FOLLOW US ON SOCIAL

Posted On

29
Квітень
2021

Розумне місто як реалізація кіберфізичної системи в умовах урбанізації

Станько Андрій
(Тернопіль, Україна)
СУЧАСНІ ІНФОРМАЦІЙНІ ТЕХНОЛОГІЇ
(Комп’ютерна інженерія)
РОЗУМНЕ МІСТО ЯК РЕАЛІЗАЦІЯ КІБЕРФІЗИЧНОЇ СИСТЕМИ
В УМОВАХ УРБАНІЗАЦІЇ
З розвитком інформаційних та комунікаційних технологій міграція населення у міські райони зростає. Урбанізація стає глобальним явищем, тому розвиток розумних міст в таких умовах неминучий. Кіберфізичні системи (КФС) підтримують нашу повсякденну діяльність. КФС стає все більш важливим для розумних міст. Розумні міста можна розглядати як масштабну реалізацію КФС.
Завдяки технологічним досягненням у сфері комунікацій та обчислювальної техніки міграція людей зростає. Рушіями такої міграції є отримання кращого комфорту, освіти, охорони здоров’я та працевлаштування.
Згідно з доповіддю ООН, населення світу у найближчі 30 років збільшиться на 2 мільярди осіб – із 7,7 мільярда станом на 2019 рік та 7,9 мільярда станом на 2021рік до 9,7 мільярда у 2050 році. [1]. У 2000 р. Близько 47 відсотків населення світу проживало в міських районах, у 2018 році частка зросла до 55 відсотків. [2]. В мегаполісах проживає щонайменше 2,59 мільярда людей, що еквівалентно третині світового населення. Кількість людей, що мешкають у мегаполісах, у 2035 р. зросте до 3,47 млрд., що становить 39% від загальної кількості населення світу та 62,5% міського населення світу. [3].
«Розумне місто» визначається як місто, яке функціонує шляхом інтеграції інформаційних та комунікаційних технологій (ІКТ), інфраструктури та інтелектуальних пристроїв для забезпечення сталого розвитку. Міста стають «розумними», щоб забезпечити економічну життєздатність та комфорт, як наслідок розвиток «розумних міст» неминучий.
Кіберфізичні системи (КФС) – це інноваційні системи з інтеграцією обчислювальних та фізичних систем. Компонентами КФС є зв’язок, управління та обчислення. КФС та IoT підтримують нашу повсякденну діяльність. КФС дозволяють пристроям збирати та обробляти дані.
Сучасні «розумні міста» – це масштабна інтеграція КФС, де давачі фіксують кібер- та фізичні компоненти. Обробка інформації робить КФС ключовим компонентом. «Розумне місто» – це інтеграція технологічної платформи та інфраструктури міста для вирішення наступних викликів [4].
1) Мобільність та урбанізм
2) Охорона здоров’я
3) Безпека
4) Міські мережі (вода, електроенергія, відходи)
5) Е-урядування
6) Економіка (Туризм, промисловість, підприємництво)
7) Освіта
Існуючі ІКТ-рішення, зважаючи на мінливі динамічні та різнорідні системи, самостійно не можуть запропонувати комплексний підхід до вирішення викликів у побудові «розумного міста». Проте у складі КФС інформаційні та комунікаційні технології запропонують необхідні інструменти та механізми, що підтримують зміни у фізичних системах, що у свою чергу допомагає екосистемам «розумного міста».
Модель розумного міста базується на таких елементах: «Розумна» економіка, «розумні» люди, «розумний» спосіб життя, «розумне» середовище.
Розробка та реалізація проектів розумного міста передбачає використання наступних технологій: великі дані та хмарні обчислення, архітектуру, орієнтовану на обслуговування (SOA), мережі та IoT.
Переваги КФС у розумному місті: постачальники послуг надаватимуть розширені послуги громадянам, модернізація комунальної мережі, покращення доступність та зручність використання фізичних інфраструктур.
Проблеми для КФС та розумного міста: великі та складні мережі, обмежені ресурси та бюджетні обмеження, атаки та питання безпеки, надійність та управління даними, стабільна робота у реальному часі.
Інфраструктура ІКТ є основою розумного міста. КФС підтримує відкритість та необхідну координацію ІКТ Параметри розумного міста, програми КФС та ефекти використання КФС наведені в Таблиці 1.
Завдяки розвитку нових технологій, таких як великі дані, IoT та хмарних обчислень, що призвело до створення розумних міст. Розвиток розумних міст неминучий. Розумні міста можна розглядати як масштабну реалізацію КФС.
Концепція розвитку таких міст лише на початку втілення в Україні, а реалізовані елементи «розумного міста» є неупорядкованими та не пов’язаними. Бюрократичні процедури і нестабільна економічна ситуація в Україні уповільнюють ініціювання цифрових рішень. Враховуючи кількість технологій і темпи їх розвитку у світі, трансформація міст повинна відбуватися постійно. Щоб розвивати технології «розумного міста», владі, підприємствам та громадським організаціям необхідно аналізувати відкриті дані, ухвалювати ефективні рішення, створювати стратегії інновацій для покращення життя містян та раціонального використання ресурсів.
Таблиця 1
Ефекти використання КФС у «розумному місті»
Параметри розумного міста Застосування КФС Ефекти
Управління E-управління та E-демократія Якісні та ефективні послуги громадянам
Безпека Координація обладнання спостереження Покращення якості життя та зменшення кількості злочинів
Міські послуги Технології інтелектуальної мережі Менше споживання палива
Мобільність E-мобільність за допомогою GPS Зменшення заторів, шуму, викиду газу

Література:
1. World Population Prospects 2019: Highlights [Internet]. 2019. Available from: https://www.un.org
2. Population Division of the United Nations Department of Economic and Social Affairs.[Internet]. 2020. Available from: https://www.un.org
3. Global State of Metropolis 2020 – Population Data Booklet.[Internet]. 2020. Available from: https://unhabitat.org/
4. Jabbar Akhil «Cyber Physical Systems for Smart Cities Development» International Journal of Engineering & Technology 7(4):36-38 2018