No conceito de cidade inteligente, a infra-estrutura usual de habitação e serviços comunitários e de vida é equipada com sensores modernos, controladores e câmeras de vídeo, conectados a redes de banda larga e integrados a uma plataforma para coleta e processamento de dados. Todos esses dados são analisados e permitem alcançar um novo nível de eficiência e otimização do trabalho dos serviços da cidade e das empresas locais, seja o gasto de recursos ou o gerenciamento do fluxo de passageiros.
Em teoria, tudo parece simples, mas, de fato, aqueles que desenvolvem a ideologia de uma cidade inteligente precisam lidar com muitas barreiras, tanto típicas para grandes projetos de TI quanto individuais, por exemplo, para serviços de habitação e comunitários. E isso complica seriamente o processo.
Há algum tempo, apresentamos nossa visão de uma cidade inteligente - o conceito Cidade Inteligente / Segura. Sob o corte - um olhar detalhado sobre ele da perspectiva de especialistas em negócios e técnicos.
Ideias e componentes
O conceito de cidade inteligente (Cidade Inteligente / Segura) inclui componentes de várias áreas da vida, cujos consumidores são organizações empresariais e governamentais, bem como os próprios residentes urbanos. E antes de falar sobre os detalhes da ideia, vamos ver seus principais componentes.
Transporte inteligente
Nas grandes cidades, estamos acostumados a usar serviços inteligentes de análise de congestionamento de tráfego e planejamento de rotas. A base de tais serviços é a coleta e o processamento de dados sobre a circulação de veículos na rede rodoviária. Mas o conceito de transporte inteligente é muito mais amplo. Equipar os veículos com sensores de localização e velocidade, além de câmeras de vigilância por vídeo, permite solucionar diversos problemas, desde a segurança até o gerenciamento de logística: os sensores permitem entender onde o carro está, o que faz e como planejar sua rota futura.
O que o transporte inteligente pode dar aos negócios e à economia da cidade:
- gestão de tráfego urbano;
- frotas de serviço e frotas de táxi.
Um bom exemplo do conceito é uma das nossas soluções para o mercado chinês. Em parceria com vários fabricantes, os veículos diretamente no transportador são equipados com o equipamento necessário para integrar o sistema de gerenciamento de transporte após o lançamento. A propósito, este sistema também foi lançado em Chisinau.
O desenvolvimento das idéias de transporte inteligente levará ao surgimento de um piloto automático completo para carros particulares e, consequentemente, à saída da profissão de motorista no passado. No entanto, muitas questões tecnológicas e legais precisam ser resolvidas no caminho para isso, portanto, se isso acontecerá na próxima década (e especialmente na Rússia) não está claro.
Segurança e Polícia
Um dos cenários mais populares e bem desenvolvidos de uma cidade inteligente hoje é a segurança (no contexto da prevenção ao crime).
As ruas das cidades ao redor do mundo estão equipadas com câmeras de vigilância por vídeo conectadas a um único sistema para coletar e processar informações, o que reduz o volume de crimes. O exemplo do Quênia ilustra bem as perspectivas desse conceito, onde, como a implantação de redes de comunicação modernas e a implementação do projeto Cidade Segura, a taxa de criminalidade no país, em média, somente em 2015, caiu 46%.
No entanto, a videovigilância é apenas a ponta do iceberg. A polícia inteligente é uma tentativa de transformar o serviço usual em uma ferramenta de aplicação da lei mais eficaz no contexto da crescente densidade populacional. Há uma enorme camada de tecnologias que o usuário médio simplesmente não percebe. Além do próprio sistema de vigilância por vídeo, isso pode incluir:
- novas ferramentas de comunicação para receber rapidamente informações sobre incidentes;
- sistemas modernos de alerta de emergência para funcionários e público;
- equipamento (sapadores robóticos, drones, etc.) que permite substituir pessoas ao resolver tarefas perigosas ou melhorar a pesquisa e outras atividades;
- ferramentas de coleta de dados que podem ser usadas como base de evidências (gravação de áudio etc.);
- sistemas de análise de todos os tipos de dados, permitindo identificar comportamentos atípicos de pessoas ou mau funcionamento da infraestrutura em um estágio inicial.
Obviamente, a transição para a polícia inteligente também é uma transformação social que permite à comunidade participar da manutenção da ordem.
No futuro, o conceito de polícia inteligente implica a criação de centros situacionais, onde todas as informações coletadas pela infraestrutura de uma cidade inteligente fluem, principalmente de pontos críticos. Vendo toda a situação como um todo, os serviços de emergência podem tomar decisões mais rapidamente.
No longo prazo, os projetos de cidades seguras devem anular os crimes nas ruas, porque é completamente inútil roubar bolsas se, analisando os registros das câmeras de vigilância por vídeo na zona do incidente e rastreando a rota do criminoso pelas câmeras das ruas vizinhas 10 minutos após o roubo, o atacante será preso.
Consumo de recursos inteligentes
Obviamente, a contabilidade precisa dos recursos consumidos permite gerenciar a carga ou salvar.
Embora os medidores de vazão de vários recursos tenham sido introduzidos por um longo tempo, nesta área, por assim dizer, até que o "nível 0" seja ultrapassado - ou seja, a implementação de sistemas inteligentes está em um estágio inicial. É necessário não apenas introduzir sensores em todas as áreas da habitação e serviços comunitários, mas também coletar dados em uma única plataforma para gerenciamento centralizado. Em escala nacional, essa é uma tarefa há anos e bilhões de dólares em orçamentos.
Existem exemplos de cidades no mundo que introduzem ativamente o consumo de recursos inteligentes. Em particular, Barcelona implementou o controle automatizado da iluminação pública, levando em consideração a hora do dia e as condições climáticas. Dadas as condições climáticas favoráveis (e sérios problemas com a poluição do ar urbano), a energia solar é usada ativamente aqui - para aquecer a água nos edifícios, bem como para fornecer displays interativos para paradas de transporte público. Com a participação da cidade, está sendo desenvolvida a plataforma modular de código aberto Sentilo, que coleta e analisa informações de medidores para consumo de recursos básicos, sensores climáticos, ruído ambiente, etc. (o sistema trabalha há mais de três anos, seu trabalho pode ser avaliado no site oficial
sentilo.io ). Em 2015, Barcelona
recebeu o título de "a cidade mais inteligente do planeta".
Outro exemplo é a cidade chinesa de Shenzhen (a capital de TI da China), onde, com base em nosso sistema de cidades inteligentes, a água da cidade era equipada com sensores. No total, o sistema possui cerca de dois milhões de sensores que coletam informações de diferentes pontos e permitem o controle em tempo real da situação com o abastecimento de água.
Outras áreas
A educação e a saúde inteligentes (assim como outra área - eventos de massa e turismo) permitem não apenas economizar, mas também melhorar a qualidade de vida na cidade.
As redes de banda larga oferecem uma oportunidade de expandir significativamente o público ouvindo um curso de treinamento específico. Para isso, as instituições educacionais são equipadas com placas e câmeras eletrônicas, além de sistemas de presença remota. Em diferentes níveis de ensino, isso nos permite resolver vários problemas - desde o ensino médio obrigatório a pessoas com mobilidade limitada até o ensino superior remoto nas principais universidades do país.
Sistemas similares na medicina, por exemplo, na forma de um carrinho móvel com dispositivos de diagnóstico, um computador, uma câmera de vídeo, etc., podem atender pacientes em hospitais nos arredores ou nas regiões, usando o conselho de especialistas mais qualificados do centro.
Vale ressaltar que a separação de indústrias nesta lista é muito arbitrária. Muitas tarefas são resolvidas no cruzamento, por exemplo, análise de recursos e logística. Um bom exemplo desse projeto é a coleta inteligente de lixo no Dubai Silicon Oasis (zona econômica livre de Dubai, onde tecnologias inteligentes de cidades estão sendo ativamente introduzidas).
As rotas de carros retirando o lixo não são planejadas de acordo com o cronograma, mas levando em consideração as leituras dos sensores para encher os contêineres de lixo que chegam ao ponto focal em tempo real.
Além disso, existem idéias que coletam soluções em si mesmas de várias áreas. Por exemplo, edifícios de escritórios inteligentes que fazem parte de uma cidade inteligente. O edifício inteligente introduz contabilidade e gerenciamento inteligente do consumo de recursos básicos em seu próprio nível, o que afeta a eficiência do "trabalho" dos sistemas de toda a cidade.
Problemas de implementação
Do ponto de vista comercial, existem várias barreiras sérias para o desenvolvimento de projetos reais no âmbito do conceito de cidade inteligente, cuja eliminação ainda precisa ser feita.
Barreira 1: economia obscura
Os componentes individuais de uma cidade inteligente vêm se desenvolvendo em diferentes cidades há muito tempo. No entanto, não existem muitos modelos de negócios bem desenvolvidos que conseguiram provar sua eficácia especificamente para os negócios.
O principal obstáculo é o período de retorno dos projetos. As empresas precisam de estratégias de mercado que tragam lucro nos próximos cinco anos (na Rússia, levando em consideração a situação econômica - por três anos), e uma cidade inteligente é um investimento em perspectivas mais distantes. E a inconsistência dos casos de negócios é um sério freio ao desenvolvimento de uma cidade inteligente; esse é um dos principais fatores, por causa do qual as cidades inteligentes não estão se desenvolvendo o mais ativamente possível.
Até agora, a grande maioria dos projetos no mundo inclui dinheiro do orçamento (e, portanto, alguma tarefa nacional) como um componente obrigatório, isto é, estamos falando sobre o desenvolvimento estratégico da infraestrutura.
Por exemplo, na República Tcheca construiu iluminação inteligente ao longo das estradas. O projeto foi iniciado pelos negócios e valeu a pena. Mas um de seus principais componentes foi a substituição de lâmpadas de iluminação. E essas tarefas, em regra, são realizadas pelos municípios às suas próprias custas.
Barreira 2: dificuldades com replicação
Parece que um modelo de negócios pode ser construído com base na experiência de colegas de outras cidades; existem muitos exemplos, como a República Tcheca mencionada acima. Mas a dificuldade é que eles são mal replicados. Um análogo do projeto tcheco na Rússia provavelmente não será recompensado, pois temos condições completamente diferentes para o fornecimento de eletricidade, os preços da eletricidade e a escala da rede rodoviária.
A propósito, na Rússia, o custo dos recursos básicos em relação a outros países do mundo é relativamente baixo, o que se traduz em uma economia ligeiramente diferente de projetos de poupança. É em parte por isso que o conceito de cidade inteligente começa por outro lado - com segurança. Sim, São Petersburgo e Moscou, em certa medida, já estão equipados com câmeras de vigilância por vídeo. Mas em outras cidades com mais de um milhão, e especialmente nas regiões, a situação com elas é muito pior.
Portanto, a primeira tarefa é aumentar o nível de segurança nas cidades, obviamente, através da introdução de sistemas de gravação de vídeo e análise de vídeo, que eliminam automaticamente uma grande proporção de crimes nas ruas. Em nossas realidades, esse é o caso mais compreensível: é claro como usá-lo e por que é necessário, é mais fácil justificar os custos.
Em geral, a especificidade local é extremamente importante para um projeto de cidade inteligente, porque em todas as cidades do mundo as pessoas pensam de maneira diferente, elas têm necessidades e problemas diferentes.
Barreira 3: segurança da informação
A questão da segurança do próprio sistema de cidade inteligente requer uma menção separada. Afinal, todo sensor ou dispositivo inteligente pode se tornar um ponto de entrada para os invasores. O software do sensor pode ser modificado para que, se houver “buracos” no sistema de segurança, ele execute tarefas completamente diferentes. Um exemplo é o hackeamento de câmeras de vigilância, que são usadas para realizar poderosos ataques DDoS. No entanto, até agora o número de tais casos não ganhou "massa crítica" suficiente para que o público se preocupasse seriamente com esse tópico.
É importante que, no contexto de uma cidade inteligente, a segurança dos sistemas tenha um significado completamente diferente. Não é suficiente controlar um conjunto finito de pontos - existem muitos deles. Sim, os fabricantes já estão integrando funções relacionadas à criptografia, proteção contra acesso não autorizado, etc. Mas aqui precisamos de uma abordagem fundamentalmente diferente. E, no momento, não existe um conceito abrangente que traga esses componentes díspares. Tudo o que está sendo implementado é a tentativa de introduzir métodos existentes para garantir a segurança da informação para resolver um problema fundamentalmente novo. E isso está longe de ser a melhor abordagem.
Barreira 4: legado
Como regra, os projetos de cidades inteligentes são desenvolvidos como parte da modernização dos sistemas urbanos, e sua profundidade depende da infraestrutura disponível e das necessidades atuais. Às vezes, esses projetos incluem a construção de novos segmentos do zero, mas a necessidade de suportar a infraestrutura desatualizada restante quase sempre complica a situação.
Como em qualquer grande projeto de TI, ao construir uma cidade inteligente, é preciso lidar com a infraestrutura que ainda não conseguiu esgotar seu recurso (ou seja, não há razão direta para substituí-lo). E isso não é apenas sistemas urbanos tecnológicos desatualizados que não envolvem a instalação de sensores e automação. A infra-estrutura "inteligente" introduzida anteriormente, que agora não se integra a sistemas complexos, ou sua integração é muito cara, contribui para sua contribuição.
Conceito Huawei
Construir uma cidade inteligente é um projeto de TI em larga escala. Como qualquer projeto de TI, ele precisa de um conceito geral, incluindo uma descrição da infraestrutura em vários níveis, desde dispositivos finais (sensores) até o centro do sistema - uma plataforma para coletar e analisar dados, bem como aplicativos de usuário que proporcionam interação com uma cidade inteligente.
Se apresentarmos todo o projeto de uma cidade inteligente na forma de uma pirâmide, onde o nível base é o dispositivo final (sensores) e o principal é o aplicativo do usuário, então, como empresa de infraestrutura, garantimos o funcionamento de todo o meio dessa pirâmide. Em outras palavras, nossas soluções de cidades inteligentes incluem vários tipos de redes, uma plataforma de agregação e processamento de dados e vários tipos de sistemas de armazenamento.
Cada nível possui um certo grau de flexibilidade, o que permite reduzir uma das barreiras mencionadas - por exemplo, problemas de herança de sistemas que ainda não esgotaram seus recursos.
Em teoria, uma solução semelhante à cidade inteligente da Huawei pode ser construída com base em componentes abertos ou de terceiros. Mas aqui será necessário prestar atenção adicional à questão dos custos de mão-de-obra (custo), bem como ao suporte subsequente da solução. Afinal, a infraestrutura desenvolvida deve não apenas ser implantada, mas também transformada em uma ferramenta de trabalho. De acordo com a experiência de outros setores em que grandes soluções de TI estão sendo introduzidas, os projetos de código aberto vivem exatamente até a chegada de concorrentes industriais sérios.
Plataforma de agregação e análise de dados
No coração do sistema está a Plataforma de Mediação-Agregação e Processamento de Dados da OceanConnect, com milhões de dispositivos finais.
Suas tarefas incluem coletar leituras de um grande número de dispositivos finais, sua análise e armazenamento em um armazenamento distribuído baseado no Hadoop.
A plataforma pode ser implantada como parte de um serviço de nuvem ou em uma infraestrutura local usando diferentes tipos de hardware. Naturalmente, temos nosso próprio hardware de servidor para esses sistemas, mas, em princípio, ele pode ser implantado em qualquer hardware adequado.
Infraestrutura de rede
Infraestrutura A Huawei suporta uma variedade de padrões e protocolos de comunicação geralmente reconhecidos para interagir com sensores. Em particular, para os protocolos de TI mais modernos, ele fornece conectores. No total, mais de 170 interfaces já estão integradas e o SDK aberto permite adicionar novas, se necessário.
O componente de hardware da solução é selecionado para um projeto específico. A própria Huawei possui toda uma classe de suas próprias soluções DCP (desenvolvimento do Huawei AR com padrões e protocolos IoT integrados), mas produtos de terceiros também podem ser usados.
Dispositivos finais
Para todos os tipos de sensores, terminais e controladores, oferecemos nosso próprio chipset e módulo de comunicação, além do LiteOS OS, criado com base no Linux e focado na IoT. Deixamos a montagem final, a produção do gabinete e a preparação do circuito da fonte de alimentação, bem como o desenvolvimento de software baseado no SDK oficial para os parceiros locais.
Aplicações finais
No lado da aplicação, o OceanConnect possui uma API aberta para interagir com sistemas externos.
Inicialmente, não entramos no mercado de aplicativos, considerando que é inútil que um fabricante global concorra com os players locais para entender as especificidades locais que são tão importantes para popularizar as idéias de uma cidade inteligente. A empresa local lidará melhor e adaptará seus sistemas a esses requisitos mais rapidamente. Portanto, nesta parte, a Huawei procura cooperar com parceiros locais. Portanto, outra barreira é removida - a contabilidade pelos parceiros locais.
Olhe para o futuro
Cidades inteligentes prevêem um grande futuro. No entanto, quando se trata, ainda não está claro. Tecnologicamente, tudo está pronto para isso: existem ferramentas de análise de Big Data, equipamento de servidor apropriado, sensores capazes de trabalhar por dez anos sem recarregar a bateria e os padrões de comunicação correspondentes.
Mas esse mercado carece de estabilidade tecnológica - a escolha final de padrões dominantes e a formação de modelos de negócios, quando fica claro como você pode trabalhar e ganhar aqui.Um processo semelhante que observamos algumas décadas atrás no mercado de celulares. Além disso, havia muitos padrões, além do GSM, mas agora todos saíram ou ocupam certos nichos não essenciais. No mercado de massa, o GSM obteve uma vitória incondicional. Um processo semelhante aguarda o setor de IoT. Cedo ou tarde, tudo chegará a um ou mais padrões comuns e o modelo de negócios pelo qual o mercado funcionará ficará claro.Como já escrevemos, para que uma empresa se interesse por uma cidade inteligente, ela deve entender as perspectivas financeiras. Enquanto isso, o mercado não se acalmou e muitos não querem ser os primeiros - já que os pioneiros costumam obter não apenas o lucro principal, mas também muitos problemas não resolvidos (e não é fato que o lucro acabará por cobrir a busca de soluções). No entanto, outro fator não permite adiar esse projeto - o crescimento progressivo da urbanização em todo o mundo. As cidades estão se tornando não apenas centros econômicos e culturais, mas também as principais fontes de PIB.O crescimento das aglomerações urbanas e os problemas de superpopulação associados a ela estão forçando clientes em todo o mundo a experimentar várias soluções de alta tecnologia. E, em resposta a essa demanda ainda baixa, os fornecedores estão promovendo ativamente suas visões do conceito de cidades inteligentes, nas quais estamos ativamente envolvidos.