Коли міста стануть по-справжньому розумними

Опубликованно 31.12.2017 00:42

З кожним роком процес урбанізації б\'є рекорди. Загальна кількість людей, що проживають в містах, за різними оцінками становить 4 млрд. За прогнозами UNICEF, до 2050 року в містах буде мешкати близько 70% світового населення. Збільшення населення означає не тільки розширення самих міст та їх агломерацій, але і зростання потреб. Щоб задовольнити ці запити, а також максимально ефективно використовувати простір, міста повинні ставати розумними. По-справжньому розумними. Місто тисячі пристроїв

До мереж бездротового зв\'язку сьогодні підключено близько 16 млрд пристроїв. Переважно це телефони, ноутбуки і планшети. Цілком звичні нам речі. Проте вже в найближчому майбутньому кількість підключених пристроїв зросте на порядок.

Згідно з останнім прогнозом Ericsson Mobility Report, в 2022 році кількість підключених девайсів буде дорівнювати 29 млрд, 18 млрд з яких будуть ставитися до пристроїв світу розумних речей (без урахування смартфонів, планшетів та ін).

Це означає, що безліч датчиків, сенсорів, регуляторів різних типів будуть вбудовані в предмети вжитку разом з чіпами для зв\'язку, що перетворюють звичайні речі в гаджети. Промислові установки, медичне обладнання, громадський і вантажний транспорт, міська інфраструктура — підключеним виявиться все.

Що потрібно, щоб "підключити" місто?

За великим рахунком, для створення "розумного міста" потрібно всього дві речі: наявність підключених пристроїв і каналу зв\'язку, який дозволив би їм "спілкуватися" між собою і з центром управління.

При цьому зв\'язок для передачі IoT-даних повинна бути однаково надійною у всіх куточках міста ? як на вулиці, так і в приміщеннях. Мобільні мережі з їх практично повсюдним поширенням та високими стандартами безпеки є ідеальним вибором для забезпечення IoT-комунікацій. Але не все так просто.

Незважаючи на бурхливий розвиток світу Інтернету речей, основне завдання мобільних мереж все ще полягає в забезпеченні доступу абонентів до мобільного широкосмугового інтернету. Однак у системи "розумного" міста вимоги до покриття можуть значно відрізнятися від потреб звичайних користувачів. Наприклад, доступ до мережі повинні мати датчики затоплення, встановлені глибоко в каналізаційних шахтах, а підключені лічильники в підвалі приватного будинку повинні своєчасно передавати дані до провайдера електроенергії. Природно, ці зони виходять за рамки стандартного покриття, адже спроектована під абонентів мережа не передбачає наявності мережі в таких важкодоступних місцях. Хіба що сантехніки створять таку потребу, почавши масово вести онлайн-трансляції з затоплених каналізаційних шахт!

Вирішують цю проблему нещодавно стандартизовані технології передачі даних Cat-M1 і NB-IoT. Обидва цих рішення розгортаються поверх існуючих LTE-мереж і забезпечують зв\'язок, необхідну для підтримання тисяч IoT-пристроїв.

Щоб краще розуміти можливості цих рішень, ми змоделювали різні сценарії масового впровадження технологій розумного міста. В результаті нам вдалося з\'ясувати, що при використанні частотного діапазону 800 МГц, у важкодоступних місцях ці стандарти забезпечують зв\'язком 99% пристроїв. Для порівняння, звичайні LTE-мережі можуть підключити всього 77% девайсів в цих місцях. А в частотному діапазоні 2,6 ГГц різниця ще більш суттєва: у той час як Cat-M1 і NB-IoT покривають близько 90% пристроїв, LTE-мережі підключають не більше 35%. Як не заплутатися в стандартах?

Яку технологію впроваджувати ? Cat-M1 або NB-IoT ? безпосередньо залежить від того, які проекти передбачається реалізовувати в місті.

Cat-M1 підійде для підтримки додатків, генеруючих як малі, так і великі обсяги переданої інформації. Наприклад, це можуть бути "підключені" сміттєві баки або "розумні" системи екстреного реагування з вбудованою можливістю віддаленого голосового управління з командного центру.

NB-IoT — це рішення для величезної кількості підключених пристроїв, що передають виключно малі обсяги інформації. До них відносяться, наприклад, детектори диму або підключені лічильники.

Однак незалежно від того, які IoT-проекти будуть обрані для реалізації однієї з основних передумов для їх розвитку є наявність LTE-мереж. Швидше. Вище. Сильніше

LTE-мережі вже сьогодні забезпечують базу для реалізації "масового" Інтернету речей у містах. Але для ряду проектів, де від передачі сигналу без затримки залежить безпека і навіть життя людей, існуючих технологій недостатньо.

Розглянемо для прикладу концепцію автономного громадського транспорту. Очікується, що впровадження самопилотируемых автобусів може розвантажити дороги і істотно скоротити витрати на їх утримання. Однак каменем спотикання тут залишається питання безпеки пасажирів та інших учасників дорожнього руху. Щоб вирішити цю проблему, необхідно забезпечити можливість екстреного втручання в керування автобусом ? віддалено з центру управління.

Для цього потрібні мережі, що гарантують надійне високошвидкісне покриття з мінімальною затримкою для постійного стримминга відеосигналу і миттєвої передачі команд від оператора до транспортного засобу. Вирішити цю задачу зможуть мережі п\'ятого покоління.

Щоб перевірити, як це працює в реальному житті, нещодавно ми спільно зі Scania випробували самопилотируемые міські автобуси в місті Седертелье (Швеція). У ході пілотного проекту дані від сенсорів автобуса і відео у високому дозволі передавалися в центр управління з тестового сегменту 5G-мережі. Це дозволило знизити затримки в передачі сигналу до 4 м/с (для порівняння, затримка в мережі 3G становить від 100 до 500 м/с)! Цікава деталь: у ході проекту було виявлено, що основна причина затримок криється не в мережі, а у фізичних механізми, які виконують команду оператора безпосередньо в автобусі. Тому просто переробити існуючі автобуси на "безпілотні" не вийде — потрібні будуть нові конструкції, що враховують цей нюанс.

Самопилотируемый транспорт ? це всього лише один з безлічі реалізованих пілотних проектів для міста, що використовують можливості мереж нового покоління. Нескладно уявити, що після комерційного запуску 5G-мереж у світі широке поширення отримає телемедицина, дистанційне керування машинами, а масове впровадження технологій розумного міста муніципалітетами підвищить якість життя людей. Коли українські міста стануть розумними?

Спостерігаючи за стрімким розвитком західних країн, виникає логічне запитання, коли ж міста стануть по-справжньому розумними в Україні? Оскільки запуск 4G планується тільки на наступний рік, очікувати миттєвого перетворення міст в Smart City не варто. Але рух у цьому напрямку можна відзначити вже зараз у вигляді успішних окремих проектів.

Наприклад, розумні технології вже роблять нашу столицю інклюзивної. Наприкінці минулого року на переході на Майдані встановили систему Bluetooth-маячків, які подають сигнали на спеціальний мобільний додаток, що допомагає незрячим людям безпечно переходити вулицю.

Отримують користь від розумних технологій і правоохоронні органи. Віддалений контроль за безпекою громадян, розкриття угонів і злочинів з допомогою розумних систем — вже не фантастика для киян. У столиці встановлено більше чотирьох тисяч спеціальних камер, і ще стільки ж очікуються в найближчому майбутньому. Зображення від цих камер миттєво виводиться на екрани у високому дозволі в спеціально обладнаному ситуаційному центрі.

У Києві збудовано міський дата-центр, в якому планується акумулювати і обробляти всю інформацію від міських систем і сервісів з максимальною безпекою.

Як видно з прикладів вище, готовність використовувати "розумні" міські рішення вже сформована, тому як тільки з\'явиться технічна база у вигляді LTE-мереж, ми з великою ймовірністю можемо спостерігати, як швидко будуть "розумнішати" наші міста.

Категория: Разработки