Liczba ludności na świecie zwiększa się wykładniczo. Coraz więcej osób wybiera przeprowadzkę do miast i podmiejskich okolic. Aktualnie ponad połowa światowej populacji mieszka w metropoliach, a według Organizacji Narodów Zjednoczonych (ONZ) do 2030 r. na obszarach zurbanizowanych będzie stacjonować co trzeci mieszkaniec planety[1]. Jeszcze ciekawiej przedstawiają się prognozy Organizacji Współpracy Gospodarczej i Rozwoju (Organisation for Economic Co-operation and Development, OECD), według których do 2050 roku 70 procent światowej populacji i 86 procent ludności państw członkowskich OECD, będzie zamieszkiwać miasta i pobliskie otoczenie[2].
Miasta zbyt długo rozwijały się w oparciu o przestarzałe modele, nie zwracając uwagi na ewentualną kwestię przeludnienia. Wzrost liczby mieszkańców miast jest proporcjonalny do nasilenia się utrudnień i komplikacji, jak m.in. problemów z infrastrukturą, natężenia ruchu, zanieczyszczenia środowiska, efektywności energetycznej, gospodarki wodnej, zaopatrzenia, niedoborów zasobów, itp. Rozwiązaniem problemów, które poprawi jakość życia ludzi, a jednocześnie przyczyni się do powstania bardziej zrównoważonych obszarów, wydajniejszych energetycznie i mniej degradujących środowisko, są innowacyjne technologie, do wdrażania których powinny dążyć wszystkie miasta na całym świecie, niezależnie od wielkości czy poziomu zaludnienia.
Koncepcja związana z inteligentnymi miastami zaczęła kształtować się w Stanach Zjednoczonych. Już w latach 90. ubiegłego wieku stworzono dokument, w którym dokładnie opisano postęp i zastosowanie technologii informatycznych w nowoczesnych strukturach miejskich. Od tamtego czasu sporo się zmieniło - obecnie Smart City to nie tylko implementacja nowych technologii w systemach i zasobach miasta, jak: internet rzeczy (Internet of Things, IoT), sztuczna inteligencja (AI), chmura, robotyka, uczenie maszynowe czy Big Data, ale połączenie ich w całość, wykorzystanie ich w taki sposób, by dzięki nim np.: zwiększyć efektywność energetyczną czy zredukować emisję szkodliwych gazów. Zasadniczo inteligentne miasto to przebudowa obszaru lub miasta z wykorzystaniem technologii informacyjno-komunikacyjnych w celu poprawy wydajności i jakości zadań publicznych. Miasta wyposażone w inteligentne technologie stają się lepiej dostosowane do potrzeb obecnych i przyszłych pokoleń mieszkańców. Inicjatywy cyfrowe sprawiają, że elementy infrastruktury i usług miejskich, takich jak: energia, łączność, usługi komunalne, transport czy bezpieczeństwo publiczne stają się bardziej dostępne i wydajne.
Inteligentne Miasta identyfikują potrzeby obywateli i oferują rozwiązania poprawiające jakość życia i wzrost gospodarczy przy jak najmniejszym wpływie na środowisko. Wszystko odbywa się w czterech krokach: zbieranie informacji (np. przy wykorzystaniu czujników) w czasie rzeczywistym, analiza danych, komunikacja (poprzez udostępnienie wyników) oraz działanie mające na celu usprawnienie funkcjonowania. Obywatele mogą angażować się w ekosystemy inteligentnych miast i wchodzić z nimi w interakcję za pośrednictwem urządzeń mobilnych, pojazdów czy budynków połączonych z siecią. Łącząc urządzenia z danymi i infrastrukturą miasta, można obniżyć koszty, poprawić zrównoważony rozwój i usprawnić takie czynniki, jak dystrybucja energii czy wywóz śmieci, a także zaoferować zmniejszenie zatorów komunikacyjnych i poprawić jakość powietrza.
Podstawą każdego Inteligentnego miasta jest wdrożenie systemu, którego elementem jest m.in. gromadzenie ogromnych ilości danych. Zdobyte w ten sposób informacje, w czasie rzeczywistym, z różnych obszarów miasta, w tym z: budynków, obiektów, systemów ruchu, bezpieczeństwa, dostaw itp. są przetwarzane i przesyłane do określonych platform zarządzania, gdzie można je zwizualizować (dla łatwiejszej identyfikacji) i poddać dalszej analizie w celu ulepszenia infrastruktury, usług publicznych i optymalizacji zasobów.
Przykładowo IoT dostarcza informacje zebrane z takich urządzeń jak m.in. czujniki, kamery monitorujące czy lokalizatory, otrzymując dane o aktualnym stanie ruchu, wolnych miejscach parkingowych, poziomie oświetlenia czy poziomie zanieczyszczenia powietrza, a za pośrednictwem podłączonych urządzeń pozwala na zdalne zarządzanie poszczególnymi zdarzeniami.
Wspomniane inteligentne rozwiązania opierają się na dużych zbiorach danych. Przetworzenie przy wykorzystaniu tradycyjnych narzędzi byłoby niemożliwe. Z pomocą przychodzą rozwiązania oparte na Sztucznej Inteligencji, umożliwiające wykonywanie zadań, które ludziom zajęłyby tygodnie/miesiące, w ciągu zaledwie kilku sekund/minut. Zaawansowana analityka, techniki statystyczne, modele programowania, algorytmy uczenia maszynowego weryfikują złożone procesy, służą do wyszukiwania korelacji w celu wyodrębnienia istotnych informacji dla różnych użytkowników, osób lub maszyn. Umożliwiają dzięki temu szybszą reakcję, uczenie się wzorców zachowań, wykrywanie nietypowych zdarzeń czy prowadzenie analiz predykcyjnych.
Agregacja ciągle generowanych wolumenów danych w taki dużych ilościach powinna być odpowiednio zagospodarowana - informacje muszą być bezpiecznie przechowywane, uporządkowane i przede wszystkich dostępne na żądanie. Doskonałym sposobem okazują się rozwiązania chmurowe, swego rodzaju wirtualnego magazynu dużych ilości materiałów pochodzących z różnych aplikacji i czujników, a także systemu analitycznego. Wdrożenie tego rozwiązania daje miastom możliwość zwiększenia efektywności usług i obniżenia kosztów. Rozwiązania chmurowe są łatwe w utrzymaniu dla użytkowników i bezpieczniejsze niż fizyczne przechowywanie danych. Rozwiązania te są wysoce skalowalne i potrafią dynamicznie reagować na zmiany. Miasta z nich korzystające są w stanie w pełni wykorzystać IoT i stworzyć innowacyjne, połączone ekosystemy, a te z kolei pomagają zmieniać życie mieszkańców miast na lepsze.
Wszystkie wspomniane narzędzia na niewiele by się zdały, gdyby nie miały dostępu do sieci internetowej. Technologia bezprzewodowa 5G zapewnia wyższe prędkości i lepszą łączność, odgrywa także znaczącą rolę w inteligentnych miastach. Przesyłanie i pobieranie ogromnych ilości danych za pośrednictwem 5G jest znacznie sprawniejsze. Możliwy jest doskonały zasięg sieci i obsługa ogromnej liczby urządzeń IoT. 5G pozwala uwolnić potencjał Internetu Rzeczy i napędzać rozwój inteligentnych miast.
Dzięki większym prędkościom, mniejszym opóźnieniom i większej pojemności, nowa generacja technologii bezprzewodowej jest bardzo dobrze dostosowana do potrzeb użytkowników. Realny wpływ sieci nowej generacji można już zaobserwować na polskim rynku dzięki operatorowi sieci Plus.
Obecnie internet 5G Plusa dostępny jest w większości kraju. Kilka tysięcy nadajników pozwala objąć zasięgiem ponad 23 mln mieszkańców Polski.
Miasta zasilane nowymi technologiami przyniosą ogromną poprawę dla obywateli i przedsiębiorstw. Muszą one obejmować wszystkie aspekty potrzeb infrastrukturalnych i rozwiązywać problemy środowiskowe.
Budynki komercyjne zużywają najwięcej energii elektrycznej i wody a zarazem emitują sporo gazów powodujących efekt cieplarniany na naszej planecie. Jednym ze sposobów rozwiązania tego problemu jest bardziej efektywne podejście do zużycia energii i zasobów. Rozwiązania IoT dla inteligentnych budynków mogą pomóc w zarządzaniu przestrzenią, automatyzacji operacji i lepszej kontroli obiektów przestrzeni biurowych, galerii handlowych czy hoteli.
Przykładem może być system BES, który został zaprojektowany z myślą o sektorze ogrzewania, pobierających energię cieplną z ciepłowni lub kotłowni gazowych, dbając o środowisko naturalne i przynosząc wymierne efekty ekonomiczne. Wykorzystuje m.in. dane o parametrach pracy węzła cieplnego, warunki pogodowe oraz inne dane pomiarowe. Na bazie wszystkich zebranych danych system podejmuje decyzje o optymalnym wysterowaniu elementów wykonawczych węzła cieplnego.
Równie ciekawą opcją dla opomiarowania i monitoringu pomieszczeń może być wdrożenie rozwiązania Smart Zone, umożliwiającego indywidualny dobór parametrów, które chcemy zbierać, przetwarzać i analizować. Analiza obejmuje nie tylko warunki atmosferyczne panujące w pomieszczeniu, takie jak temperatura czy wilgotność powietrza, ale także wszelkie zdarzenia mające wpływ na działanie obiektu - np. pojawienie się dymu, otwieranie drzwi.
Wykorzystanie sieci NB-IoT Plusa pozwala na wdrażanie nowoczesnych rozwiązań dla sieci wodociągowych pozwalających na zdalny, w pełni automatyczny i nieangażujący człowieka odczyt stanu wodomierzy oraz prowadzenie procesu monitorowania i zarządzania przepływem wody online. Szczególnie przy opomiarowaniu wodomierzy, które często znajdują się w trudnodostępnych miejscach istotny jest właściwy dobór technologii komunikacyjnej.
Rozwiązanie dedykowane dla przedsiębiorstw wodociągowych to systemy składające się z nakładek na wodomierze, energooszczędnej transmisji NB-IoT oraz aplikacji pozwalających na monitorowanie i wizualizacje danych czy informowanie o działaniach niepożądanych.
Duże miasta często borykają się z problemem zatorów komunikacyjnych, brakiem bezpłatnych miejsc parkingowych, a co za tym idzie, wyższej emisji gazów cieplarnianych. Inteligentne rozwiązania w zakresie mobilności mają na celu rozwiązanie tego problemu i przekształcenie systemów transportu publicznego w bardziej wydajne, wygodne i ekologiczne.
Większość mieszkańców metropolii rozpoczyna i kończy swój każdy dzień pracy w ten sam sposób - dojeżdżając do pracy przepełnionym transportem publicznym lub tkwiąc w korkach ulicznych unieruchomieni we własnych samochodach. Taka codzienna rutyna to ogromny dyskomfort i strata czasu, ale najgorsze, że odbija się także na zdrowiu (stres). Usprawnienie codziennych dojazdów do pracy jest jednym z priorytetów inteligentnych miast.
Można to osiągnąć dzięki inteligentnym rozwiązaniom w zakresie kontroli ruchu, takim jak nawigacja drogowa w czasie rzeczywistym, inteligentne parkowanie (rezerwacja miejsca w danym miejscu z wyprzedzeniem przez aplikację), rozwój inteligentnych skrzyżowań, pojazdy autonomiczne, pojazdy połączone z siecią, wspólne korzystanie z samochodów i rowerów itp.
Wzrost liczby pojazdów na ulicach powoduje zatory w ruchu i zwiększa ryzyko wypadków. Inteligentne miasta mają sposób na wyeliminowanie obu sytuacji, wykorzystując czujniki kamer ulicznych. Mogą monitorować pojazdy, ich prędkość i tworzyć różnego rodzaju alerty (o korkach czy zdarzeniach drogowych), aby ostrzec kierowców o przeszkodach, z którymi muszą liczyć się na wybranej trasie.
Wspieranie bardziej ekologicznych środków transportu, takich jak wspólne korzystanie z rowerów z IoT, również stanowi ważną część inteligentnego miasta. Inteligentna wypożyczalnia rowerów elektrycznych z rozbudowaną siecią stacji bazowych może pomóc w zmniejszeniu zatorów na drogach przy jednoczesnym promowaniu ekologicznej mobilności.
Komunikacja miejska ekstremalnie zanieczyszcza powietrze w miastach. Każde zanieczyszczenie powietrza może być przyczyną chorób - nie tylko układu oddechowego, ale też udarów, nowotworów, zawałów serca, alergii itp. Z myślą o ludziach i uchronienia tego co mają najcenniejsze powstają zeroemisyjne, miejskie autobusy wodorowe, które nie emitują spalin, oczyszczają powietrze, a jedyne co trafia do atmosfery z "rury wydechowej" to para wodna.
Pomimo tego, że miasta zajmują zaledwie kilka procent z całej powierzchni Ziemi, to właśnie one zużywają ok. 80 procent światowej energii. Nikogo nie powinno dziwić, że ludzie zaczęli szukać alternatywnych, bardziej efektywnych sposobów jej konsumowania, które będą przy okazji miały mniej degradujący wpływ na środowisko. Inteligentne oświetlenie uliczne to jedno z najprostszych i najdoskonalszych rozwiązań pozwalających zmniejszyć zużycie energii. Latarnie uliczne mogą być wyposażone w panele fotowoltaiczne oraz w czujniki wykrywające ruch. Mogą automatycznie reagować w zależności od sytuacji - zwiększać natężenie światła w przypadku złych warunków pogodowych lub gdy zbliżają się ludzie/pojazdy, czy przechodzić w stan oszczędzania i przyciemniać się, gdy przez dłuższy czas nie zostanie wykryty ruch. Czujniki te mogą również rozróżniać rodzaj zbliżającego się pojazdu, a w przypadku konieczności przejechania ambulansu lub wozu strażackiego światła mogą zmienić kolor na inny lub zacząć migać. Władze miejskie otrzymują raporty, dzięki czemu mogą oceniać poziom zużycia energii elektrycznej i zarządzać lampami za pośrednictwem aplikacji. Tego rodzaju automatyzacja jest możliwa do zrealizowania dzięki odpowiednio zaprojektowanym, serwisowanym i aktualizowanym na bieżąco licencjonowanym systemom, które dostępne są u wieloletnich, cieszących się uznaniem partnerów telekomunikacyjnych, jak na przykład u operatora sieci Plus, który dysponuje szerokim wachlarzem technologii i co ważniejsze - potrafi je odpowiednio wykorzystać w zależności od projektu.
Oczywiście do efektywnego działania potrzebna jest właściwa sieć. To właśnie ona pozwala uwolnić potencjał Internetu Rzeczy i napędzać rozwój inteligentnych technologii. Najważniejsze by była stabilna i bezawaryjna. Doskonałe przykłady takiego dostępu znajdują się w ofercie sieci Plus - stacjonarny światłowód oraz bezprzewodowe 5G.
Poczucie bezpieczeństwa fizycznego jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o jakości życia. To kolejny obszar, w którym nowe technologie mogą się przydać. I nie będzie do tego potrzebny znany z serialu "Robocop" superglina. Mapowanie przestępczości w czasie rzeczywistym, predykcyjne działania policji i inteligentne systemy bezpieczeństwa mogą również sprawnie zwalczać przestępczość, zapobiegać ofiarom śmiertelnym i zmniejszać liczbę incydentów.
Kamery monitorujące umieszczone na ulicach miast wyposażone w technologie rozpoznawania twarzy mogą ułatwić proces identyfikacji poszukiwanych. Czujniki mogą monitorować aktywność w niebezpiecznych strefach, a drony pomagać je eksplorować. Do tego dochodzą także aplikacje alarmowe, które oferują wsparcie osobom znajdującym się w niebezpieczeństwie, wysyłając powiadomienia do funkcjonariuszy policji (lub innych osób, które mogą pomóc) o miejscu ich pobytu. Wystarczy jedno kliknięcie, by aplikacja połączyła ofiarę ze służbami ratunkowymi, udostępniając jej dokładną lokalizację.
Możliwości do polepszenia jakości życia wydają się nieskończone - wszystko zależy od budżetu, zaangażowania urzędników i prywatnych przedsiębiorstw, a także samego społeczeństwa, które w wielu przypadkach musi wyrazić aprobatę, nauczyć się korzystać z nowopowstałych, technologicznych dóbr. A wszystko po to, by obecnym i kolejnym pokoleniom funkcjonowało się lepiej.
[1] https://www.un.org/development/desa/pd/sites/www.un.org.development.desa.pd/files/undes_pd_2020_popfacts_urbanization_policies.pdf
[2] https://www.oecd.org/regional/greening-cities-regions/compact-city.htl
Materiał promocyjny