Im Konzept einer intelligenten Stadt ist die übliche Infrastruktur für Wohnen, kommunale Dienste und Leben mit modernen Sensoren, Controllern und Videokameras ausgestattet, die an Breitbandnetze angeschlossen und in eine Plattform zum Sammeln und Verarbeiten von Daten integriert sind. Alle diese Daten werden analysiert und ermöglichen es, ein neues Maß an Effizienz und Optimierung der Arbeit von städtischen Diensten und lokalen Unternehmen zu erreichen, unabhängig davon, ob es sich um Ressourcenausgaben oder um die Steuerung der Passagierströme handelt.
Theoretisch sieht alles einfach aus, aber tatsächlich müssen sich diejenigen, die die Ideologie einer intelligenten Stadt entwickeln, mit vielen Hindernissen auseinandersetzen, die sowohl für große IT-Projekte typisch sind als auch für Einzelpersonen, beispielsweise für Wohnraum und kommunale Dienstleistungen. Dies erschwert den Prozess erheblich.
Vor einiger Zeit haben wir unsere Vision einer Smart City vorgestellt - das Smart / Safe City-Konzept. Unter dem Schnitt - ein detaillierter Blick aus Sicht von Geschäftsleuten und technischen Experten.
Ideen und Komponenten
Das Konzept einer Smart City (Smart / Safe City) umfasst Komponenten aus verschiedenen Lebensbereichen, deren Verbraucher sowohl Unternehmens- und Regierungsorganisationen als auch Stadtbewohner selbst sind. Bevor wir über die Details der Idee sprechen, gehen wir die Hauptkomponenten durch.
Intelligenter Transport
In Großstädten sind wir es gewohnt, intelligente Stauanalysen und Routenplanungsdienste einzusetzen. Grundlage solcher Dienste ist die Erhebung und Verarbeitung von Daten über die Bewegungen von Fahrzeugen innerhalb des Straßennetzes. Das Konzept des intelligenten Verkehrs ist jedoch viel umfassender. Durch die Ausstattung von Fahrzeugen mit Standort- und Geschwindigkeitssensoren sowie Videoüberwachungskameras können Sie eine Vielzahl von Problemen lösen, von der Sicherheit bis zum Logistikmanagement: Mit Sensoren können Sie verstehen, wo sich das Auto befindet, was es tut und wie es seine zukünftige Route planen kann.
Was intelligentes Transportwesen für Wirtschaft und Stadtwirtschaft bedeuten kann:
- Stadtverkehrsmanagement;
- Arbeit von Serviceflotten und Taxiflotten.
Ein gutes Beispiel für das Konzept ist eine unserer Lösungen für den chinesischen Markt. In Zusammenarbeit mit mehreren Herstellern werden Fahrzeuge direkt auf dem Förderband mit der notwendigen Ausrüstung ausgestattet, um nach der Freigabe in das Transportmanagementsystem integriert zu werden. Dieses System wurde übrigens auch in Chisinau eingeführt.
Die Entwicklung der Ideen des intelligenten Verkehrs wird zur Entstehung eines vollwertigen Autopiloten für Privatwagen und damit zum Abgang des Fahrerberufs in der Vergangenheit führen. Auf dem Weg dorthin müssen jedoch viele technologische und rechtliche Probleme gelöst werden. Ob dies im nächsten Jahrzehnt (und insbesondere in Russland) geschehen wird, ist nicht klar.
Sicherheit und Polizei
Eines der beliebtesten und am weitesten entwickelten Szenarien einer intelligenten Stadt ist heute die Sicherheit (im Kontext der Kriminalprävention).
Die Straßen von Städten auf der ganzen Welt sind mit Videoüberwachungskameras ausgestattet, die an ein einziges System zum Sammeln und Verarbeiten von Informationen angeschlossen sind, wodurch das Ausmaß der Straftaten verringert wird. Das Beispiel Kenia verdeutlicht die Aussichten dieses Konzepts, bei dem mit dem Einsatz moderner Kommunikationsnetze und der Umsetzung des Safe City-Projekts die Kriminalitätsrate im Land allein im Jahr 2015 im Durchschnitt um 46% gesunken ist.
Die Videoüberwachung ist jedoch nur die Spitze des Eisbergs. Intelligente Polizei ist ein Versuch, den üblichen Dienst angesichts der wachsenden Bevölkerungsdichte in ein wirksameres Strafverfolgungsinstrument umzuwandeln. Es gibt eine riesige Schicht von Technologien, die der durchschnittliche Benutzer einfach nicht bemerkt. Zusätzlich zum Videoüberwachungssystem selbst kann dies Folgendes umfassen:
- neue Kommunikationsinstrumente, um schnell Informationen über Vorfälle zu erhalten;
- moderne Notfallwarnsysteme für Mitarbeiter und Öffentlichkeit;
- Ausrüstung (Roboter-Pioniere, Drohnen usw.), mit der Sie Personen ersetzen können, wenn Sie gefährliche Aufgaben lösen oder die Suche und andere Aktivitäten verbessern;
- Datenerfassungstools, die als Beweisgrundlage verwendet werden können (Audioaufzeichnung usw.);
- Analysesysteme für alle Arten von Daten, mit denen atypisches Verhalten von Personen oder Fehlfunktionen der Infrastruktur frühzeitig erkannt werden können.
Natürlich ist der Übergang zur intelligenten Polizei auch eine soziale Transformation, die es der Gemeinde ermöglicht, sich an der Aufrechterhaltung der Ordnung zu beteiligen.
In Zukunft impliziert das Konzept der intelligenten Polizei die Schaffung von Situationszentren, in denen alle von der Infrastruktur einer intelligenten Stadt gesammelten Informationen, insbesondere von kritischen Punkten aus, gesammelt werden. Bei Betrachtung der gesamten Situation können Rettungsdienste Entscheidungen schneller treffen.
Auf lange Sicht sollten sichere Stadtprojekte die Straßenkriminalität aufheben, da es völlig sinnlos ist, Handtaschen zu stehlen, wenn der Angreifer 10 Minuten nach dem Diebstahl festgenommen wird, indem Videoaufzeichnungen von Überwachungskameras in der Vorfallzone analysiert und die Route des Verbrechers durch die Kameras benachbarter Straßen verfolgt werden.
Intelligenter Ressourcenverbrauch
Eine genaue Abrechnung der verbrauchten Ressourcen ermöglicht es Ihnen natürlich, die Last zu verwalten oder zu sparen.
Obwohl die Durchflussmesser verschiedener Ressourcen schon lange in diesem Bereich eingeführt wurden, befindet sich die Implementierung intelligenter Systeme in einem Anfangsstadium, sozusagen bis zum Erreichen von „Level 0“. Es ist nicht nur notwendig, Sensoren in allen Bereichen des Wohnungsbaus und der kommunalen Dienste einzuführen, sondern auch Daten auf einer einzigen Plattform für die zentrale Verwaltung zu sammeln. Auf nationaler Ebene ist dies eine Aufgabe für Jahre und Milliarden von Dollar an Budgets.
Es gibt Beispiele für Städte auf der Welt, die aktiv den Verbrauch intelligenter Ressourcen einführen. Insbesondere hat Barcelona eine automatische Straßenbeleuchtungssteuerung implementiert, die die Tageszeit und die Wetterbedingungen berücksichtigt. Angesichts der günstigen klimatischen Bedingungen (und der schwerwiegenden Probleme mit der Luftverschmutzung in Städten) wird hier aktiv Sonnenenergie genutzt - zum Erhitzen von Wasser in Gebäuden sowie zur Bereitstellung interaktiver Anzeigen für Haltestellen des öffentlichen Verkehrs. Unter Beteiligung der Stadt wird die modulare Open-Source-Plattform Sentilo entwickelt, die Informationen von Zählern sammelt und analysiert, um grundlegende Ressourcen, Wettersensoren, Umgebungsgeräusche usw. zu verbrauchen. (Das System arbeitet seit mehr als drei Jahren. Seine Arbeit kann auf der offiziellen Website
sentilo.io ausgewertet werden.) 2015 wurde Barcelona
mit dem Titel „Die intelligenteste Stadt der Welt“ ausgezeichnet.
Ein weiteres Beispiel ist die chinesische Stadt Shenzhen (die IT-Hauptstadt Chinas), in der das Stadtwasser basierend auf unserem Smart-City-System mit Sensoren ausgestattet wurde. Insgesamt verfügt das System über rund zwei Millionen Sensoren, die Informationen von verschiedenen Punkten sammeln und eine Echtzeitsteuerung der Situation mit Wasserversorgung ermöglichen.
Andere Bereiche
Intelligente Bildung und Gesundheitsversorgung (sowie ein weiterer Bereich - Massenveranstaltungen und Tourismus) ermöglichen nicht nur das Sparen, sondern auch die Verbesserung der Lebensqualität in der Stadt.
Breitbandnetze bieten die Möglichkeit, das Publikum, das einen bestimmten Schulungskurs hört, erheblich zu erweitern. Dafür sind Bildungseinrichtungen mit elektronischen Tafeln und Kameras sowie Fernpräsenzsystemen ausgestattet. Auf verschiedenen Bildungsebenen können wir so verschiedene Probleme lösen - von der obligatorischen Sekundarschulbildung für Menschen mit eingeschränkter Mobilität bis zur Fernhochschulbildung an den führenden Universitäten des Landes.
Ähnliche Systeme in der Medizin, beispielsweise in Form eines mobilen Wagens mit Diagnosegeräten, einem Computer, einer Videokamera usw., ermöglichen die Versorgung von Patienten in Krankenhäusern am Stadtrand oder in den Regionen auf Anraten qualifizierterer Spezialisten des Zentrums.
Es ist erwähnenswert, dass die Trennung der Branchen in dieser Liste sehr willkürlich ist. An der Kreuzung werden viele Aufgaben gelöst, zum Beispiel Ressourcenanalyse und Logistik. Ein gutes Beispiel für ein solches Projekt ist die intelligente Müllabfuhr in der Dubai Silicon Oasis (der freien Wirtschaftszone in Dubai, in der Smart-City-Technologien aktiv eingeführt werden).
Routen von Autos, die den Müll entsorgen, sind nicht planmäßig geplant, sondern berücksichtigen die Messwerte der Sensoren zum Auffüllen der Müllcontainer, die in Echtzeit am Brennpunkt ankommen.
Darüber hinaus gibt es Ideen, die selbst Lösungen aus verschiedenen Bereichen sammeln. Zum Beispiel intelligente Bürogebäude, die Teil einer intelligenten Stadt sind. Smart Building führt die Buchhaltung und das intelligente Management des Verbrauchs grundlegender Ressourcen auf eigener Ebene ein, was sich letztendlich auf die Effizienz der "Arbeit" der Systeme der gesamten Stadt auswirkt.
Implementierungsprobleme
Aus geschäftlicher Sicht gibt es mehrere schwerwiegende Hindernisse für die Entwicklung realer Projekte im Rahmen des Konzepts einer intelligenten Stadt, deren Beseitigung noch zu tun ist.
Barriere 1: obskure Wirtschaft
Die einzelnen Komponenten einer Smart City haben sich seit langem in verschiedenen Städten entwickelt. Es gibt jedoch nicht so viele gut entwickelte Geschäftsmodelle, die es geschafft haben, ihre Wirksamkeit speziell für das Geschäft zu beweisen.
Der größte Stolperstein ist die Amortisationszeit von Projekten. Unternehmen brauchen Marktstrategien, die in den nächsten fünf Jahren Gewinn bringen (in Russland unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Situation - für drei Jahre), und eine intelligente Stadt ist eine Investition in weiter entfernte Perspektiven. Und die Inkonsistenz von Geschäftsfällen ist eine ernsthafte Bremse für die Entwicklung einer intelligenten Stadt. Dies ist einer der Hauptfaktoren, aufgrund derer sich Smart Cities nicht so aktiv entwickeln, wie sie könnten.
Bisher umfasst die überwiegende Mehrheit der Projekte auf der Welt Haushaltsmittel (und damit eine nationale Aufgabe) als obligatorische Komponente, dh wir sprechen über die strategische Entwicklung der Infrastruktur.
Zum Beispiel in der Tschechischen Republik gebaut intelligente Beleuchtung entlang der Straßen. Das Projekt wurde von Unternehmen initiiert und ausgezahlt. Eine der Hauptkomponenten war jedoch der Austausch von Beleuchtungslampen. Und solche Aufgaben werden in der Regel von den Kommunen auf eigene Kosten wahrgenommen.
Barriere 2: Schwierigkeiten bei der Replikation
Es scheint, dass ein Geschäftsmodell auf den Erfahrungen von Kollegen aus anderen Städten aufbauen kann. Es gibt viele Beispiele, wie die oben erwähnte Tschechische Republik. Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, dass sie schlecht repliziert werden. Ein Analogon zum tschechischen Projekt in Russland wird sich höchstwahrscheinlich nicht auszahlen, da wir völlig unterschiedliche Bedingungen für die Stromversorgung, die Strompreise und den Umfang des Straßennetzes haben.
Übrigens sind in Russland die Kosten für Grundressourcen im Vergleich zu anderen Ländern der Welt relativ niedrig, was sich in einer etwas anderen Wirtschaft von Sparprojekten niederschlägt. Dies ist teilweise der Grund, warum das Konzept einer intelligenten Stadt andererseits beginnt - mit Sicherheit. Ja, St. Petersburg und Moskau sind bis zu einem gewissen Grad bereits mit Videoüberwachungskameras ausgestattet. Aber in mehr als einer Million Städten und insbesondere in den Regionen ist die Situation mit ihnen viel schlimmer.
Daher besteht die erste Aufgabe darin, das Sicherheitsniveau in Städten offensichtlich durch die Einführung von Videoaufzeichnungssystemen und Videoanalysen zu erhöhen, die automatisch einen großen Teil der Straßenverbrechen abschneiden. In unserer Realität ist dies der verständlichste Fall: Es ist klar, wie man es benutzt und warum es benötigt wird, es ist einfacher, die Kosten zu rechtfertigen.
Im Allgemeinen ist die lokale Spezifität für ein Smart-City-Projekt äußerst wichtig, da in jeder Stadt der Welt Menschen anders denken, unterschiedliche Bedürfnisse und Probleme haben.
Barriere 3: Informationssicherheit
Das Thema Sicherheit des Smart-City-Systems selbst bedarf einer gesonderten Erwähnung. Schließlich kann jeder intelligente Sensor oder jedes Gerät zu einem Einstiegspunkt für Angreifer werden. Die Sensorsoftware kann so geändert werden, dass bei „Löchern“ im Sicherheitssystem völlig andere Aufgaben ausgeführt werden. Ein Beispiel ist das Hacken von Überwachungskameras, mit denen dann leistungsstarke DDoS-Angriffe ausgeführt werden. Bisher hat die Anzahl solcher Fälle jedoch nicht genügend „kritische Masse“ erreicht, so dass die Öffentlichkeit ernsthaft über dieses Thema besorgt ist.
Es ist wichtig, dass im Kontext einer intelligenten Stadt die Sicherheit von Systemen eine völlig andere Bedeutung erhält. Es reicht nicht aus, eine endliche Menge von Punkten zu kontrollieren - es gibt zu viele davon. Ja, Hersteller integrieren bereits Funktionen in Bezug auf Verschlüsselung, Schutz vor unbefugtem Zugriff usw. Aber hier brauchen wir einen grundlegend anderen Ansatz. Und im Moment gibt es kein umfassendes Konzept, das diese unterschiedlichen Komponenten zusammenbringt. Alles, was implementiert wird, sind Versuche, bestehende Methoden zur Gewährleistung der Informationssicherheit einzuführen, um ein grundlegend neues Problem zu lösen. Und das ist alles andere als der beste Ansatz.
Barriere 4: Vermächtnis
In der Regel werden Smart-City-Projekte im Rahmen der Modernisierung städtischer Systeme entwickelt, deren Tiefe von der verfügbaren Infrastruktur und den aktuellen Anforderungen abhängt. Manchmal beinhalten solche Projekte den Bau neuer Segmente von Grund auf neu, aber die Notwendigkeit, die verbleibende veraltete Infrastruktur zu unterstützen, erschwert die Situation fast immer.
Wie bei jedem großen IT-Projekt muss man sich beim Aufbau einer intelligenten Stadt mit einer Infrastruktur befassen, deren Ressourcen noch nicht erschöpft sind (d. H. Es gibt keinen direkten Grund, sie zu ersetzen). Und dies sind nicht nur technologisch veraltete städtische Systeme, bei denen keine Sensoren und keine Automatisierung installiert werden müssen. Die zuvor eingeführte „intelligente“ Infrastruktur, die sich jetzt nicht in komplexe Systeme integrieren lässt oder deren Integration zu kostspielig ist, trägt zu ihrem Beitrag bei.
Huawei-Konzept
Der Aufbau einer intelligenten Stadt ist ein großes IT-Projekt. Wie jedes IT-Projekt benötigt es ein allgemeines Konzept, einschließlich einer Beschreibung der Infrastruktur auf verschiedenen Ebenen, von Endgeräten (Sensoren) bis zur Mitte des Systems - eine Plattform zum Sammeln und Analysieren von Daten sowie Benutzeranwendungen, die die Interaktion mit einer Smart City ermöglichen.
Wenn wir das gesamte Projekt einer Smart City in Form einer Pyramide präsentieren, wobei die Basisebene die Endgeräte (Sensoren) und die oberste die Benutzeranwendungen sind, stellen wir als Infrastrukturunternehmen das Funktionieren der gesamten Mitte dieser Pyramide sicher. Mit anderen Worten, unsere Smart City-Lösungen umfassen verschiedene Arten von Netzwerken, eine Aggregations- und Datenverarbeitungsplattform sowie verschiedene Arten von Speichersystemen.
Jede Ebene verfügt über ein gewisses Maß an Flexibilität, wodurch eines der genannten Hindernisse abgebaut werden kann - beispielsweise Probleme bei der Vererbung von Systemen, deren Ressourcen noch nicht erschöpft sind.
Theoretisch kann eine der Smart City von Huawei ähnliche Lösung auf der Basis offener Komponenten oder Komponenten von Drittanbietern erstellt werden. Hier müssen Sie jedoch dem Thema Arbeitskosten (Kosten) sowie der anschließenden Unterstützung der Lösung zusätzliche Aufmerksamkeit widmen. Schließlich muss die entwickelte Infrastruktur nicht nur bereitgestellt, sondern auch zu einem funktionierenden Werkzeug werden. Nach den Erfahrungen anderer Branchen, in denen große IT-Lösungen eingeführt werden, leben Open Source-Projekte genau so lange, bis ernsthafte industrielle Wettbewerber hinzukommen.
Aggregations- und Datenanalyseplattform
Das Herzstück des Systems ist die Mediation-Aggregation- und Datenverarbeitungsplattform von OceanConnect mit Millionen von Endgeräten.
Zu seinen Aufgaben gehören das Sammeln von Messwerten von einer großen Anzahl von Endgeräten, deren Analyse und Speicherung in einem auf Hadoop basierenden verteilten Speicher.
Die Plattform kann als Teil eines Cloud-Dienstes oder in einer lokalen Infrastruktur mit verschiedenen Hardwaretypen bereitgestellt werden. Natürlich haben wir unsere eigene Serverhardware für solche Systeme, aber im Prinzip kann sie auf jeder geeigneten Hardware bereitgestellt werden.
Netzwerkinfrastruktur
Infrastruktur Huawei unterstützt eine Reihe allgemein anerkannter Kommunikationsstandards und -protokolle für die Interaktion mit Sensoren. Insbesondere für die meisten modernen IT-Protokolle werden Konnektoren bereitgestellt. Insgesamt sind bereits mehr als 170 Schnittstellen integriert, und mit dem offenen SDK können Sie bei Bedarf neue hinzufügen.
Die Hardwarekomponente der Lösung wird für ein bestimmtes Projekt ausgewählt. Huawei selbst verfügt über eine ganze Klasse eigener DCP-Lösungen (Entwicklung von Huawei AR mit integrierten IoT-Standards und -Protokollen). Es können jedoch auch Produkte von Drittanbietern verwendet werden.
Endgeräte
Für alle Arten von Sensoren, Terminals und Controllern bieten wir unseren eigenen Chipsatz und unser eigenes Kommunikationsmodul sowie das LiteOS-Betriebssystem an, das auf Linux-Basis erstellt wurde und sich auf IoT konzentriert. Wir überlassen die Endmontage, die Herstellung des Gehäuses und die Vorbereitung des Stromversorgungskreises sowie die Softwareentwicklung auf der Grundlage des offiziellen SDK den lokalen Partnern.
Anwendungen beenden
Auf der Anwendungsseite verfügt OceanConnect über eine offene API für die Interaktion mit externen Systemen.
Wir betreten den Anwendungsmarkt zunächst nicht und sind der Ansicht, dass es für einen globalen Hersteller sinnlos ist, mit lokalen Akteuren zu konkurrieren, um die lokalen Besonderheiten zu verstehen, die für die Verbreitung der Ideen einer intelligenten Stadt so wichtig sind. Das lokale Unternehmen wird besser zurechtkommen und seine Systeme schneller an diese Anforderungen anpassen. Daher versucht Huawei in diesem Teil, mit lokalen Partnern zusammenzuarbeiten. Damit wird eine weitere Barriere beseitigt - die Abrechnung durch lokale Partner.
Schau in die Zukunft
Intelligente Städte sagen eine große Zukunft voraus. Wenn es darum geht, ist es jedoch noch nicht klar. Technologisch ist alles dafür bereit: Es gibt Big-Data-Analysetools, geeignete Serverausrüstung, Sensoren, die zehn Jahre lang arbeiten können, ohne den Akku aufzuladen, und die entsprechenden Kommunikationsstandards.
Diesem Markt mangelt es jedoch an technologischer Stabilität - der endgültigen Wahl dominanter Standards und der Bildung von Geschäftsmodellen, wenn klar wird, wie Sie hier arbeiten und verdienen können.Ein ähnlicher Prozess haben wir vor einigen Jahrzehnten auf dem Mobilfunkmarkt beobachtet. Damals gab es neben GSM noch viele Standards, aber jetzt sind alle entweder weggegangen oder besetzen bestimmte nicht wesentliche Nischen. Auf dem Massenmarkt gewann GSM einen bedingungslosen Sieg. Ein ähnlicher Prozess wartet auf den IoT-Sektor. Früher oder später wird alles einem oder mehreren gemeinsamen Standards entsprechen und das Geschäftsmodell, nach dem der Markt funktionieren wird, wird klar.Wie wir bereits geschrieben haben, muss ein Unternehmen die finanziellen Aussichten verstehen, damit es sich für eine intelligente Stadt interessiert. In der Zwischenzeit hat sich der Markt nicht beruhigt, und viele wollen nicht die Ersten sein - da es die Pioniere sind, die normalerweise nicht nur den Hauptgewinn, sondern auch viele ungelöste Probleme erzielen (und nicht die Tatsache, dass der Gewinn letztendlich die Suche nach Lösungen abdeckt). Ein weiterer Faktor erlaubt es jedoch nicht, dieses Projekt überhaupt zu verschieben - das fortschreitende Wachstum der Urbanisierung auf der ganzen Welt. Städte werden nicht nur zu wirtschaftlichen und kulturellen Zentren, sondern auch zu den Hauptquellen des BIP.Das Wachstum der städtischen Ballungsräume und die damit verbundenen Probleme der Überbevölkerung zwingen Kunden auf der ganzen Welt, verschiedene High-Tech-Lösungen auszuprobieren. Und als Reaktion auf diese nach wie vor geringe Nachfrage fördern Anbieter aktiv ihre Visionen des Konzepts der intelligenten Städte, an dem wir aktiv beteiligt sind.