Nadchodzi czas myślących miast

Termin "Smart City", (czyli "Inteligentne Miasto") jest dziś odmieniany przez wszystkie przypadki, wołacza nie wykluczając. Co ciekawe. sama definicja nie jest w pełni ugruntowana, o czym łatwo się przekonać guglowaniem. Na potrzeby tego artykułu przyjmiemy, że "Inteligentne Miasto" to miasto, w którym wdrażany jest zestaw inteligentnych rozwiązań technicznych służących ułatwieniu codziennego życia jego mieszkańców oraz zmniejszających koszty jego funkcjonowania - pisze w artykule dla TELEPOLIS.PL Maciej Kocięcki, dyrektor rozwoju M2M i partnerstw Orange Polska.

Skąd to dość nagłe zainteresowanie "Inteligentnym Miastem"? Już obecnie około 55% ludności świata żyje w miastach, a procent ten ma zwiększyć się według prognoz ONZ w 2050 roku do 70%. Oznacza to, że do miast "przybędzie" w tym czasie około 3 (trzy!) miliardy ludzi, a miasta już dziś są olbrzymim konsumentem energii i wody, producentem śmieci oraz odpadów. Są również miejscem gdzie przemieszczają się tłumy ludzi samochodami, rowerami, autobusami, itp. a stres - szczególnie ten wywołany poczuciem bezproduktywnej straty czasu - staje się coraz powszechniejszy.

Z drugiej strony od kilkunastu lat mamy do dyspozycji nowe technologie komunikacyjne, pomiarowe oraz związane z inteligentnym przetwarzaniem danych, które powinny znacząco usprawniać nasze codzienne życie z jednoczesną optymalizacją zużycia zasobów, w tym energii, czy wody.

Przyjrzyjmy się najpierw technologii. Dostępność sieci komórkowej w miastach sięga już 100%, a jej kolejne wersje LTE wprowadzają wielkie prędkości transmisji nawet ponad 100 Mb/s i dużą pojemność w sensie obsługi wielu, jednocześnie zalogowanych kart SIM. Tym samym obok klasycznej transmisji pakietowej danych mamy również możliwość skutecznego przesyłania wideo (streaming) w wysokiej rozdzielczości. Powszechność mikroprocesorów i ogólnie wielofunkcyjnych układów scalonych (w tym pamięci) o niskim poborze energii umożliwia budowę coraz tańszych i dowolnie specjalizowanych urządzeń pomiarowych i wykonawczych, czujników, kamer, itp. Doposażenie ich w odpowiedni moduł komunikacyjny w sieci komórkowej pozwala podłączyć je do centralnego serwera danych (kłania się tu popularny już dziś model cloud computingu, czyli przetwarzania chmurowego) zbierającego, przechowującego i przetwarzającego dane w celu odpowiedniego ich zaraportowania lub podjęcia, także automatycznej, decyzji. Sama transmisja danych między takimi urządzeniami, tzn. np. czujnikiem i serwerem, nosi nazwę M2M (ang. machine to machine, czyli maszyna do maszyny). Z uwagi na specyfikę tego rodzaju komunikacji operatorzy zwykle wydzielają obsługę kart SIM służących do M2M i budują dla nich specjalne taryfy. Liczba kart SIM pracujących na rzecz M2M w Polsce sięga już 2 milionów i obecnie przyrasta w tempie około 20% rok do roku.

Popatrzmy teraz, jaką przykładową informację z miasta, istotną dla jego mieszkańców, możemy zebrać: natężenie ruchu kołowego, zajętość parkingów, poziom wypełnienia pojemników na śmieci, poziom zanieczyszczenia powietrza, poziom hałasu, zgłoszenia o uszkodzeniach nawierzchni drogowej, liczba pasażerów korzystających z komunikacji miejskiej, lokalizacja taboru komunikacji miejskiej, interwencje policji i innych służb, oświetlenie ulic, różnorodne awarie ...

Dysponując taką wiedzą zebraną w czasie rzeczywistym i odpowiednio kompletną, możemy na podstawie inteligentnych algorytmów i modeli matematycznych wdrażać wiele usług "Smart City". Ciekawsze przykłady to:

• analizowanie pod przyszłe inwestycje i sterowanie ruchem drogowym ("zielona fala"). Wykorzystywana informacja pochodzi ze stacji bazowych, w których logują się SIM-y telefonów komórkowych, a także z nadajników GPS zainstalowanych w niektórych samochodach. Zauważmy przy tym, że poziom niezbędnej inwestycji w takie właśnie, stricte "komórkowe" rozwiązanie jest niższy niż wtedy, gdy budujemy np. specjalne pętle indukcyjne w nawierzchni dróg,
• czujniki miejsc parkingowych wraz z odpowiednią aplikacją smartfonową eliminują czas poszukiwania wolnego miejsca do zaparkowania. Zmniejsza to zanieczyszczenia i oczywiście eliminuje stres,
• kosze na śmieci wyposażone w prasy zwiększające ich skuteczną pojemność nawet do 8 razy oraz czujniki zapełnienia. Ich opróżnianie można dzięki temu zoptymalizować tak pod względem czasu jak i drogi do pokonania,
• dzięki odpowiednim urządzeniom z GPS możemy informować o dostępności komunikacji miejskiej i budować sobie przy pomocy odpowiedniej aplikacji smartfonowej optymalną trasę dojazdową w danym momencie,
• wymiana lamp sodowych na LED-owe pozwala regulować natężenie oświetlenia ulic w funkcji potrzeb, przyczyniając się dodatkowo do znacznego zmniejszenia konsumpcji energii elektrycznej. Podobnie instalacja odpowiednich czujników i urządzeń w sieci wodociągowej umożliwia szybkie wykrywanie i umiejscawianie awarii, bardzo przydatne szczególnie w miejscach narażonych na tąpnięcia (szkody górnicze) czy nawet lekkie trzęsienia ziemi.