Behovet av att ompröva principerna för stadsutveckling uppstod på 1960–1980-talen, då en av de viktigaste
Trots att konceptet med en smart stad har funnits i flera decennier erkändes den första smarta staden officiellt först i lite mer än ett decenniumVissa forskare är benägna att tro att Santander var världens första smarta stadi norra Spanien, där mer än 12 000 sensorer installerades över hela staden under 2010 för att samla in data om allt frånDessa data analyserades sedan och användes för att förbättra medborgarnas livskvalitet.Till exempel lanserades en tjänst för invånarna som hjälpte till att hitta en parkeringsplats i realtid, och en mobilapplikation som kunde användas för att snabbt meddela stadens tjänster om nya problem.
Enligt andra källor var den första smarta staden Amsterdam, där mer än 170 projekt sedan 2009 har genomförts, gemensamt utvecklade av invånare, myndigheter och företag.Bland de mest intressanta initiativen finns en mobilapp som gör det möjligt för boende att hyra ut sina parkeringsplatser till de som behöver det nu, samt "flexibel belysning" som justerar ljusstyrkan på gatubelysningen.
Hur utvecklas smarta städer idag?
Hittills har antalet megastäder i världen där sådana projekt genomförs ökat avsevärt – enligt olika källor finns det mer än 200 av dem, främst koncentrerade till Europa och Asien.Bland de mest avancerade smarta städerna finns Singapore, Barcelona, Dubai, London, New York, Seoul, Amsterdam och Zürich.
Ungefär hälften av megastäderna har förvaltningurbana processer genomförs med hjälp av big data, har redan tagit seriösa steg i sin utveckling och ingår i olika betyg. Så i den senaste Smart City Index 2021-rankingen, som sammanställdes av den schweiziska handelshögskolan IMD och Singapore University of Technology and Design, rankades 118 smarta städer - 2020 var det 107, 2019 - 102. De tre första platserna i Smart City Index-2021 ockuperade Singapore, Zürich och Oslo. Moskva tog 54:e plats i detta betyg, St. Petersburg - 79:e.
Ett stort antal framgångsrika projekt har genomförts för att förbättra städernas infrastruktur.Till exempel inom väg- och transportområdet övervakas anläggningarnas placering, vilket gör det möjligt attMed hjälp av mobilapplikationer kan invånarna på nätet ta reda på var bussen de behöver nu finns och på vilka gator det finns trafikstockningar.McKinsey Smart Cities uppskattar att städer som implementerar smarta mobilitetsapplikationer kommer att kunna göra det år 2025Minska den tid som invånarna spenderar på att pendla med i genomsnitt 15-20%.Och med hjälp av sensorer som är installerade i vägbanan är det möjligt att spåra överlastade fordon och simulera dynamiken i vägytans slitage.Lösningar för smarta städer har ofta en kumulativ effekt: detta är fallet i London på grund avinstallation av kameror vid in- och utfarter till staden och ett bötesprogram för körning i områden där det är förbjudet under vissa timmar, över 14 årlyckades minska trafiken med 53 %, och vinsten på grund av indrivning av böter i 10 åruppgick till 1,2 miljarder pund - de användes för att uppgradera bussnätet och väginfrastrukturen.
Inom hälso- och sjukvården hjälper lösningar som bygger på big data till att förhindra köer på sjukhusen och automatisera sökandet efter rätt läkemedel.Telemedicinska konsultationer ger en möjlighet att snabbt få råd från en kvalificerad specialist.Sammantaget bidrar smarta hälso- och sjukvårdstjänster till att påskynda en persons återhämtning med 8-15 %.Dessutom, med hjälp av speciella enheter och programvara, är det möjligt att övervaka de viktigaste indikatorerna på människors hälsa (puls, tryck, mättnad) online och få en signal om deras värde har nått en kritisk punkt.Big data-analys hjälper läkare att minimera eventuella negativa konsekvenser i sitt arbete.Sjukhus i Boston använder till exempel big data för att förutsäga inför stora operationerrisk för dödsfall – ibland, baserat på analysen, föreslår systemetSkjut upp operationen till en annan dag för att stabilisera patientens tillstånd.
Smarta stadslösningar är vanliga i områdetsäkerhet. Med hjälp av CCTV-kameror, sensorer och speciell programvara övervakas allmän ordning på trånga platser och runt omkretsen av kritiska anläggningar. Lösningar för att övervaka allmän säkerhet och optimera callcenter kommer att hjälpa till att minska nödsvarstiderna med 20–35 % och minska dödligheten från dem med 8–10 %. Singapore anses vara en av de säkraste städerna i världen, där cirka 100 000 poliskameror redan har installerats, och år 2030 kommer deras antal att fördubblas. Det totala övervakningssystemet på offentliga platser gör förstås invånarna nervösa, men det visar sig vara effektivt. Till exempel i simbassänger i Singapore används datorseendesystem: om någon drunknar får räddningspersonal omedelbart en signal och hjälper offret.
Enligt Markets&Markets analytiker är siffranAntalet smarta städer i världen kan komma att öka tre till fyra gånger till 2030, till 800. Men för att säkerställa denna tillväxt måste teknik utvecklas och informations- och kommunikationsinfrastrukturen uppdateras.
Det är nödvändigt att bygga nya datacenter, där de kommeratt vara värd för projektservrar som är nödvändiga för driften av smarta stadstjänster. Effektiva program behövs för att analysera inkommande data. Och för att sensorer och enheter ska kunna läsa information utan avbrott och utbyta den med andra enheter är det nödvändigt att tillhandahålla en höghastighetsanslutning till Internet. Detta kräver pålitliga kommunikationsnätverk.
Varför behövs fiberoptiska nätverk?
Optisk fiber anses vara den mest modernateknologi som ger höghastighetsdataöverföring över långa avstånd. Sådana kablar har en mycket högre genomströmning jämfört med kopparkablar. Dessutom är optisk fiber immun mot elektromagnetiska störningar, har låg signaldämpning och är inte känslig för förändringar i temperatur, luftfuktighet och andra faktorer som kan skada andra typer av kablar.
Till det digitala ekosystemet i en smart staddata för beslutsfattande kom in behöver ett stort antal sensorer installeras. Som regel prioriteras även här fiberoptiska sensorer. Med deras hjälp, spåra trafiken på vägarna, övervaka säkerheten i omkretsen, registrera förändringar i väderförhållanden och graden av miljöförorening. Den senare riktningen anses vara den mest lovande - enligt Transparency Market Research växer nu marknaden för fiberoptiska sensorer med en årlig takt på 12,8 % och 2024 kommer marknadsstorleken att vara 3,4 miljarder dollar.
Fiberoptiska sensorer hjälper till att ledaövervakning av tillståndet hos brokonstruktioner, byggnader och annan infrastruktur. I synnerhet används de aktivt för att övervaka byggnadsfel i Tokyo och Barcelona – där de installeras i grunden av en byggnad för att kontrollera temperatur och vibrationer, vilket potentiellt kan orsaka skador. Enligt studier visar fiberoptiska sensorer en högre noggrannhet (97%) när det gäller att upptäcka strukturella skador jämfört med traditionella sensorer (deras effektivitet uppskattas till 18%).
Obemannade fordon är också utrustade med sensorer:med deras hjälp avläses information om trafiksituationen, närliggande fordon, vägskyltar och asfaltens tillstånd, och resan styrs automatiskt. Förresten, i Seoul och San Francisco har man redan provat taxiturer runt staden utan förare.
Sedan många år ledare inom utvecklingfiberoptisk teknik förblir Japan. Bland framgångsingredienserna finns ett starkt regelverk: regeringen uppmuntrar investeringar i fiberoptisk infrastruktur på alla möjliga sätt, i synnerhet erbjuder den skatteincitament till företag. Men kanske nyckelfaktorn som har gjort det möjligt för företaget att ta en ledande position har varit en stark FoU-kapacitet – industriledarna Fujitsu, Hitachi och NEC har investerat mycket i dem. Det var i det här landet som ett rekord för dataöverföringshastigheten registrerades flera gånger. Så förra sommaren lyckades specialister överföra data över 51,7 km med en hastighet av 1,02 Pbps, vilket är 100 000 gånger snabbare än den maximala internethastigheten för hemmet vid den tiden.
I framkant av fiberoptisk utvecklingteknologier de senaste åren är Kina och Sydkorea, som också satsar hårt på forskning och utveckling. Kinesiska företag Huawei och ZTE, sydkoreanska företag Samsung, LG och SK Telecom är aktivt involverade i detta arbete. Samtidigt utvecklas 5G aktivt i dessa länder.
Internetpenetration i olika länder
</ p>Ett landBefolkningAntal InternetanvändareGenomsnittlig fast internethastighetAnslutningar
till mobil kommunikationMedelhastighet för mobilt internetKina1 430 miljoner människor1 050 miljoner 214,58 Mbps1 690 miljoner 109,4 Mbps USA 339 miljoner människor 311 miljoner 189,48 Mbps 383 miljoner 74,8 Mbps Japan 126 miljoner människor 102 miljoner 150,32 Mbps 184 miljoner 1bps 5,0 miljoner Mbps 5,0 miljoner 40 miljoner Mbps 5.Mbps 40 miljoner människor ps64M118.76MbpsRyssland144M127M74.92Mbps227M21.73Mbps(tidigt 2023 Datareportal och Ookla)
Utvidgar aktivt sina fiberoptiska nätverk i USA— både näringslivet och staten är intresserade av detta. Företag som AT&T, Verizon och Comcast investerar miljarder dollar i ny infrastruktur för att nå så många kunder som möjligt. Det finns riktade program på statlig nivå, och statliga och lokala regeringsledare tar liknande initiativ. Det finns också exempel på offentlig-privata partnerskap. Så 2011 lanserade landet ett program för att främja utbyggnaden av höghastighetsanslutning till Internet i områden där det inte är ekonomiskt lönsamt för tjänsteleverantörer att investera i nätverksinfrastruktur. Det förvaltas av Connect America Foundation, som är ett dotterbolag till Universal Service Administration Company.
Ryssland investerar också i uppbyggnaden av nätverkbåde staten och privata investerare - teleföretag. Tiotusentals kilometer fiberoptiska kommunikationslinjer läggs varje år. Det federala programmet för att överbrygga den digitala klyftan, som lanserades 2014, bidrog till att öka andelen av befolkningen med bredbandsanslutning till Internet på många sätt. Enligt regeringens uppskattningar är för närvarande alla regioner i landet anslutna till stamnätet för kommunikation via fiberoptiska kommunikationslinjer. I slutet av förra året utökades de till den sista regionen - Chukotka. Dessutom har alla socialt betydelsefulla institutioner i landet hittills fått tillgång till Internet.
Det är uppenbart att vi måste fortsätta skapainfrastruktur för nätverksaccess i glesbygd, uppgradera befintliga nätverk för att förbättra tillförlitligheten och uppkopplingshastigheten. För att göra detta är det nödvändigt att i landet utveckla produktionen av optisk fiber, komponenter och utrustning för att bygga ett nätverk. Trots att en betydande del av fiberoptiska produkter importeras till Ryssland är den nödvändiga tekniken för nätverksutveckling lokaliserad.
Varför investera i smarta städer?
Infrastrukturutveckling kommer att bli en drivkraft förökningen av antalet smarta städer och utvecklingen av de megastäder som redan använder sådana lösningar. Och för att stimulera tillströmningen av investeringar i byggandet av informations- och kommunikationsinfrastruktur, datacenter och skapande av mjukvara är det nödvändigt att förbättra lagstiftningen - formulera lokala standarder, minska administrativa hinder, skapa incitament som kommer att driva företag att skapa infrastruktur för smarta städer. I synnerhet kan koncessionsavtal i IT-projekt vara ett effektivt verktyg här.
Naturligtvis är utvecklingen av smarta städer inte baragör människors liv bekvämare, men också ekonomiskt vettigt. Den teknik som används hjälper till att minska mängden resurser som spenderas och öka effektiviteten i urbana system. Till exempel hjälper intelligenta trafikledningssystem till att minska trafikstockningar, spara passagerarnas tid och det bränsle de använder. Och intelligenta belysningssystem på offentliga platser kan minska elförbrukningen och spara budgetkostnader.
En annan viktig punkt är detsmarta städer fungerar som drivkrafter för utvecklingen av innovativa industrier. Utbyggnaden av smart infrastruktur och utvecklingen av ny teknik och tjänster kan skapa nya jobb inom områden som teknik, dataanalys, mjukvaruutveckling och stadsplanering.
Slutligen skapas smarta stadsanläggningar med hänsyn tagenprinciper för hållbar utveckling - att minska stadens negativa påverkan på miljön och öka livskraften för urbana system. Ett bra exempel är Peking: genom att installera luftkvalitetssensorer i staden har föroreningskällorna övervakats mer noggrant, vilket har minskat utsläppen med 20 %. Att arbeta för att uppnå målen för hållbar utveckling är särskilt viktigt eftersom världen fortsätter att urbaniseras. Redan idag förbrukar stadsbor 80 % av all energi, 75 % av världens naturresurser och står för 75 % av koldioxidutsläppen. Enligt Allied Market Research kommer cirka två tredjedelar av världens befolkning år 2050 att bo i städer, vilket innebär att andelen resurser som konsumeras av stadsbefolkningen kommer att öka.
Därför tror analytiker att under de kommande årenMarknaden för lösningar för smarta städer kommer att utvecklas i snabb takt. I början av detta år, enligt uppskattningar från investeringsbolaget Insight Partners, var marknaden för smarta städer 1 094,23 miljarder dollar, och marknadsvolymen 2028 beräknas nå 3 110,58 miljarder dollar.
Läs mer:
Hittade ett unikt stjärnsystem: dess planeter motsäger kända modeller
Konstig radioskur hittad: den ställer tvivel om vad forskarna vet om dem
Se hur den största supernovan under de senaste 10 åren exploderade
På omslaget: Bild av fanjianhua på Freepik