Переваги дистанційного збирання даних в розумних містах: застосування, тенденції та інновації

Інтернет речей (IoT) і розумне місто: що це?

Інтернет речей (IoT) — це технологія, що дозволяє дистанційно отримувати дані від пристроїв, керувати пристроями на відстані та автоматизувати їхню роботу. Різні пристрої об’єднують в єдину мережу, підключившись до якої, можна отримувати вичерпну інформацію та керувати роботою цієї системи. Такі пристрої називають розумними.

Інтернет речей дає змогу:

Заощаджувати час та контролювати роботу пристроїв. Керувати пристроями можна дистанційно, для цього не потрібна особиста присутність.

Заощаджувати ресурси. Пристрої працюють лише тоді, коли в цьому є потреба.

Отримувати необхідні дані. IoT надає можливість дізнаватися про місцезнаходження пристрою, стан його батареї та інші параметри.

Автоматизувати процеси. Велика кількість рутинних завдань можна передати машинам та технологіям.

Переваги дистанційного збирання даних для покращення міської інфраструктури детально описали співробітники McKinsey Global Institute (MGI) у звіті «Smart cities: Digital solutions for a more livable future». Їхнє дослідження доводить, що впровадження розумних технологій у міську інфраструктуру може помітно покращити життя людей, зробити його безпечнішим та екологічнішим. Зокрема, за допомогою розумних технологій можна:

• знизити смертність на 8–10%
• знизити час реагування на екстрені ситуації на 20–35% 
• знизити захворюваність на 8–15%
• на 15–20% скоротити середній час, що його втрачають містяни, аби дістатися до роботи
• знизити кількість викидів парникових газів на 10–15%
• скоротити споживання води на 20–30%

Таким чином, цінність дистанційного збирання даних полягає в тому, що ця технологія робить життя зручнішим, безпечнішим і дозволяє вирішити значну кількість завдань без прямої участі людей. Далі ми докладніше розповімо про те, які сфери міського життя можна покращити за допомогою розумних технологій, а також про проблеми та можливості дистанційного збирання даних для розумних міст.

Сфери застосування Інтернету речей

Інновації на базі Інтернету речей для збору даних «розумного міста» впроваджують у різних галузях. Наприклад, у промисловості, керуванні міським транспортом, медицині, сільському господарстві.

Екологія. Розумні датчики дають змогу профільним структурам моніторити різні дані в режимі реального часу. Зокрема, з їхньою допомогою можна стежити за станом повітря, відстежуючи рівень його забруднення.

Для міст, що розташовані поблизу водойм, актуальним є питання якості води: розумні пристрої передають дані про стан води в озерах, річках, морях та океанах. Це допомагає тримати під контролем якість води, а також вчасно дізнаватися про викиди хімічних речовин, аварії чи загибелі риби — і оперативно реагувати на такі події, усуваючи проблеми на початковій стадії.

Транспорт і дорожній рух. Аналіз статистичних даних та застосування розумних технологій у сфері міського транспорту можуть знизити витрати, оптимізувати маршрути та зробити життя мешканців міста комфортнішим. Зокрема, за допомогою розумних пристроїв можна налаштувати гнучку роботу світлофорів, забезпечивши водіям «зелену вулицю», пішоходам — безпеку, а екстреним службам — можливість безперешкодно добиратися до пунктів виклику, не потрапляючи на червоне світло.

Ось кілька кейсів, що їх реалізувала за допомогою розумних пристроїв влада Сеула.

Керування відходами. Позитивні результати збирання даних одержують комунальні служби, оптимізуючи вивіз сміття. Для цього баки для відходів та сміттєвози оснащують датчиками. Розумні пристрої передають дані про заповненість контейнерів та локацію найближчої машини. У результаті маршрут водіїв сміттєвозів вишикується таким чином, що вони відвідують тільки ті місця, де баки повні. Робота виконується з максимальною ефективністю, а комунальні компанії знижують витрати на бензин. Також дана система дає можливість компаніям планувати бюджет, наприклад, скоротити кількість машин або закупити потрібну кількість баків для районів, звідки, за статистикою, сміття вивозять більше.

Безпека. Розумні пристрої — система камер та різноманітні розумні датчики — надають міським службам велику інформацію про поведінку людей, надзвичайні та аварійні ситуації. Ці дані надходять у режимі реального часу, тому відповідальні служби можуть оперативно відреагувати на ситуацію та ліквідувати загрози безпеці на початкових стадіях.

Охорона здоров’я. Розумні пристрої та датчики можуть передавати інформацію про стан пацієнтів. Наприклад, у Туреччині хворим на цукровий діабет видали глюкометри, які дистанційно передають відомості про рівень цукру в крові пацієнтів. Лікарі мали доступ до даних про стан пацієнтів у режимі реального часу — це давало змогу відразу побачити відхилення від норми. Лікарі фіксували час, коли показники змінювалися, а потім опитували пацієнтів. Така система давала змогу з’ясувати, що саме могло спровокувати зміну рівня цукру.

Використання стійких вирішень для збирання даних у розумних містах може значно підвищити рівень медичних послуг та покращити життя пацієнтів із хронічними захворюваннями.

Економна витрата ресурсів. Дистанційне керування пристроями та розумні системи можуть заощадити значну кількість ресурсів: за їхньою допомогою пристрої можна запрограмувати таким чином, щоб вони працювали тільки тоді, коли це дійсно необхідно. Наприклад, розумні вуличні світильники можуть включатися на повну потужність, тільки коли поблизу з’являються люди або транспортні засоби, а решту часу працюватиме в економному режимі. Це допомагає економити електроенергію, а також створювати комфортніші умови для мешканців будинків, яким у вікна не буде всю ніч світити яскраве світло ліхтарів.

Розумні лічильники допомагають оперативно виявляти проблемні об’єкти та виявляти перевитрату електроенергії. Наприклад, комунальна компанія, вивчивши дані таких лічильників, може виявити обладнання чи світильники, які споживають невиправдано велику кількість енергії. Можливо, такі прилади вимагають ремонту, а у ліхтарях достатньо замінити лампи на енергоощадні — і це скоротить витрати електроенергії.

Тенденції у збиранні інформації

Однією з нових тенденцій у дистанційному збиранні даних для міського планування є застосування периферійних обчислень. Досі для зв’язку розумних пристроїв між собою використовували централізовані хмарні обчислення оброблення та зберігання даних. Але цей метод має два істотні недоліки: затримка та обмеження пропускної спроможності. Периферійні обчислення дозволяють значно скоротити час затримки, оскільки обчислювальні потужності розміщуються ближче до джерела даних.

Попереднє оброблення та стиснення даних скорочують навантаження на мережу, що збільшує її пропускну здатність. Локальне зберігання також підвищує рівень безпеки даних. Периферійні вирішення загалом надійніші, забезпечують вищу швидкість передавання даних та легше масштабуються. Всі ці переваги роблять даний тип вирішень дуже перспективним.

Останні розробки у сфері збору даних використовують можливості штучного інтелекту. Це дає змогу автоматизувати більше процесів і керувати пристроями в режимі реального часу.

Обчислювальні можливості ШІ також допомагають прогнозувати вихід із ладу промислового обладнання, виявляти різні аномалії та відхилення від середньостатистичних показників. Аналізуючи таку інформацію, можна оперативно відстежувати аварії, позаштатні ситуації та інші події, які потребують швидкої реакції.оцесів і керувати пристроями в режимі реального часу.

Обчислювальні можливості ШІ також допомагають прогнозувати вихід із ладу промислового обладнання, виявляти різні аномалії та відхилення від середньостатистичних показників. Аналізуючи таку інформацію, можна оперативно відстежувати аварії, позаштатні ситуації та інші події, які потребують швидкої реакції.

Проблеми при застосуванні нових підходів в IoT

Інвестування в інфраструктуру. Кожне місто вирішує за допомогою розумних пристроїв свої унікальні проблеми. Щоб реалізувати таке вирішення, необхідно зібрати потрібну інформацію, дослідити проблему, розробити проект, закупити необхідні пристрої та налагодити роботу системи. Все це потребує часу та значних інвестицій.

Сумісність пристроїв. Щоб вирішення працювало стабільно, усі пристрої мають використовувати єдині стандарти. Це потребує підключення програмістів.

Забезпечення безпеки. Для комплексної роботи Інтернету речей задіюють велику базу даних, зокрема і персональних. А для вирішень, в яких додатково задіяно ШІ, захист даних стає одним із найважливіших питань.

Забезпечення громадян доступом до цифрових технологій. Якщо проект передбачає особисту включеність людей (наприклад, кейс з розумними глюкометрами), кожного його учасника потрібно забезпечити необхідними пристроями, а можливо, й навчити користуватися певними програмами.

Забезпечення громадян доступом до цифрових технологій. Якщо проект передбачає особисту включеність людей (наприклад, кейс з розумними глюкометрами), кожного його учасника потрібно забезпечити необхідними пристроями, а можливо, й навчити користуватися певними програмами.

Технології інтернету речей дають змогу значно покращити життя міст: дистанційно керувати пристроями в режимі реального часу, автоматизувати та оптимізувати безліч процесів. Переваги дистанційного збирання даних для розумних міст — це можливість зробити життя в них безпечнішим, екологічнішим та економічнішим.