Наталья Васильевна Городнова
Применение искусственного интеллекта в цифровой экономике
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ КОНЦЕПЦИИ SMART CITY В РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ: АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПЕРСПЕКТИВ
Введение
Человечество всегда стремилось к упрощению жизненных процессов и определенных действий на фоне кардинального повышения качества жизни. В этой связи одним из ожидаемых и повсеместно реализуемых проектов является реализация концепции Smart City (Умный город). Данная концепция, по мнению экспертного сообщества, должна стать вершиной эволюции городской инфраструктуры и социума в целом [107].
Актуальность развития и дальнейшей реализации данной концепции обусловлена востребованностью перестройки жизненного уклада и экономической инфраструктуры общества. Необходимость изменений в рамках городской инфраструктуры подкрепляется фактом значимости городского пространства, которое является точкой развития экономического пространства не только в рамках субъектов РФ, но и в масштабе всей страны. Также немаловажным фактом является переселение большего количества граждан из сельской местности в городскую. По расчетам специалистов, к середине XXI века больше половины населения будет проживать в мегаполисах [102]. Это обусловлено активным процессом урбанизации, а также изменением современного жизненного уклада человека. Большой приток граждан в городскую среду несет за собой соответствующие проблемы и риски [68], которые требуют качественного, технологического, долговременного решения. Концепция Smart City благодаря развитию единой системы технологических умных городов позволит решить данные проблемы в рамках взаимодействия и обмена опытом среди различных стран.
Современный крупный город – мегаполис – является сложным механизмом, который имеет высокую степень неопределенности и изменчивости, совокупность данных фактов открывает большое поле для научной дискуссии на тему развития умного города. Несмотря на полученные практические результаты, внедрение концепции Smart City находится на начальной стадии. В перспективе следует ожидать, что прогресс развития и имеющийся потенциал системы смогут в полной мере раскрыться в обозримом будущем. На основании вышеизложенного тема исследования является актуальной и интересной в рамках прогнозирования будущего процесса и подведения итогов нынешнего технологического потенциала нашей страны.
Объектом исследования является концепция Smart City.
Предмет исследования заключается в анализе последствий практической реализации концепции «Умный город» в Российской Федерации.
Целью данного параграфа является исследование современного состояния процесса реализации концепции Smart City в рамках российских городов.
Научная новизна состоит в развитии теории и понятийно-категориального аппарата, связанного с системой Smart City, а также в обобщении и систематизации методов и критериев оценки качества жизни в мегаполисе. Кроме того, автором выявлены позитивные и негативные черты и характеристики практической реализации системы Smart City в России.
Основная гипотеза научного исследования заключается в том, что наряду с явными положительными последствиями внедрения smart-среды возникает множество рисков и возможных негативных воздействий на эволюцию социума. Решение и предотвращение данных рисков должно лечь в основу создания и развития сегодняшних, пока что не до конца развитых умных городов. Современные российские города не готовы к масштабной реализации концепции Smart City в силу отсутствия необходимого объема капитальных ресурсов, а также финансовой и психологической неготовности отдельных групп граждан.
5.1. Теоретическая составляющая концепции «Умный город»
Дефиниция Smart City (Умный город) означает единую систему высокотехнологических сервисов с применением новейших кибернетических методов совершенствования инфраструктуры и экономики городского пространства. В данной работе под Smart City следует понимать градостроительную концепцию, целью которой является интеграция новейших технологий в жизнь человека и общества, а также внедрение новых цифровых решений и возможностей искусственного интеллекта в целях автоматизации процессов и повышения эффективности управления городской инфраструктурой [19].
Впервые термин Smart City появился в конце 90-х гг. XX в. с связи активным и масштабным использованием IT-технологии [40]. Изначально проект умного города задумывался как концепт решения актуальных на тот период времени экологических проблем. Развивающийся в 2008–2009 гг. планетарный финансово-экономический кризис стал одним из факторов для переосмысления задач Smart City. Вторым существенным событием, повлекшим изменение курса развития концепции, стало появление новых информационных технологий и Big Data, которые позволяет обрабатывать огромный массив данных из разных точек за минимальный промежуток времени, а также появления «Интернета вещей» (Internet of things – IoT), который открыл возможность синхронизации большого массива датчиков и умных систем, что облегчило оптимизацию функционирования умных технологий [39]. Новые методы компьютерной обработки данных открыли путь к переосмыслению концепции в более масштабном объеме и формированию следующих основных принципов:
1)
комфортность и безопасность городской среды;
2)
технологическая развитость инфраструктуры мегаполиса;
3)
ориентация на человека и гражданина, а также социум в целом;
4)
повышение качества взаимодействия и эффективности экономической составляющей городской среды;
5)
повышение качества распределения и управления городскими ресурсами.
Развитие безопасности и улучшение качества жизни – довольно широкие понятие [22]. В каждом городе данное понятие трактуется в соответствии с определенными признаками и требованиями. Так, на данный момент существует ряд различных индексов оценки качества жизни социума, что позволяет утверждать, что каждый отдельно взятый город имеет некую вариативность в развитии концепции Smart City на территории конкретного города.
Основным вспомогательным инструментом, благодаря которому развивается данная концепция, является тесное взаимодействие цифровой и инновационно-технологической сферы в процессе регулирования городской и муниципальной инфраструктуры [20, 42].
Принципы традиционного развития мегаполисов сегодня явно устарели, человечеству требуется городская среда, которая будет мгновенно и адекватно реагировать на возрастающие запросы и способствовать удовлетворению потребностей горожан. Однако обновление городов и превращение их в умную экономическую и муниципальную инфраструктуру требует больших финансовых вложений и научного развития.
Smart City требует разработки, закупки и установки дорогостоящего оборудования, его своевременного обновления на более эффективные образцы, в том числе своевременного технического обслуживания. Данный факт является одной из причин торможения эволюции традиционных городов в умную экосистему. Также необходимо отметить слабую взаимосвязь систем умных городов по всему миру. Это связано, прежде всего, с применением различных систем и технологий, что усложняет взаимодействие данной системы и тормозит глобализацию концепции Smart City.
Согласно исследованию, проведенному PwC в 2020 г. в рамках оценки готовности крупнейших современных городов мира к внедрению концепции Smart City, были получены результаты, позволяющие сделать вывод, что крупнейшие мегаполисы мира не обладает 100%-ной готовностью полномасштабного перехода к концепции умного города в связи с перспективой реализации гигантских объемов работы, технических исследований и технологических испытаний, а также с необходимостью огромных капитальных вложений.
Следует отметить, что концепция Smart City подразумевает под собой целесообразное и наиболее эффективное использование природных и человеческих ресурсов. Указанная цель может быть достигнута на основе внедрения алгоритмов искусственного интеллекта, решающих следующие основные задачи [22]:
1)
распределение энергетической и электрической нагрузки на инфраструктурные сети во времени [33];
2)
оптимизация умных систем, обеспечивающих снижение энергопотребления города [52];
3)
разработка и производство мобильных, управляемых источников энергомощности
[67].
Таким образом, Smart City – это сложная система, которая включает в себя множество элементов, отвечающих за реализацию наиболее значимых задач данной концепции. На основе взаимодействия компонентов системы происходит модификация традиционного города в «умный», соответствующий современным стандартам [40]. К основным компонентам концепции умного города можно отнести следующие [51, 94]:
1)
умная экономика – это развитая система онлайн-взаимодействия, способствующая развитию технологической среды, устройству благоприятной среды для инновационной деятельности;
2)
умное управление – это развитая структура коммуникации горожан, повышающая доступность взаимодействия с муниципальным органом управления и муниципальных услуг;
3)
умные финансы – это система, обеспечивающая доступность для горожан бесконтактных способов оплаты, сети банкоматов, способствующая развитию и более широкому использованию цифровой валюты;
4)
умная инфраструктура – это развитая сеть мониторинга транспортных коммуникаций и логистики, развивающая систему сервисов аренды транспорта, наличия заправок для экологических видов транспорта, повышающая доступность вызова и оплаты транспортных услуг;
5)
«умные» жители – это система доступных социальных сервисов для подавляющего количества пользователей сети Интернет, обеспечивающая доступ жителей к использованию бесконтактных карт, проездных и прочих сервисов и систем;
6)
умная окружающая среда – это развитая система переработки и утилизации твердых бытовых отходов, применяющая возможности искусственного интеллекта в мониторинге состояния окружающей среды;
7)
умные технологии – это наличие доступного, скоростного интернета в различных районах города, обеспечивающее доступность широкого применения новых информационных технологий и искусственного интеллекта.
Вышеизложенное позволяет сформулировать перечень несомненных положительных последствий практического внедрения системы «Умный город». В частности, благодаря развитию технологической городской среды горожанам гарантируются повышение доступности и качества работы городских служб, безопасность, улучшение коммуникации между жителями города и муниципалитетом, высокая скорость реагирования при решении возникающих проблем городской среды, снижение издержек производственных процессов и пр. [42].
Однако в ходе проведенного исследования получен вывод о том, что повсеместное внедрение сервисов и алгоритмов умного города может являться источником различного рода рисков и негативных событий [68], в частности:
1)
возможность осуществления хакерских атак – это один из наиболее популярных способов манипуляций электронными данными в цифровой среде, таких как похищение денежных средств, незаконное прослушивание граждан, хищение электроэнергии и прочие виды киберпреступлений;
2)
возможность появления различных технических сбоев и «лагов» в связи с повышением риска отказа в работе сложной техники и электроники, что может привести к серьезным нарушениям функционирования целого города, состоящего из большего количества взаимосвязанных смарт-систем, и, как следствие, являться источником повышенной опасности для человека и его здоровья [40];
3)
повышение уровня психологического давления на определенные группы людей, которые по различным, в том числе и финансовым причинам не имеют возможности встраивания в развитую систему Smart City. Формирование нового цифрового мира, постоянный повсеместный мониторинг за жизнью человека со стороны системы могут негативно повлиять на общее психологическое здоровье людей, вызывая тем самым
множественные депрессии и психологические расстройства и, как следствие, возможное повышение уровня преступности [39];
4)
исчезновение множества профессий, характерных для традиционного города, в связи с внедрением новейших технологических средств, роботов и искусственного интеллекта, высвобождение большого количества населения города с рынка труда, рост безработицы, потеря источников средств к существованию, рост недовольства и, как следствие, рост нелегальной и преступной деятельности [39];
5)
процесс явного социального расслоения общества в силу недостаточной финансовой обеспеченности отдельных групп народонаселения и роста уровня бедности в связи с развернувшимся глобальным экономическим кризисом, что повышает долю жителей, не имеющих возможность приобретения умного оборудования и его своевременного обновления;
6)
повышение риска полной зависимости от умных устройств и невозможности выживания человека за пределами умного мира, что, несомненно, приведет к стагнации развития или деградации человечества в определенных сферах жизни.
На основании вышеперечисленного становится понятно, что реализация концепции Smart City наряду с явно положительными последствиями формирования более совершенного технологически и безопасного будущего человечества появляются новые риски и источники негативного влияния на эволюцию как социума в целом, так и отдельного жителя города в частности. Решение и предотвращение возникновения данных рисков должны стать основой создания и развития разрабатываемых и внедряемых принципов работы системы умных городов [51, 67].
5.2. Практическая реализация концепции Smart City в Российской Федерации
На сегодняшний день реализация концепции умного города набирает обороты, наблюдается стремительный процесс разработки и внедрения высоких технологий в повседневную жизнедеятельность жителей, человечество стоит на пороге новой промышленной революции и перехода к новому технологическому укладу. Можно сказать, что данная революция по своим масштабам и потенциалу технологических возможностей существенно превосходит предыдущие события. Во всем мире наблюдается бурное внедрение новейших информационных, био- и нанотехнологий, однако отмечается неравномерность данного процесса.
В настоящее время множество стран реализуют концепцию умного города на государственном уровне. Это подразумевает под собой строго скоординированные действия и стратегический план развития на многие годы вперед. В будущем концепция Smart City должна затронуть каждый город планеты, однако практика показывает, на данный момент программа цифровизации городской среды реализуется в крупных и перспективных мегаполисах. Данный факт объясняется наличием развитой инфраструктуры, простотой внедрения технологических средств, а также обширностью и потенциалом площадки для тестирования smart-систем [33, 52].
Следует признать, что развитие концепции Smart City в Российской Федерации несколько отстает от результатов внедрения smartтехнологий в зарубежных городах [94]. Однако необходимое развитие цифровой среды крупных российских городов обусловлено потребностью оптимизации потребительских расходов, затрат энергии городского пространства, а также улучшения качества жизни горожан.
Развитие концепции умного города в России закреплено на законодательном уровне. К примеру, Правительством РФ утвержден План развития технологической реализации и внедрения системы в города РФ. Список городов, которые присоединяются к реализации данной концепции, постоянно расширяется. Так, в апреле 2020 г. по инициативе госкорпорации «Росатом» было принято решение о расширении списка городов, включенных в реализацию программ Smart City. Цифровая платформа была введена в промышленную эксплуатацию в Зеленогорске, Железногорске, Новоуральске, Лесном, Снежинске, Полярных Зорях и еще в ряде городов, связанных с атомной энергетикой32. Динамичное изменение городов-участников в рамках данной концепции в период 2020–2021 гг. вызвано и ситуацией, порожденной применяемыми мерами борьбы с новой коронавирусной инфекцией и распространением практики перевода жителей городов на удаленный режим работы и учебы33.
В 2020 г. Минстрой впервые провел и опубликовал оценку индекса IQ городов, который отражает развитие цифровизации города. Цель разработки и внедрения указанного индекса заключается в оценке и постоянном мониторинге эффективности цифровой трансформации городского хозяйства в рамках реализации проекта «Умный город».
Оценка осуществлялась по 10 основным направлениям (умное управление, умное ЖКХ, инновации для городской среды, умный городской транспорт, внедрение различных интеллектуальных систем, решающих социальные проблемы, и пр.) по системе из 41 показателей. В дальнейшем планируется осуществить синхронизацию IQ индекса и индекса качества городской среды.
Приведем примеры ряда российских городов, реализующих концепцию Smart City, проанализируем текущую ситуацию принятых и прогнозируемых цифровых нововведений.
В Москве реализация программ Smart City наиболее перспективна и востребована. Это один из первых российских городов, в котором был утвержден План реализации smart-концепции. Постановление Правительства Москвы от 9 августа 2011 г. № 349-ПП «Об утверждении Государственной программы города Москвы “Умный город”» окончательно утвердило план реализации проектов Smart City в целях обеспечения развития информационных технологий, связи и телекоммуникаций, высокого уровня жизни москвичей, повышения качества оказания персонифицированных государственных услуг в электронной форме, повышения эффективности государственных расходов, обеспечения равноправного доступа юридических и физических лиц к цифровой инфраструктуре. Данное постановление устанавливает, что реализация программы происходит в несколько этапов. Сроки внедрения 1-го этапа – с 01.01.2019 г. по 31.12.2021 г., где подразумевается реализация цифровой концепции в рамках государственных подпрограмм внедрения цифровых технологий, к которым относят:
1)
обеспечение предоставления государственных услуг в электронной форме гражданам и юридическим лицам, а также развитие открытой городской среды;
2)
повышение эффективности реализации функций органами исполнительной власти г. Москвы;
3)
развитие и поддержка инфраструктуры информационных технологий и связи для формирования экосистемы цифровой экономики г. Москвы;
4)
развитие цифровых СМИ и рекламы;
5)
обеспечение разработки, внедрения и использования общегородских платформ данных г. Москвы.
Современная Москва на данный момент по сравнению с другими городами рейтинга имеет наибольший успех в развитии цифровых технологий и улучшения жизни населения. К примеру, компания PricewaterhouseCoopers включила Москву в топ-5 мегаполисов, наиболее подготовленных к инновациям [94], а Intelligent Community Forum внесла Москву в семерку финалистов конкурса среди умнейших городов планеты [82]. В Москве распространен легкодоступный, высокоскоростной, с бесшовной зоной покрытия бесплатный Wi-Fi, а также дешевый мобильный Интернет, который обходится москвичам в 8 раз дешевле, чем жителям Нью-Йорка [84]. При этом качество российского интернета остается на высочайшем уровне среди всех стран. Интернет находится практически в любой точке города: на улице, в парках, в любом виде общественного транспорта. Наличие столь развитой сети Интернет предоставляет собой большой потенциал для реализации smart-систем и их взаимосвязи в рамках умного города.
Стоит отметить, что электронные услуги в Москве развиты на высочайшем уровне. В городе существует свой собственный интернет-портал, который совмещает в себе около 380 муниципальных услуг. Данные сервисы позволяют решать большее количество проблем и заявок от населения в более сжатые сроки, так, согласно статистическим данным, в 2018 г. портал принял и обработал свыше 406 миллионов заявок и обращений. Электронные сервисы позволяют оплачивать государственные пошлины, штрафы, коммунальные услуги, осуществлять запись на прием к врачу, обрабатывать медицинские данные, осуществлять взаимодействие врачей и пациентов. К прорывным цифровым технологиям в сфере медицины Москвы можно отнести систему электронных медицинских полюсов, которые позволяют хранить и обрабатывать гигантский массив данных о пациентах. С 2020 г. стала применяться уникальная медицинская методика компьютерного зрения в целях диагностики серьезных болезней, в том числе в обнаружении COVID-19.
Кроме того, в Москве с помощью цифровизации среды и внедрения высокоинтеллектуальной транспортной системы осуществляется эффективное решение проблемы с транспортным трафиком, дорожными происшествиями, а также иными факторами дорожной инфраструктуры. В городе находится свыше 40 тысяч светофоров, около 3,5 тыс. различных детекторов мониторинга дорожной ситуации, 2,5 тыс. камер телеобзора, а также свыше 160 тыс. камер видеонаблюдения. Вся информация анализируется и систематизируется в едином центре ЦОДД, что в реальном режиме времени позволяет предотвратить дорожные происшествия, разгрузить и ускорить транспортный поток, существенно повысить уровень безопасности жизни горожан, оптимизировать взаимодействие горожан и московского правительства, повысить эффективность работы сфер благоустройства города, а также качество электронных образовательных услуг34.
Третьим городом по уровню индекса развитости смарт-систем является город-спутник Казани – Иннополис, который находится в 42 км и развивается с момента основания в рамках концепции «Умный город». На сегодняшний день развитие и совершенствование искусственного интеллекта является одной из перспективных сфер в рамках развития технологий будущего, в том числе концепции Smart City. В этой связи в Иннополисе открылся первый в РФ институт искусственного интеллекта. Планируется, что в рамках работы данного вуза будут разрабатываться машинные алгоритмы и развиваться искусственный интеллект в сфере медицины, нефтегазовой отрасли, промышленности.
На текущий момент население Иннополиса составляет 866 человек. В городе активно и успешно применяется искусственный интеллект, в частности Яндекс.Роверы. Яндекс.Ровер – это беспилотный робот-курьер, который способен в короткие сроки доставлять различные продукты питания и иные предметы. Доставка реализуется на безвозмездной основе через telegram-бот или в специальном приложении. Открытие контейнера и доступ к заказу осуществляются с помощью смартфона заказчика. Планируется, что данный робот сможет выполнять иные виды работ.
Иннополис является первым европейским городом, который начал массово применять услуги беспилотного такси. С августа 2018 г. горожане получили бесплатный доступ к данной услуге через регистрацию в специализированном приложении. Кроме того, в Иннополисе впервые в России установлена и протестирована мачта 5Gтехнологией Smart City pole, имеющая уникальные возможности передачи гигантских объемов информации с высокой точностью, а также станцию подзарядок для технологических средств передвижения и электромобилей. Установка данной технологии позволяет развернуть передовые решения интернета, сервисы экологического мониторинга и умной парковки35.
По нашему мнению, немаловажный вклад в развитие городской инфраструктуры, а также в развитие системы Smart City по всей России оказывает высокотехнологичный университет Иннополис, который является ядром города. Университет Иннополис является частным вузом, специализирующимся на разработке информационных технологий, антропоморфной и промышленной робототехники, различного беспилотного транспорта и иных инновационных технологий.