Konieczność przemyślenia zasad rozwoju miast pojawiła się już w latach 60. – 80. XX w., kiedy to jeden z
Pomimo tego, że koncepcja inteligentnego miastaistnieje od kilkudziesięciu lat, pierwsze inteligentne miasto zostało oficjalnie uznane dopiero nieco ponad dekadę temu. Niektórzy badacze są skłonni wierzyć, że pierwszym inteligentnym miastem na świecie było Santander w północnej Hiszpanii – w 2010 r. w całym mieście zainstalowano ponad 12 000 czujników, które zbierały dane na temat wszystkiego, od natężenia ruchu po jakość powietrza i poziom hałasu. Dane te zostały następnie przeanalizowane i wykorzystane do poprawy jakości życia obywateli. Uruchomiono m.in. usługę dla mieszkańców, która pomagała im w czasie rzeczywistym znaleźć miejsce parkingowe oraz aplikację mobilną, za pomocą której mogli szybko powiadamiać służby miejskie o pojawiających się problemach.
Według innych źródeł pierwszym inteligentnym miastem byłoAmsterdam, gdzie od 2009 roku zrealizowano ponad 170 projektów, opracowanych wspólnie przez mieszkańców, rząd i biznes. Do najciekawszych inicjatyw należy aplikacja mobilna, która pozwala mieszkańcom wynajmować miejsca parkingowe tym, którzy tego właśnie potrzebują, a także „elastyczne oświetlenie”, za pomocą którego można regulować jasność latarni ulicznych.
Jak dziś rozwijają się inteligentne miasta?
Do tej pory liczba megamiast na świecie, wktórych realizowane są podobne projekty znacząco wzrosła – według różnych źródeł jest ich ponad 200, skupionych głównie w Europie i Azji. Do najbardziej zaawansowanych inteligentnych miast należą Singapur, Barcelona, Dubaj, Londyn, Nowy Jork, Seul, Amsterdam, Zurych.
Około połowa megamiast, w których zarządza sięprocesy miejskie są przeprowadzane za pomocą dużych zbiorów danych, podjęły już poważne kroki w ich rozwoju i są uwzględniane w różnych rankingach. I tak w najnowszym rankingu Smart City Index 2021, który został opracowany przez szwajcarską szkołę biznesu IMD oraz Singapore University of Technology and Design, sklasyfikowano 118 inteligentnych miast – w 2020 r. było ich 107, w 2019 r. – 102. Pierwsze trzy miejsca w Smart City Index-2021 zajął Singapur, Zurych i Oslo. Moskwa zajęła w tym rankingu 54. miejsce, Petersburg - 79. miejsce.
Technologie inteligentnego miasta są obecnie wdrażane wróżne obszary. Wdrożono wiele udanych projektów mających na celu poprawę infrastruktury miejskiej. Przykładowo w obszarze zarządzania drogami i transportu prowadzony jest monitoring lokalizacji obiektów, dzięki któremu mieszkańcy za pomocą aplikacji mobilnych mogą dowiedzieć się online, gdzie aktualnie znajduje się potrzebny im autobus i na jakich ulicach są korki. McKinsey Smart Cities szacuje, że do 2025 r. miasta, które wdrożą inteligentne aplikacje mobilne, mogą skrócić czas spędzany przez mieszkańców na dojazdach do pracy średnio o 15–20%. A za pomocą czujników, które są instalowane w nawierzchni drogi, można śledzić samochody jadące z przeciążeniem i symulować dynamikę zużycia nawierzchni. Rozwiązania smart city często mają efekt skumulowany: np. w Londynie poprzez instalację kamer przy wjazdach i wyjazdach z miasta oraz program kar za jazdę w obszarach, gdzie jest to zabronione w określonych godzinach, ruch został zmniejszony o 53% ponad 14 lat. A zysk ze ściągania kar finansowych w ciągu 10 lat wyniósł 1,2 miliarda funtów szterlingów - zostały one przeznaczone na modernizację sieci autobusowej i infrastruktury drogowej.
W opiece zdrowotnej decyzje opierają się na dużychdanych, zapobiegaj kolejkom w szpitalach i automatyzuj wyszukiwanie odpowiednich leków. Konsultacje telemedyczne dają możliwość szybkiego uzyskania porady od wykwalifikowanego specjalisty. Łącznie inteligentne usługi opieki zdrowotnej pomagają przyspieszyć powrót do zdrowia o 8–15%. Ponadto za pomocą specjalnych urządzeń i oprogramowania można monitorować online najważniejsze wskaźniki stanu zdrowia danej osoby (tętno, ciśnienie, saturacja) i otrzymywać sygnał, jeśli ich wartość osiągnie poziom krytyczny. Analiza Big Data pomaga lekarzom minimalizować możliwe negatywne konsekwencje w ich pracy. Dlatego też w szpitalach w Bostonie w Ameryce big data służy do przewidywania ryzyka zgonu przed poważnymi operacjami – czasami na podstawie analizy system sugeruje przełożenie operacji na inny dzień, aby ustabilizować stan pacjenta.
Rozwiązania typu smart city są powszechne w okolicybezpieczeństwo. Za pomocą kamer CCTV, czujników i specjalnego oprogramowania monitoruje się porządek publiczny w zatłoczonych miejscach i na obwodzie krytycznych obiektów. Rozwiązania do monitorowania bezpieczeństwa publicznego i optymalizacji call center pozwolą skrócić czas reakcji na sytuacje kryzysowe o 20-35% i zmniejszyć śmiertelność z ich powodu o 8-10%. Singapur uznawany jest za jedno z najbezpieczniejszych miast świata, gdzie zainstalowano już około 100 000 kamer policyjnych, a do 2030 roku ich liczba się podwoi. Oczywiście system całkowitego nadzoru w miejscach publicznych budzi niepokój mieszkańców, ale okazuje się skuteczny. Na przykład na basenach w Singapurze stosuje się komputerowe systemy wizyjne: jeśli ktoś tonie, ratownicy natychmiast otrzymują sygnał i udzielają pomocy ofierze.
Według analityków Markets&Markets liczba taDo 2030 r. liczba inteligentnych miast na świecie może wzrosnąć trzy-czterokrotnie – do 800. Jednak aby zapewnić ten wzrost, muszą rozwijać się technologie i unowocześniać infrastrukturę informacyjno-komunikacyjną.
Konieczne jest budowanie nowych centrów danych tam, gdzie będądo hostowania serwerów projektowych niezbędnych do działania usług smart city. Do analizy napływających danych potrzebne są skuteczne programy. Aby czujniki i urządzenia mogły odczytywać informacje bez przerw i wymieniać je z innymi urządzeniami, konieczne jest zapewnienie szybkiego łącza internetowego. Wymaga to niezawodnych sieci komunikacyjnych.
Dlaczego potrzebne są sieci światłowodowe?
Światłowód uważany jest za najnowocześniejszytechnologię zapewniającą szybki transfer danych na duże odległości. Kable takie charakteryzują się znacznie większą przepustowością w porównaniu do kabli miedzianych. Ponadto światłowód jest odporny na zakłócenia elektromagnetyczne, charakteryzuje się niskim tłumieniem sygnału oraz nie jest podatny na zmiany temperatury, wilgotności i inne czynniki, które mogą uszkodzić inne typy kabli.
Do cyfrowego ekosystemu inteligentnego miastapojawiły się dane do podejmowania decyzji, należy zainstalować dużą liczbę czujników. Z reguły również tutaj pierwszeństwo mają czujniki światłowodowe. Z ich pomocą śledź ruch na drogach, monitoruj bezpieczeństwo obwodu, rejestruj zmiany warunków pogodowych i stopień zanieczyszczenia środowiska. Ten ostatni kierunek uważany jest za najbardziej obiecujący – według Transparency Market Research, obecnie rynek czujników światłowodowych rośnie w tempie 12,8% rocznie i do 2024 roku jego wielkość wyniesie 3,4 miliarda dolarów.
Czujniki światłowodowe pomagają przewodzićmonitorowanie stanu obiektów mostowych, budynków i innej infrastruktury. W szczególności są aktywnie wykorzystywane do monitorowania wad budynków w Tokio i Barcelonie – gdzie są instalowane w fundamencie budynku w celu kontrolowania temperatury i wibracji, które mogą potencjalnie powodować uszkodzenia. Według badań czujniki światłowodowe wykazują większą dokładność (97%) w wykrywaniu uszkodzeń strukturalnych w porównaniu z czujnikami tradycyjnymi (ich skuteczność szacuje się na 18%).
Pojazdy bezzałogowe wyposażone są również w czujniki:za ich pomocą odczytywane są informacje o sytuacji na drodze, pobliskich pojazdach, znakach drogowych i stanie asfaltu, a podróż sterowana jest automatycznie. Nawiasem mówiąc, w Seulu i San Francisco próbowali już jeździć taksówkami po mieście bez kierowców.
Od wielu lat lider w rozwojutechnologia światłowodowa pozostaje Japonią. Jednym ze składników sukcesu są solidne ramy regulacyjne: rząd na wszelkie możliwe sposoby zachęca do inwestowania w infrastrukturę światłowodową, w szczególności oferuje zachęty podatkowe dla przedsiębiorstw. Być może jednak kluczowym czynnikiem, który pozwolił jej zająć wiodącą pozycję, były silne możliwości badawczo-rozwojowe – liderzy branży Fujitsu, Hitachi i NEC dużo w nie zainwestowali. To właśnie w tym kraju kilkakrotnie padł rekord szybkości przesyłania danych. Tak więc zeszłego lata specjalistom udało się przesłać dane na odległość ponad 51,7 km z prędkością 1,02 Pb/s, czyli 100 000 razy szybciej niż maksymalna prędkość domowego Internetu w tamtym czasie.
W czołówce rozwoju światłowodówtechnologii ostatnich lat to Chiny i Korea Południowa, które również dużo inwestują w badania i rozwój. Chińskie firmy Huawei i ZTE, południowokoreańskie firmy Samsung, LG i SK Telecom są aktywnie zaangażowane w te prace. Jednocześnie w tych krajach aktywnie rozwija się 5G.
Wskaźnik penetracji Internetu w różnych krajach
</ p>KrajPopulacjaLiczba użytkowników InternetuŚrednia stała prędkość internetuZnajomości
do komunikacji mobilnejŚrednia prędkość internetu mobilnegoChiny1 430 milionów ludzi1 050 milionów 214,58 Mb/s1 690 milionów 109,4 Mb/s USA 339 milionów ludzi 311 milionów 189,48 Mb/s 383 milionów 74,8 Mb/s Japonia 126 milionów ludzi 102 miliony 150,32 Mb/s 184 milionów 40,92 Mb/s Korea Południowa 51 milionów ludzi .50M95.34 Mb/s64M118. 76 Mb/s Rosja144M127M74,92 Mb/s227M21,73 Mb/s (początek 2023 r. Datareportal i Ookla)
Aktywnie rozwija swoje sieci światłowodowe w USA— interesuje się tym zarówno biznes, jak i państwo. Firmy takie jak AT&T, Verizon i Comcast inwestują miliardy dolarów w nową infrastrukturę, aby dotrzeć do jak największej liczby klientów. Na poziomie państwa istnieją programy celowe, a podobne inicjatywy podejmują przywódcy państw i samorządów lokalnych. Istnieją także przykłady partnerstw publiczno-prywatnych. Dlatego w 2011 r. kraj uruchomił program promujący wdrażanie szybkiego dostępu do Internetu na obszarach, gdzie inwestowanie w infrastrukturę sieciową dla dostawców usług jest nieopłacalne ekonomicznie. Zarządza nim Connect America, spółka zależna Universal Service Administration Company.
Rosja inwestuje również w budowę siecizarówno państwowych, jak i prywatnych inwestorów – firm telekomunikacyjnych. Co roku układane są dziesiątki tysięcy kilometrów światłowodowych linii komunikacyjnych. Rozpoczęty w 2014 r. federalny program likwidowania przepaści cyfrowej przyczynił się na wiele sposobów do zwiększenia udziału ludności w szerokopasmowym dostępie do Internetu. Według rządowych szacunków, w tej chwili wszystkie regiony kraju są podłączone do szkieletowej sieci komunikacyjnej za pomocą światłowodowych linii komunikacyjnych. Pod koniec ubiegłego roku rozszerzono je na ostatni region – Czukotkę. Ponadto do tej pory wszystkie ważne społecznie instytucje w kraju otrzymały dostęp do Internetu.
To oczywiste, że musimy nadal tworzyćinfrastrukturę dostępu do sieci na obszarach słabo zaludnionych, modernizację istniejących sieci w celu poprawy niezawodności i szybkości połączenia. Aby to osiągnąć, niezbędny jest rozwój w kraju produkcji światłowodów, komponentów i sprzętu do budowy sieci. Pomimo faktu, że znaczna część produktów światłowodowych jest importowana do Rosji, technologie niezbędne do rozwoju sieci są zlokalizowane.
Dlaczego warto inwestować w inteligentne miasta?
Rozwój infrastruktury stanie się motorem napędowymwzrost liczby inteligentnych miast i rozwój tych megamiast, które już korzystają z takich rozwiązań. A żeby pobudzić napływ inwestycji w zakresie budowy infrastruktury informacyjno-komunikacyjnej, centrów danych i tworzenia oprogramowania, konieczne jest udoskonalenie legislacji – sformułowanie lokalnych standardów, zmniejszenie barier administracyjnych, stworzenie zachęt, które popchną przedsiębiorców do tworzenia infrastruktury dla inteligentne miasta. W szczególności skutecznym narzędziem mogą być tutaj umowy koncesyjne w projektach informatycznych.
Oczywiście rozwój inteligentnych miast to nie tylkosprawia, że życie ludzi jest wygodniejsze, ale ma też sens ekonomiczny. Zastosowane technologie pomagają zmniejszyć ilość wydatkowanych zasobów i zwiększyć efektywność systemów miejskich. Na przykład inteligentne systemy zarządzania ruchem pomagają zmniejszać korki, oszczędzać czas pasażerów i zużywane przez nich paliwo. A inteligentne systemy oświetlenia w miejscach publicznych mogą zmniejszyć zużycie energii elektrycznej i zaoszczędzić na kosztach budżetowych.
Innym ważnym punktem jest tointeligentne miasta działają jako motory rozwoju innowacyjnych branż. Wdrożenie inteligentnej infrastruktury oraz rozwój nowych technologii i usług może przyczynić się do powstania nowych miejsc pracy w dziedzinach takich jak inżynieria, analiza danych, rozwój oprogramowania i urbanistyka.
Wreszcie, z uwzględnieniem powstają inteligentne obiekty miejskiezasady zrównoważonego rozwoju – ograniczenie negatywnego wpływu miasta na środowisko i zwiększenie żywotności układów miejskich. Dobrym przykładem jest Pekin: dzięki rozmieszczeniu w mieście czujników jakości powietrza źródła zanieczyszczeń zostały dokładniej monitorowane, co pozwoliło zmniejszyć emisję o 20%. Praca na rzecz osiągnięcia Celów Zrównoważonego Rozwoju jest szczególnie ważna w obliczu postępującej urbanizacji świata. Już dziś mieszkańcy miast zużywają 80% całej energii, 75% światowych zasobów naturalnych i są odpowiedzialni za 75% emisji dwutlenku węgla. Według Allied Market Research do 2050 r. około dwie trzecie światowej populacji będzie mieszkać w miastach, co oznacza, że wzrośnie udział zasobów zużywanych przez ludność miejską.
Dlatego analitycy uważają, że w nadchodzących latachRynek rozwiązań dla inteligentnych miast będzie się rozwijał w szybkim tempie. Według szacunków firmy inwestycyjnej Insight Partners, na początku tego roku wartość rynku inteligentnych miast wyniosła 1 094,23 miliarda dolarów, a w 2028 roku wolumen rynku ma osiągnąć 3 110,58 miliarda dolarów.
Czytaj więcej:
Znaleziono unikalny układ gwiezdny: jego planety są sprzeczne ze znanymi modelami
Znaleziono dziwny rozbłysk radiowy: podaje w wątpliwość to, co wiedzą o nich naukowcy
Zobacz, jak wybuchła największa supernowa ostatnich 10 lat
Na okładce: Zdjęcie fanjianhua na Freepik