Живеем в ерата на урбанизацията. През последните 10 години половината световно население се е преселило в градовете. Говори се, че 70% от населението на Земята до 2050 година, ще живее в големите населени места. Тази тенденция ще доведе до появата на все повече и повече мегаполиси – градове с над 10 милиона жители.

През 2014 година мегаполисите бяха 28, през 2030 година кой знае какво ще се се случи… може би броят им ще надвишава 40. В следствие на това изискванията към инфраструктурата също ще нараснат.

Много градове вече страдат от липса на жилища, адекватна инфраструктура и сигурно енерго- и водоснабдяване. Към това се добавя и нарастващият риск от природни бедствия вследствие на климатичните промени, за които се говори толкова пламенно през последните няколко години. Емисиите от транспортния сектор, допринасят значително за това развитие. Скорошни проучвания твърдят, че най-ефективната нисковъглеродна стратегия би била изцяло да се електрифицира целия транспорт. Някои държави вече са се насочили в тази посока.

Чист въздух и вода за всички

Възможността градската среда да се влоши в резултат от климатичните промени е доста голяма. В много градове предприемат нужните превантивни мерки, за да може да се радваме на чист въздух вместо смог; да се стимулира електрическата мобилност, за да се облекчат задръстванията; да се насърчи снабдяването с чиста питейна вода и достъпна електроенергия от възобновяеми източници, която не трябва да забравяме, че е на разположение винаги, когато имаме нужда от нея.

Тъй като все повече градове вървят към тези цели, те ще разчитат все повече на цифрови ресурси, които например ще наблюдават данните за емисиите и гъстотата на трафика и на тази база ще координират местния обществен транспорт и времето за превключване на светлините на светофарите. Също така ще използват дигитални технологии, за да информират хората за най-добрите начини, по които да достигнат своята дестинация, независимо дали карат своите автомобили или използват системата за обществен транспорт.

Ефектите са изненадващи. Скорошно проучване на Siemens, в сътрудничество с Arup, което разглежда Лондон като емблематичен пример за умен град, сочи, че “умното” управление на уличното паркиране в район в източната част на града, може да спести на шофьoрите, които си търсят място за паркиране до 33 000 часа, които биха били прекарани в колата. Общите индиректни ползи от това спестено време се равняват на €870.000.

Прогнози за умните градове

За създаването на един умен град трябва да се повишат знанията за функционирането на неговата инфраструктура, вариращи от управлението на водата и енергията до трафика, качеството на въздуха и осветлението. Всеки голям град разполага с безброй сензори и измервателни уреди, които събират данни от тези и други източници. Предизвикателството, пред което сме изправени е да превърнем тази лавина от данни в приложима информация.

Отговорите как може да се направи това дава интелигентният софтуер. Например City Performance Tool (CyPT) на Siemens показва на градските власти как да постигнат екологичните си цели, като същевременно демонстрира как всяко решение, свързано с инфраструктурата, ще повлияе върху създаването на работни места и върху растежа на инфраструктурния сектор.

Много други софтуерни програми обаче включват по-сложни системи, известни като невронни мрежи. Това са компютърни модели, които работят по начин, подобен на човешкия мозък. Могат да бъдат обучени да разпознават взаимовръзките и да използват тези знания, за да правят прогнози.

Пример за резултати, които са възможни благодарение на невронните мрежи, е софтуерът, разработен от Siemens. Той може много точно да предскаже нивото на замърсяване на въздуха в големите градове няколко дни предварително.

Подобни прогнози ще позволят на интелигентните мрежи да компенсират колебанията в електрозахранването, причинени от променящите се климатични условия.Вече има първи стъпки в тази посока; например управлението на автопарка от електрически автомобили може да бъде интегрирано в системите за управление на сгради, така че превозните средства да могат да служат като устройства за съхранение на енергия.

От Smart Data до нови пазари

Бъдещето на умните градове ще бъде оформено от Internet of Things (IoT) като мрежова технология и Smart Data като технология за прогнозиране. Ще може да се координира производството и потреблението на електроенергия по-точно от всякога. Това развитие ще доведе обединяване на пазарите за отопление и електроенергия, интегриране на промишлените съоръжения и сгради.

Едно от решенията в това отношение се предлага от MindSphere – отворена, облачно базирана IoT операционна система от Siemens, която предоставя както свързаност, така и разнообразие от индустриални приложения, така че всяко предприятие, може да започне да анализира данните. На същия принцип градовете и операторите на инфраструктурата могат да разработят свои IoT приложения.

Компютри на открито

Какво е необходимо, за да направим градовете “по-умни” и по-годни за живеене? Градовете няма да изглеждат много по-различни в бъдещето. “Това, което ще се промени, обаче е начинът, по който ние възприемаме градовете”, казва Карло Рати, архитект, инженер и професор в катедрата по градоустройство и планиране на Масачузетския технологичен институт. Цифровите технологии вече са въведени във всички области на управление на градовете през последните 10 години. Според Рати градовете все по-често ще се превръщат в “компютри на открито”.