في العقد المقبل (وخاصة في روسيا).
الأمن والشرطة
يعد الأمن (في سياق منع الجريمة) من أكثر السيناريوهات شعبية وتطوراً للمدينة الذكية اليوم.
تم تجهيز شوارع المدن حول العالم بكاميرات مراقبة بالفيديو متصلة بنظام واحد لجمع ومعالجة المعلومات ، مما يقلل من حجم الجرائم. يوضح مثال كينيا بشكل جيد احتمالات هذا المفهوم ، حيث مع نشر شبكات الاتصالات الحديثة وتنفيذ مشروع المدينة الآمنة ، انخفض معدل الجريمة في البلاد في المتوسط لعام 2015 وحده بنسبة 46٪.
ومع ذلك ، المراقبة بالفيديو ليست سوى غيض من فيض. الشرطة الذكية هي محاولة لتحويل الخدمة المعتادة إلى أداة أكثر فعالية لإنفاذ القانون في سياق الكثافة السكانية المتزايدة. هناك طبقة ضخمة من التقنيات التي لا يلاحظها المستخدم العادي. بالإضافة إلى نظام المراقبة بالفيديو نفسه ، قد يشمل ذلك:
- أدوات اتصال جديدة لتلقي المعلومات بسرعة حول الحوادث ؛
- أنظمة إنذار الطوارئ الحديثة للموظفين والجمهور ؛
- المعدات (أجهزة الروبوت الآلية ، والطائرات بدون طيار ، وما إلى ذلك) التي تتيح لك استبدال الأشخاص عند حل المهام الخطرة أو تحسين البحث والأنشطة الأخرى ؛
- أدوات جمع البيانات التي يمكن استخدامها كقاعدة أدلة (التسجيل الصوتي ، وما إلى ذلك) ؛
- أنظمة تحليل جميع أنواع البيانات ، مما يسمح بتحديد السلوك غير النمطي للناس أو خلل في البنية التحتية في مرحلة مبكرة.
بالطبع ، يعد الانتقال إلى الشرطة الذكية أيضًا تحولًا اجتماعيًا يسمح للمجتمع بالمشاركة في الحفاظ على النظام.
في المستقبل ، ينطوي مفهوم الشرطة الذكية على إنشاء مراكز ظرفية حيث يتم جمع جميع المعلومات التي تم جمعها بواسطة البنية التحتية لمدن ذكية ، وخاصة من النقاط الحرجة. رؤية الوضع برمته ككل ، يمكن لخدمات الطوارئ اتخاذ القرارات بشكل أسرع.
على المدى الطويل ، يجب أن تلغي مشاريع المدن الآمنة جرائم الشوارع ، لأنه من غير المجدي تمامًا سرقة حقائب اليد إذا تم تحليل المهاجم عبر كاميرات الكاميرا في الشوارع المجاورة بعد مرور 10 دقائق على السرقة ، من خلال تحليل سجلات كاميرات المراقبة في منطقة الحادث.
استهلاك الموارد الذكية
من الواضح أن المحاسبة الدقيقة للموارد المستهلكة تسمح لك بإدارة الحمل أو التوفير.
على الرغم من إدخال عدادات التدفق لمختلف الموارد لفترة طويلة ، في هذا المجال ، إذا جاز التعبير ، حتى تم تمرير "المستوى 0" - أي أن تنفيذ الأنظمة الذكية في مرحلة أولية. من الضروري ليس فقط إدخال أجهزة استشعار في جميع مجالات الإسكان والخدمات المجتمعية ، ولكن أيضًا لجمع البيانات في منصة واحدة للإدارة المركزية. على الصعيد الوطني ، هذه مهمة لسنوات ومليارات الدولارات في الميزانيات.
هناك أمثلة لمدن في العالم تقدم بنشاط استهلاك الموارد الذكية. على وجه الخصوص ، نفذت برشلونة التحكم الآلي في إنارة الشوارع ، مع مراعاة الوقت من اليوم والظروف الجوية. نظرًا للظروف المناخية المواتية (والمشكلات الخطيرة المتعلقة بتلوث الهواء الحضري) ، يتم استخدام الطاقة الشمسية بنشاط هنا - لتسخين المياه في المباني ، وكذلك لتوفير عروض تفاعلية لمحطات النقل العام. بمشاركة المدينة ، يتم تطوير منصة Sentilo المعيارية مفتوحة المصدر ، والتي تجمع وتحلل المعلومات من العدادات لاستهلاك الموارد الأساسية ، وأجهزة استشعار الطقس ، والضوضاء المحيطة ، وما إلى ذلك. (النظام يعمل منذ أكثر من ثلاث سنوات ، ويمكن تقييم عمله على الموقع الرسمي
sentilo.io ). في عام 2015 ،
حصلت برشلونة
على لقب "أذكى مدينة على وجه الأرض".
مثال آخر هو مدينة شنتشن الصينية (عاصمة تكنولوجيا المعلومات في الصين) ، حيث ، بناءً على نظام المدينة الذكية لدينا ، تم تجهيز مياه المدينة بأجهزة استشعار. في المجموع ، يحتوي النظام على حوالي مليوني مستشعر تجمع المعلومات من نقاط مختلفة وتسمح بالتحكم في الوقت الفعلي في الوضع مع إمدادات المياه.
مناطق أخرى
التعليم الذكي والرعاية الصحية (بالإضافة إلى منطقة أخرى - الأحداث الجماعية والسياحة) لا تسمح فقط بالتوفير ، ولكن أيضًا تحسين جودة الحياة في المدينة.
توفر شبكات النطاق العريض فرصة لتوسيع جمهور الاستماع بشكل كبير إلى دورة تدريبية معينة. لهذا ، تم تجهيز المؤسسات التعليمية بألواح إلكترونية وكاميرات وأنظمة حضور عن بعد. في مستويات مختلفة من التعليم ، يسمح لنا هذا بحل مشاكل مختلفة - من توفير التعليم الثانوي الإلزامي للأشخاص ذوي الحركة المحدودة إلى التعليم العالي عن بعد في الجامعات الرائدة في البلاد.
يمكن للأنظمة المماثلة في الطب ، على سبيل المثال ، على شكل عربة متنقلة مع أجهزة تشخيص ، وكمبيوتر ، وكاميرا فيديو ، وما إلى ذلك ، أن تخدم المرضى في المستشفيات في الضواحي أو في المناطق ، باستخدام نصيحة المزيد من المتخصصين المؤهلين من المركز.
تجدر الإشارة إلى أن فصل الصناعات في هذه القائمة تعسفي للغاية. يتم حل العديد من المهام عند التقاطع ، على سبيل المثال ، تحليل الموارد والخدمات اللوجستية. مثال جيد على هذا المشروع هو المجموعة الذكية من القمامة في واحة دبي للسيليكون (المنطقة الاقتصادية الحرة في دبي ، حيث يتم إدخال تقنيات المدينة الذكية بنشاط).
لا يتم تخطيط مسارات السيارات التي تخرج القمامة وفقًا للجدول الزمني ، ولكن مع مراعاة قراءات أجهزة الاستشعار لملء حاويات القمامة التي تصل إلى النقطة المحورية في الوقت الفعلي.
بالإضافة إلى ذلك ، هناك أفكار تجمع الحلول في حد ذاتها من عدة مجالات. على سبيل المثال ، مباني المكاتب الذكية التي تعد جزءًا من مدينة ذكية. يقدم المبنى الذكي المحاسبة والإدارة الذكية لاستهلاك الموارد الأساسية على مستواه الخاص ، مما يؤثر في النهاية على كفاءة "عمل" أنظمة المدينة بأكملها.
قضايا التنفيذ
من وجهة نظر الأعمال ، هناك العديد من الحواجز الخطيرة التي تحول دون تطوير المشاريع الحقيقية في إطار مفهوم المدينة الذكية ، والتي لا يزال يتعين القضاء عليها.
الحاجز 1: الاقتصاد الغامض
تم تطوير المكونات الفردية للمدينة الذكية في مدن مختلفة لفترة طويلة. ومع ذلك ، لا يوجد الكثير من نماذج الأعمال المتطورة التي تمكنت من إثبات فعاليتها على وجه التحديد للعمل.
حجر العثرة الرئيسي هو فترة الاسترداد للمشاريع. تحتاج الأعمال إلى استراتيجيات السوق التي ستجلب الربح في السنوات الخمس المقبلة (في روسيا ، مع مراعاة الوضع الاقتصادي - لمدة ثلاث سنوات) ، والمدينة الذكية هي استثمار في آفاق بعيدة. وعدم تناسق القضايا التجارية يشكل عقبة خطيرة أمام تطوير مدينة ذكية. هذا هو أحد العوامل الرئيسية التي لا تتطور المدن الذكية بنشاطها قدر الإمكان.
حتى الآن ، الغالبية العظمى من المشاريع في العالم تشمل أموال الميزانية (وبالتالي بعض المهام الوطنية) كمكون إلزامي ، أي أننا نتحدث عن التطوير الاستراتيجي للبنية التحتية.
على سبيل المثال ، قامت جمهورية التشيك ببناء إضاءة ذكية على طول الطرق. بدأ المشروع من قبل رجال الأعمال ودفع ثماره. لكن أحد مكوناته الرئيسية كان استبدال مصابيح الإضاءة. وهذه المهام ، كقاعدة عامة ، تقوم بها البلديات على نفقتها الخاصة.
الحاجز 2: صعوبات التكرار
يبدو أن نموذج الأعمال يمكن أن يبنى على تجربة الزملاء من مدن أخرى ، وهناك العديد من الأمثلة ، مثل جمهورية التشيك المذكورة أعلاه. لكن الصعوبة تكمن في ضعف تكرارها. من المرجح ألا يؤتي ثمارًا تناظريًا للمشروع التشيكي في روسيا ، لأن لدينا ظروفًا مختلفة تمامًا لإمدادات الكهرباء وأسعار الكهرباء وحجم شبكة الطرق.
بالمناسبة ، في روسيا تكلفة الموارد الأساسية بالنسبة لبلدان أخرى في العالم منخفضة نسبيًا ، مما يترجم إلى اقتصاد مختلف قليلاً لمشروعات الادخار. ولهذا السبب يبدأ مفهوم المدينة الذكية من ناحية أخرى - بالأمان. نعم ، سانت بطرسبرغ وموسكو ، إلى حد ما ، مجهزتان بالفعل بكاميرات المراقبة بالفيديو. ولكن في المدن الأخرى التي يزيد عدد سكانها عن مليون ، وخاصة في المناطق ، فإن الوضع معهم أسوأ بكثير.
لذلك ، تتمثل المهمة الأولى في زيادة مستوى الأمان في المدن ، من الواضح ، من خلال إدخال أنظمة تسجيل الفيديو وتحليلات الفيديو ، والتي تقطع تلقائيًا نسبة كبيرة من جرائم الشوارع. في واقعنا ، هذه هي الحالة الأكثر قابلية للفهم: من الواضح كيفية استخدامها ولماذا هناك حاجة إليها ، فمن الأسهل تبرير التكاليف.
بشكل عام ، الخصوصية المحلية مهمة للغاية لمشروع مدينة ذكية ، لأنه في كل مدينة في العالم يفكر الناس بشكل مختلف ، لديهم احتياجات ومشاكل مختلفة.
الحاجز 3: أمن المعلومات
تتطلب مسألة أمن نظام المدينة الذكية نفسها ذكرًا منفصلاً. بعد كل شيء ، يمكن أن يصبح كل مستشعر أو جهاز ذكي نقطة دخول للمهاجمين. يمكن تعديل برنامج المستشعر بحيث إذا كانت هناك "ثقوب" في نظام الأمان ، فإنه سيؤدي مهام مختلفة تمامًا. ومن الأمثلة على ذلك اختراق كاميرات المراقبة ، والتي يتم استخدامها بعد ذلك لتنفيذ هجمات DDoS قوية. ومع ذلك ، حتى الآن لم يكتسب عدد من مثل هذه الحالات "كتلة حرجة" كافية بحيث يشعر الجمهور بالقلق الشديد بشأن هذا الموضوع.
من المهم أنه في سياق المدينة الذكية ، يكون لأمن الأنظمة معنى مختلف تمامًا. لا يكفي التحكم في مجموعة محدودة من النقاط - فهناك الكثير منها. نعم ، يقوم المصنعون بالفعل بدمج الوظائف المتعلقة بالتشفير والحماية من الوصول غير المصرح به ، إلخ. ولكن هنا نحتاج إلى نهج مختلف جذريًا. وفي الوقت الحالي لا يوجد مفهوم شامل يجمع هذه المكونات المتباينة معًا. كل ما يتم تنفيذه هو محاولات لإدخال الأساليب الحالية لضمان أمن المعلومات لحل مشكلة جديدة بشكل أساسي. وهذا أبعد ما يكون عن أفضل نهج.
الحاجز 4: الإرث
كقاعدة ، يتم تطوير مشاريع المدن الذكية كجزء من تحديث الأنظمة الحضرية ، ويعتمد عمقها على البنية التحتية المتاحة والاحتياجات الحالية. في بعض الأحيان تتضمن مثل هذه المشاريع بناء قطاعات جديدة من الصفر ، ولكن الحاجة إلى دعم البنية التحتية القديمة المتبقية دائمًا ما تعقد الموقف.
كما هو الحال في أي مشروع كبير لتكنولوجيا المعلومات ، عند بناء مدينة ذكية ، يجب على المرء التعامل مع البنية التحتية التي لم تتمكن بعد من استنفاد مواردها (أي ليس هناك سبب مباشر لاستبدالها). وهذا ليس فقط أنظمة حضرية قديمة تكنولوجية لا تتضمن تركيب أجهزة استشعار وأتمتة. إن البنية التحتية "الذكية" التي تم تقديمها سابقًا ، والتي لا تتكامل الآن في الأنظمة المعقدة ، أو تكاملها مكلف للغاية ، تزيد من مساهمتها.
مفهوم هواوي
بناء مدينة ذكية هو مشروع كبير لتكنولوجيا المعلومات. مثل أي مشروع تكنولوجيا معلومات ، يحتاج إلى مفهوم عام ، بما في ذلك وصف للبنية التحتية على مستويات مختلفة ، من الأجهزة النهائية (أجهزة الاستشعار) إلى مركز النظام - منصة لجمع وتحليل البيانات ، بالإضافة إلى تطبيقات المستخدم التي توفر التفاعل مع مدينة ذكية.
إذا قدمنا المشروع الكامل للمدينة الذكية على شكل هرم ، حيث يكون المستوى الأساسي هو الأجهزة النهائية (المستشعرات) والأعلى هو تطبيقات المستخدم ، فإننا ، كشركة بنية أساسية ، نضمن عمل منتصف كامل هذا الهرم. بعبارة أخرى ، تشمل حلول المدن الذكية لدينا أنواعًا مختلفة من الشبكات ، ومنصة تجميع ومعالجة البيانات ، وأنواع مختلفة من أنظمة التخزين.
يتمتع كل مستوى بدرجة معينة من المرونة ، مما يسمح بتخفيض أحد الحواجز المذكورة - على سبيل المثال ، مشاكل في وراثة الأنظمة التي لم تستنفد مواردها بعد.
من الناحية النظرية ، يمكن بناء حل مشابه لمدينة Huawei الذكية على أساس المكونات المفتوحة أو الخارجية. ولكن هنا سيكون عليك إيلاء اهتمام إضافي لمسألة تكاليف العمالة (التكلفة) ، بالإضافة إلى الدعم اللاحق للحل. بعد كل شيء ، يجب ألا يتم نشر البنية التحتية المتطورة فحسب ، بل يجب أيضًا تحويلها إلى أداة عمل. وفقًا لتجربة الصناعات الأخرى حيث يتم تقديم حلول تقنية المعلومات الكبيرة ، تعيش مشاريع المصادر المفتوحة تمامًا حتى يأتي المنافسون الصناعيون الجادون.
منصة تجميع وتحليل البيانات
في قلب النظام هو منصة OceanConnect للوساطة - التجميع ومعالجة البيانات ، مع ملايين الأجهزة النهائية.
تشمل مهامها جمع القراءات من عدد كبير من الأجهزة النهائية ، وتحليلها وتخزينها في مخزن موزع على أساس Hadoop.
يمكن نشر النظام الأساسي كجزء من خدمة سحابية أو على بنية أساسية محلية باستخدام أنواع مختلفة من الأجهزة. بطبيعة الحال ، لدينا أجهزة الخادم الخاصة بنا لمثل هذه الأنظمة ، ولكن من حيث المبدأ يمكن نشرها على أي جهاز مناسب.
البنية التحتية للشبكة
البنية التحتية تدعم Huawei مجموعة من معايير وبروتوكولات الاتصال المعترف بها بشكل عام للتفاعل مع أجهزة الاستشعار. على وجه الخصوص ، بالنسبة لمعظم بروتوكولات تكنولوجيا المعلومات الحديثة ، فهي توفر موصلات. في المجموع ، تم دمج أكثر من 170 واجهة بالفعل ، وتسمح لك SDK المفتوحة بإضافة واجهات جديدة إذا لزم الأمر.
يتم اختيار مكون الأجهزة للحل لمشروع محدد ، تمتلك Huawei نفسها فئة كاملة من حلول DCP الخاصة بها (تطوير Huawei AR بمعايير وبروتوكولات إنترنت الأشياء المدمجة) ، ولكن يمكن أيضًا استخدام منتجات الطرف الثالث.
نهاية الأجهزة
لجميع أنواع المستشعرات ، والمحطات الطرفية ، ووحدات التحكم ، نقدم وحدة الشرائح والاتصالات الخاصة بنا ، بالإضافة إلى LiteOS OS ، التي تم إنشاؤها على أساس Linux وتركز على إنترنت الأشياء. نترك التجميع النهائي وإنتاج الحالة وإعداد دائرة إمداد الطاقة ، بالإضافة إلى تطوير البرامج استنادًا إلى SDK الرسمي للشركاء المحليين.
التطبيقات النهائية
على جانب التطبيق ، لدى OceanConnect واجهة برمجة تطبيقات مفتوحة للتفاعل مع الأنظمة الخارجية.
نحن لا ندخل في البداية إلى سوق التطبيقات ، معتبرين أنه من غير المجدي أن تتنافس شركة تصنيع عالمية مع اللاعبين المحليين في فهم التفاصيل المحلية المهمة جدًا في نشر أفكار المدينة الذكية. ستتعامل الأعمال المحلية بشكل أفضل وستتكيف أنظمتها مع هذه المتطلبات بشكل أسرع. لذلك ، في هذا الجزء ، تسعى Huawei إلى التعاون مع الشركاء المحليين. لذلك يتم إزالة حاجز آخر - المحاسبة من قبل الشركاء المحليين.
انظر إلى المستقبل
تتنبأ المدن الذكية بمستقبل عظيم. ومع ذلك ، عندما يتعلق الأمر ، لم يتضح بعد. من الناحية التكنولوجية ، كل شيء جاهز لذلك: هناك أدوات تحليل البيانات الضخمة ، ومعدات الخادم المناسبة ، وأجهزة الاستشعار القادرة على العمل لمدة عشر سنوات دون إعادة شحن البطارية ، ومعايير الاتصال المقابلة.
لكن هذه السوق تفتقر إلى الاستقرار التكنولوجي - الاختيار النهائي للمعايير السائدة وتشكيل نماذج الأعمال ، عندما يصبح من الواضح كيف يمكنك العمل والكسب هنا.عملية مماثلة لاحظناها منذ عقدين في سوق الهواتف الخلوية. ثم كانت هناك العديد من المعايير ، بالإضافة إلى GSM ، لكنها الآن إما غادرت ، أو احتلت بعض المنافذ غير الضرورية. في السوق الشامل ، حقق GSM انتصارا غير مشروط. وهناك عملية مماثلة تنتظر قطاع إنترنت الأشياء. عاجلاً أم آجلاً ، سيأتي كل شيء إلى معيار مشترك واحد أو أكثر وسيصبح نموذج العمل الذي ستعمل به السوق واضحًا.كما كتبنا بالفعل ، لكي تصبح الشركة مهتمة بالمدينة الذكية ، يجب أن تفهم التوقعات المالية. في غضون ذلك ، لم يستقر السوق ، ولا يرغب الكثيرون في أن يكونوا الأول - حيث أن الرواد هم الذين لا يحصلون عادةً على الربح الرئيسي فحسب ، بل أيضًا الكثير من المشاكل التي لم يتم حلها (وليس حقيقة أن الربح سيغطي في النهاية البحث عن حلول). ومع ذلك ، هناك عامل آخر لا يسمح بتأجيل هذا المشروع على الإطلاق - النمو التدريجي للتحضر في جميع أنحاء العالم. لم تصبح المدن مراكز اقتصادية وثقافية فحسب ، بل أصبحت أيضًا المصادر الرئيسية للناتج المحلي الإجمالي.إن نمو التجمعات الحضرية ومشاكل الاكتظاظ السكاني المرتبطة بها تجبر العملاء حول العالم على تجربة العديد من الحلول عالية التقنية. واستجابة لهذا الطلب الذي لا يزال منخفضًا ، يعمل البائعون بنشاط على تعزيز رؤاهم لمفهوم المدن الذكية ، التي نشارك فيها بنشاط.