Чикаго «умнеет» на глазах
Чикаго — город ветров на пересечении денежных потоков, второй после Нью-Йорка экономический центр США сегодня всерьез претендует на то, чтобы в обозримой перспективе, как минимум, сравняться по уровню развития и интеграции умных цифровых технологий с ведущими интеллектуальными центрами Азии и Европы. Об амбициозных планах администрации города в реализации программы Array of Things, призванной до конца 2017 года превратить Чикаго в эпицентр интернета вещей Среднего Запада мы расскажем в этой публикации.
Среди лидеров марафона, успевших ранее других отреагировать на динамично развивающийся тренд современности — концепцию умного города сегодня особо заметны Азиатские и Европейские проекты. Первыми задали темп Барселона и Амстердам, практически сразу за ними эстафету подхватили в Южной Корее, Японии, Сингапуре и Индии. В странах Азии, где потребность в умных технологиях обусловлена сверхвысокой плотностью населения, программы по интеллектуализации городской инфраструктуры получили государственную поддержку. Как это не странно, но США, десятилетиями аккумулирующие самый передовой интеллектуальный потенциал планеты, оказались в роли догоняющих. Только в сентябре 2015 года администрация Обамы отыскала в бюджете страны $160 млн. на развитие национальной программы «Smart Cities». После распределения на долю Чикаго достался $3.1, что во многом способствовало осуществлению планов чикагского муниципалитета, пообещавшего городу в марте 2015 года второе рождение и статус «эпицентра интернета вещей» Среднего Запада.
Самостоятельные устройства — часть нашего завтра
Индустрия 4.0 и интернет вещей — квинтэссенция городов будущего, самые невероятные концепты которых оживленно обсуждают и разрабатывают футурологи и инженеры всего мира. Холодильники, самостоятельно формирующие заказы и отправляющие их в службу доставки, самоуправляемые автомобили, сводящие процент аварий к абсолютному минимуму, централизованно управляемые в режиме реального времени муниципальные сервисные службы — все эти и многие другие возможности объединит в рамках единой концепции умный город будущего.
Концепция индустрии 4.0 которая в 2011 году была сформулирована немецкими учеными пророчит скорую и неминуемую четвертую промышленную революцию, предполагающую массовое подключение индустриального оборудования к сети с целью полной автоматизации производства. С другой стороны, автоматизацией и оптимизацией процессов в повседневной жизни горожан «займется» интернет вещей, использующий подключенный через Wi-Fi модуль дистанционного управления, интегрированный в любые устройства — от тостера, кондиционера, входной двери и системы полива — до автомобиля, уличного фонаря и скамейки. Тогда со звонком будильника будет оживать весь дом, в котором вещи, окружающие нас в нашем жизненном пространстве будут взаимодействовать друг с другом в режиме реального времени практически без нашего участия.
Представить себе интеграцию технологий на таком уровне в нашем повседневном быту пока сложновато. Но, как свидетельствует статистика, объем данных передаваемых по сети уже несколько последних лет ежегодно увеличивается вдвое. С другой стороны, если суммарный объем всей цифровой информации по итогам 2006 года оценивался в 0,16 зеттабайт, то, в соответствии с прогнозами ведущих аналитических компаний, к 2020 году общий объем годового цифрового трафика будет описываться цифрой в 44 зеттабайта.
Любопытный прогноз на перспективу предоставила компания Cisco, активно продвигающая цифровые технологии будущего на азиатский рынок. Согласно мнению аналитиков компании, 99,4% физических объектов, потенциально рассматриваемых в качестве звена глобальной сети интернета вещей пока что в нее не вошли. При этом в 2008–2009 годах количество устройств, подключенных к сети превысило численность населения земного шара. Таким образом, по образному утверждению специалистов Cisco, уже к концу минувшего десятилетия интернет людей было бы логично назвать интернетом вещей.
Низкий старт
Присутствие передовых технологий все отчетливее дает о себе знать на улицах многих городов США. Так в Нью-Йорке уже сегодня ведется интернет-мониторинг пожароопасных зданий, а на улицах установят до 7500 точек доступа к высокоскоростному (1Гб/с) бесплатному интернету. В Бостонских парках и скверах можно присесть на скамейку с солнечными батареями, подзарядить гаджет, а заодно и уточнить по данным встроенного анализатора уровень загрязнения воздуха. Чикаго, будучи вторым после Нью-Йорка экономически центром страны и первым по значимости торговым узлом сыграл на опережение, запустив раньше всех в 2012 году цифровую аналитическую платформу WindyGrid.
К WindyGrid стекается самая разнообразная полезная информация со всего Чикаго: начиная с движения автобусов и статистики обращений в службу 911 — до информации о зданиях в городе, имеющих определенную историческую ценность. Помимо сбора и анализа поступающих данных, сервис отслеживает подозрительную уличную активность через HD-камеры, встроенные в фонари уличного освещения.
Обработанная информация заносится в соответствующие тематические подразделы на сайте Plenario в открытом виде с привязкой к карте города и доступна для обозрения на городском портале City of Chicago open data portal
marchello74 / iStock
Одно из нововведений, которое, по мнению муниципалитета Чикаго, поможет взять под контроль проблему борьбы с грызунами, — установка датчиков, работающих на солнечных батареях на мусорных баках. По данным отчетов санитарных служб, полученные данные за короткое время позволили сократить численность грызунов в критически опасных районах на 20%.
В 2013 году компанией UI LABS была запущена программа по развитию интеллектуальной инфраструктуры Чикаго — City Digital, акцентирующая внимание на четырех ключевых направлениях жизнеобеспечения: «транспорте», «управлении энергией», «воде и санитарии», «инфраструктуре». По двум последним в том же году стартовали пилотные проекты, на которых стоит остановиться несколько подробнее.
Один из проектов посвящен изучению возможности использования полезной способности зеленых насаждений снижать уровень сточных вод. Датчики, установленные в дренажной системе, отправляют информацию в облако для дальнейшего анализа. На основании полученных данных была составлена карта с конкретными рекомендациями по озеленению. Второй проект посвящен разработке навигационной платформы для поземной городской инфраструктуры. Используя гидролокационные устройства, и полученные с их помощью данные специалисты создали виртуальную карту подземных водо-, газо-, электро- и теле- коммуникаций, а также метрополитена. Возможность оперативной оценки всей городской подземной коммуникационной инфраструктуры, исправности и эффективности работы ее отдельных участков позволила оптимизировать процесс мониторинга и существенно сократить расходы на выявление и последующее устранение обнаруживаемых дефектов. Следующие на очереди с октября 2016 года пилотные проекты по оптимизации «транспортной сети» и «управлению энергией».
Array of Things
Создание на территории Чикаго глобального «фитнес-трекера», позволяющего собирать и анализировать в реальном времени подробную информацию о погоде, уровне шума, дорожном движении, состоянии воздуха, воды, городских коммуникаций и прочие данные занялась компания Argonne National Laboratory, предложившая использовать для этой цели аналитическую платформу Argonne Waggle Platform.
Для сбора части полезной информации было решено использовать специальные устройства — ноды в виде компактных цилиндров высотой 35 см. Нод комплектуется набором датчиков и каждые 15 секунд отправляет на центральный сервер информационный пакет с данными о о давлении, уровне шума, освещенности, влажности и температуре воздуха, содержании CO2, NO2, SO2 и концентрации озона. Данные анализируются Argonne Waggle Platform и транслируются на экранах смартфонов горожан при помощи приложения. В дополнение к сухой статистике сервис выдает пользователю и более подробные полезные рекомендации с учетом полученных данных.
Старший научный разработчик Аргоннской национальной лаборатории Чарли Кэтлетт показывает камеру, спрятанную в сенсорный бокс в форме пчелиного улья Antonio Perez / Chicago Tribune
Проект Аргоннской национальной лаборатории Array of Things Antonio Perez / Chicago Tribune
Пит Бекман показывает изображение неба, которое передается с тестового сенсора Antonio Perez / Chicago Tribunee
Ученики Lane Tech установили в школьной столовой собственный сенсор, который измеряет влажность, температуру, а также уровень содержания водорода, углерода и метана Antonio Perez / Chicago Tribune
Компьютерный сенсор, созданный учениками Lane Tech High School Antonio Perez / Chicago Tribune
Следующим шагом станет изучение взаимосвязи между условиями, создаваемыми в пределах городской инфраструктуры и тенденциями к распространению и прогрессированию ряда заболеваний, таких, как бронхиальная астма. В зоне особого внимания окажутся и проблемы, связанные с регулированием городского трафика и мониторинга уровня поднятия вод в водоемах региона.
Оснащение нодов инфракрасными камерами позволит отследить наледи на тротуарах, что даст возможность городским службам оперативно, дозировано и локально устранять последствия стихии применив соли и реагенты. Такой подход, по мнению специалистов и представителей муниципалитета, позволит не только сэкономить немалые средства в городском бюджете, но и сократить количество вредных веществ загрязняющих реку Чикаго и озеро Мичиган.
Несколько нодов в рамках пилотного проекта были установлены на здании University of Chicago в 2013 году. В первом квартале 2016 было установлено уже 50 подключенных устройств, к началу 2017-го планируется увеличить эту цифру до 200, а к концу 2017 довести их количество до 500.
Как мы уже отметили, в 2015 году из национальной программы развития технологий умного города Чикаго была выделена сумма в $3,1 млн, которая позволила частично покрыть расходы, связанные с новыми и существующими пилотными проектами. На разработку и полевые испытания аналитической платформы Argonne Waggle Platform компания Argonne National Laboratory уже затратила около $1 млн. И еще $150 000 ей было инвестировано в пилотный проект. Муниципалитет Чикаго взял на себя затраты, связанные с разработкой, производством, установкой, вводом в эксплуатацию и энергоснабжением нодов. Стоимость начального комплекта оценивается в $500, стоимость перспективного комплекта с предустановленными камерами и расширенным набором сенсоров оценивается уже в $2000.
tupungato / iStock
Timothy_Wang / iStock
Полная свобода доступа
Первые ощутимые результаты в виде дополнительных поступлений в городской бюджет и качественного улучшения работы инфраструктуры авторы муниципального проекта City Digital ожидают зафиксировать уже в этом году. Основные надежды, все же, возлагаются на интеграцию сервисов AoT. Вместе с тем, сегодня доступ к уже действующим на благо города и горожан разработкам пока совершенно свободен. Организации и инициативные группы, инженеры-энтузиасты и жители Чикаго в любой момент могут предложить дополнить уже существующую инфраструктуру своими инновационными проектами и дополнениями, направленными на улучшение качества жизни.
Одно из приоритетных направлений развития, на котором акцентируется особое внимание — экология. Это вполне понятно: необходимость постоянного «мониторинга качества жизни» на всех уровнях крайне важна не только для жителей города, но и для многочисленных туристов, исправно пополняющих городской бюджет. Тем более, что привлекательность Чикаго, как пляжного курорта растет год от года. В 2016 году город ветров был признан лучшим пляжным городом США, опередившим Лос-Анджелес, Майами, Сан-Франциско и Гонолулу.
«Бюджет любого города, даже такого, как Чикаго, не бесконечен, и нет никаких причин не поделиться результатами разработок со всеми желающими на безвозмездной основе. С другой стороны, мы намерены использовать открытые ресурсы других умных городов, ведь, в конечном счете, мы все работаем на будущее, в котором интересы каждого становятся одинаково важны», — подчеркнула руководитель информационной службы Чикаго Бренна Берман.
Неприкосновенность частной жизни
Одно из основных условий, на котором настаивают сами авторы проекта Array of Things — особый акцент на недопустимости использования полученных данных во вред частной жизни жителей города. С этой целью сбор любого типа данных согласовывается с городским департаментом по безопасности и охране частной жизни.
Как утверждают авторы проекта и разработчики систем, интегрируемых в City Digital, AoT не касается и в перспективе не коснется конфиденциальной информации жителей Чикаго, поскольку все датчики, «добывающие» полезную информацию для последующего анализа собирают ее в пределах городской инфраструктуры, не затрагивая происходящего в частных апартаментах. Кроме того, текущая регистрируемая «сырая» информация нигде не сохраняется и никуда не пересылается: на головной сервер отправляются только конченые результаты измерений.
Примечательно, что руководствуясь соображениями приватности, разработчики пилотных проектов на данном этапе отказались от использования для связи со смартфонами пользователей беспроводных каналов связи Wi-Fi и Bluetooth. Вместе с тем, гарантировать, что в перспективе, руководствуясь соображениями рациональности и комфорта, муниципалитет не отменит такое ограничение, сегодня не может никто.
Неприкосновенность личного пространства — основная тема для беспокойства не только жителей Чикаго, но и любого другого города, пожелавшего присвоить себе статус «умный». Вопрос действительно не праздный, ведь в зоне практически свободного или почти свободного доступа, помимо частной сети IoT могут оказаться многие объекты городской инфраструктуры. Обычной станет сверхтаргетированная реклама, обращающаяся к вам буквально отовсюду и создающая иллюзию личного контакта, а на самом деле чутко и моментально реагирующая на смену вашего настроения посредством камеры слежения. Добавьте сюда возможности современных технологий распознавания лиц и получите в свое распоряжение «личного бесплатного рекламного агента», который будет сопровождать вас при перемещении всегда и по любым маршрутам. И это только один из примеров, коих может быть множество.
Поневоле возникают ассоциации с компьютерной игрой Watch Dogs, вышедшей в 2014 году. Главный герой — хакер, живет и действует в Чикаго, по версии создателей, тотально подключенного к сети. Взлом городских сетей позволяет хакеру подслушивать разговоры, получать доступ к исчерпывающей информации о жителях и чинить козни на уровне городской инфраструктуры. Показательны слоганы рекламной кампании игры «Все взаимосвязано. Связь — есть власть» и «Взлом — это наше оружие», которые удивительным образом созвучны опасениям горожан.
Конечно, нарисованная нами картина, на нынешнем развитии интернета вещей пока что не более чем плод воображения. Но существуют и другие вызовы, которые могут оказаться значительно ближе и куда более насущными и болезненными. Обратной, не столь комфортной и многообещающей стороне интернета вещей в рамках концепции умного города, мы посвятим отдельный материал.
Спасибо за внимание и время, которое провели вместе с нами.
T&P
На этом всё, с вами был простой сервис для выбора сложной техники Dronk.Ru. Не забывайте подписываться на наш блог, будет ещё много интересного…
