Ближайшие российские конференции:
 
 
Сервис предоставлен Конференции.ru ©

Умные города Китая. Взгляд из России

№ 8(155), 31.08.2018 г.

Идея умного города в разных формах появляется по всему миру с начала века. Каждый носитель этой идеи вкладывает в нее нечто свое

Единой приметой можно считать интеграцию всех информационных систем и технологий, улучшающих жизнь в городе, снижающих общие и частные расходы, а также потребность в ресурсах. Решается своеобразная многокритериальная оптимизационная задача на глазах всех горожан.  
Несомненным лидером практической реализации идеи умного города считается КНР. Поэтому рассмотрим последовательно технические решения, какие практически реализуются в умных городах Китая. Но сначала ответим на вопрос, почему именно Китай стал лидером? В стране  в последние десятилетия прошел всплеск урбанизации: массовая миграция сельского населения в города. В 2011 году в КНР сравнялась численность сельского и городского населения. С того времени страна урбанизируется еще более высокими темпами. Для стран, где не было таких кардинальных сдвигов, потребность в создании умных городов существенно ниже. Центральное правительство КНР вовлечено в формирование политики в отношении умных городов и координирует создание их в целом, но в отдельных проектах оно не участвует. 
Система финансирования проектов китайских умных городов строится на грантах, где заказчиками выступают центральные ведомства КНР, а генподрядчиками — муниципалитеты. Принципиальным моментом в таком механизме финансирования является согласование таких грантов между ведомствами. Достигается это требованием, чтобы муниципалитет будущего умного города имел обоснование (платформу) комплексного развития, достаточную для получения банковского кредита. И не важно, что город реально кредит брать не будет, а проект будет профинансирован из бюджета. Он должен пройти процедуру проверки его банком.
Окончательно программа развития умных городов оформилась в 2016 году, когда 6 министерств и комиссий КНР взяли на себя обязательства участвовать в 542 пилотных проектах умных городов.  Это — четыре центра провинций, 15 городов провинциального подчинения, 248 районных центров и 119 муниципалитетов (county-level). Всего получается 386 умных городов, или 71% от первоначального плана .
В каждом умном городе есть свой набор проектов. У одного на первое место выходит безопасность, у другого — умные парковки, у третьего — борьба с загазованностью. Если же брать в целом, то эти проекты можно разделить на следующие пять частей с прилагательным «умный» (smart): энергетика, водоснабжение, ЖКХ, городское управление и, наконец, наиболее наглядная часть — умный городской транспорт1. Рассмотрим их последовательно. 

Умная энергетика

Ум городской энергетики складывается из четырех частей: дистанционного доступа к приборам учета и датчикам, энергосбережения, распределенности источников и возможности реверса. Начнем с последнего. В умном городе любой его житель, любое предприятие или организация должны иметь возможность не только потреблять энергию, но и производить ее как для себя, так и для всего города. Для распределенной энергетики необходима обратная связь, продажи потребителями излишков энергии из имеющихся у них источников. Каждый, кто побывал в Китае, видел, как распространены солнечные батареи на крышах китайских домов. Реверс и составляет существо умной городской энергетики. Для того чтобы он был технически возможен, требуется создание сети «умных» трансформаторных подстанций, которые обеспечивают не только преобразование высокого напряжения в низкое, но и низкое преобразуют в высокое.
В мире прорабатываются два технических решения таких подстанций: выпрямление и последующее восстановление переменного тока частотой 50—60 Гц и преобразование тока промышленной частоты в высокочастотный с последующим преобразованием его в ток той же частоты. Китайцы пошли по второму пути, сделав производство «умных» трансформаторных подстанций массовым.   
В умных городах Китая применяется система управления спросом на электро-энергию — Demand Response, позволяющая снижать потребление электроэнергии в периоды пиковой нагрузки. Подключаясь к системе, пользователь получает скидки при оплате потребленной электроэнергии. Пользователь указывает, какие объекты или приборы (вентиляция и кондиционирование, освещение и холодильное оборудование) допустимо отключать (когда и на какое время) в случае превышения возможностей сети или источников энергии. Оценивается, что мировой объем Demand Response к 2025 году достигнет 144 ГВт. И если сейчас основная часть этого объема находится в США и Канаде, то спустя годы основная часть его будет воплощена в КНР.  
Реверс, в принципе, возможен и применительно к тепловой энергии. Для этого необходимо, чтобы были распространены тепловые насосы. И они широко применяются в Китае, наряду с солнечными водонагревателями. Впрочем, это рассматривается лишь как будущий шаг в развитии умной городской энергетики.

Smart вода

Управление водными ресурсами города — одна из самых сложных и важных задач, какую решает программа создания умных городов Китая. В стране в целом острый дефицит воды. В Шэньчжэне, центре особой экономической зоны на границе с Гонконгом, программа «умное водоснабжение» началась с формирования доступа к 1200  интеллектуальным водосчетчикам не через обычный интернет, а через специализированный узкополосный интернет вещей. В рамках программ «умного водоснабжения» возрождается практиковавшаяся еще в древние времена система хранения дождевой воды. Разработана государственная программа «Инициатива города-губки», на которую выделено $12 млрд.  Концепция этой программы учитывает специфику городов. Если крупный китайский бизнес внесет еще $48 млрд, то к 2020 году 80% городских округов страны будут перерабатывать 70% всех атмосферных осадков. Лидирует по этому направлению новый портовый город Линган с проектной численностью 800 тысяч человек. Он строится в 116 км от центра Шанхая, но входит в Шанхайскую агломерацию. Проектируют его немцы, которые предусмотрели дороги с водопроницаемым покрытием и водно-парковую зеленую зону с естественным накоплением дождевой воды. В перспективе город сможет перерабатывать почти все осадки на его территории. Второй лидер — центр провинции Сычуань город Чэнду (16 млн чел.). Один из районов этого мегаполиса Тяньфу по проекту будет полностью использовать ливневую канализацию, специально вырытые пруды и озера для обеспечения себя водой. Ранее в этом районе существовала постоянная угроза подтопления в период дождей. 
Мировым лидером «умного водоснабжения» сейчас считается также создаваемый с нуля китайский эко-город Тяньцзинь2. Для строительства его целенаправленно выбран очень загрязненный участок морского побережья без доступа к пресной воде. Сейчас в городе всего 70 тысяч человек, но уже зарегистрировано 4500 компаний с общим уставным капиталом около $30 млрд. Проект планируется завершить к 2020 году, когда в городе будут проживать подопытные 350 тысяч человек.  Мелковато для масштабов Китая, но экогород Тяньцзинь станет мировой витриной «умного водоснабжения».
Лидеры проекта — сингапурские компании, участвуют и мировые гиганты: «Дженерал моторс», «Бош», «Филипс» и многие другие.
Благодаря множеству «умных» решений Тяньцзинь станет городом с пол-ностью оборотным водоснабжением. Некоторые из этих решений скопированы с космических станций. Но, кроме этого, будет современная экономичная станция опреснения морской воды, а также электронная система управление паводками.

Умные дома, умное ЖКХ

Все инженерные и информационные системы каждого здания в умном городе интегрированы в единую систему управления (BMS — building management system). Разделение на управляющие компании и поставщиков коммунальных услуг признано неэффективным. В систему BMS входит все, ранее разделенное на части. Особенность китайских реалий в том, что любая структура, государственная, муниципальная или частная, обязана подчиняться некоторой общей задаче, определенной партией и правительством.
Первоочередная задача умного ЖКХ — обеспечить возможность регулирования режима функционирования зданий: микроклимат, водоснабжение и прочее. Система мониторинга в умном городе позволяет быстро зафиксировать место утечки тепла или холода, любые иные дефекты в работе систем жизнеобеспечения. 
«Умными» называют дома, в которых безопасность жителей, энергосбережение и комфорт поддерживает единая система связанных между собой датчиков и бытовых приборов. Такой дом не только гарантирует комфорт и безопасность жильцов, но и заботится об их здоровье, собирая информацию о текущем самочувствии всех находящихся в доме.  В случае опасности дом сможет рассказать жильцу,  на какую медицинскую помощь он может рассчитывать, или просто вызвать врача.
В перспективе все умные города должны состоять из умных домов. Есть тенденция в рассуждениях о будущем: «от умного дома к умному городу». Но по факту это не так. Отсутствуют масштабируемые технологии, позволяющие перенести на город то, что сделано по отдельному умному дому.
Один из умных  китайских мегаполисов — Нинбо — старинный город, экономический  центр дельты реки Янцзы, с численностью населения почти 8 млн человек, самая восточная точка древнего Шелкового пути. В первой программе создания умного города, реализованной за 2011—2015 годы, были завершены  десятки проектов. Некоторые из них, особо показательные, относились к так называемым нулевым домам. Это когда сам дом находится на полном энергообеспечении за счет мощной теплоизоляции и собственных источников энергии. В таком доме обязательно присутствуют ветровая и солнечная электростанции, аккумуляторы тепла и электроэнергии.  Единственное, от чего такой дом пока зависит, — водопровод. Впрочем, как мы уже узнали из предыдущего рассказа об умной воде, и эту связь дома с миром скоро научатся разрывать.

Умное городское управление

Основа умного муниципального управления — использование информационных технологий для предоставления государственных услуг широкому кругу лиц и оптимизации работы аппарата. Еще в 2014 году 52 города провинции Гуандун завели онлайн-офисы, в которых оказывалась 1641 муниципальная услуга, так что обращаться непосредственно в муниципалитет нужно было бы очень редко, всего на семь услуг, которые не удалось информатизировать.
Все информационные базы муниципальных, региональных и центральных структур взаимосвязаны, и, единожды попав в них, информация появляется при оказании любой услуги со стороны органа власти. Необходимость посещения официального учреждения с кучей справок сводится к нулю.
В системе информационных баз постоянно ведется анализ больших данных, дефекты в системе управления выявляются задолго до того, как на них начнут жаловаться жители города.  Кроме того, в автоматическом режиме постоянно отслеживается имидж города в СМИ.
В мегаполисе Ханьчжоу (9 млн чел.) с помощью компаний Али-баба и Фоксконн реализован проект «Мозг города»3.  С его помощью отслеживается поведение каждого жителя города: его перемещения, покупки, переписка, активность в социальных сетях, встречи, посещения социальных учреждений, всех массовых мероприятий и т. д. Информация, естественно, обезличена, есть только слабая теоретическая возможность идентифицировать человека персонально.
Информация огромного объема постоянно обрабатывается методами искусственного интеллекта, а результаты обработки используются для улучшения городского трафика, работы учреждений социальной сферы и органов местного самоуправления. Отмечается, что «Мозг города»  позволил резко снизить преступность, число дорожных аварий и пробок . 
В систему муниципального управления в умном городе КНР активно внедряются блокчейн-технологии, более известные в связи с криптовлютой. Они начинаются с самого простого их варианта — с электронной подписи. Таким образом, получают коллективное мнение граждан города относительно тех проектов, какие целесообразно реализовать в первую очередь. Китай здесь — лишь один из передовиков. Так, в Москве блокчейн-технология «Эфириум» уже используется при выборе проектов и при  распределении мест на ярмарках выходного дня. Но по сравнению с масштабным внедрением этих технологий в умных городах КНР наш опыт выглядит бледно.

Умный транспорт

В развитии транспорта в умном городе есть два плановых горизонта — ближний и дальний. На дальнем горизонте транспорт в умном городе представляет собой информационно связанные между собой беспилотные транспортные модули (connected and autonomous vehicles — CAVs), не использующие двигатели внутреннего сгорания.  
Ближний горизонт учитывает, что сразу от личных автомобилей не избавишься. Но разработано множество методик, использование которых позволяет снизить городской трафик.
Первая из них — карпулинг  (он же райдшеринг), когда свободные места частных легковых автомобилей занимаются попутчиками бесплатно. Это снижает не только трафик, но и потребление топлива (и, следовательно, и выбросы, загрязнение воздуха автотранспортом), а также транспортные расходы участников поездки.
Не только в Китае, но и в США, и в ряде других стран городские власти рядом со станциями метро и на конечных остановках наземного транспорта организуют специальные места для посадки попутчиков. Первым в мире это сделал Вашингтон, столица США, но сейчас максимальное их число находится в КНР. В российской столице ввели несколько таких мест посадки на территории Новой Москвы, но они быстро превратились в места частного извоза. Человек слаб, и когда клиент готов заплатить, водитель деньги берет. В мире таких слабых людей также немало. Но в отношении КНР доля их уменьшена благодаря предыстории. А она в том, что бизнес такси развивался в Китае особенным образом.  Почти монополистом в этом бизнесе (80% рынка) является  группа компаний DiDi. Она предоставляет транспортные услуги более чем 450 миллионам пользователей в более чем 400 городах. Но что это за услуги?
Кроме обычного такси, это прокат частных автомобилей (с водителем или без)4, совместная поездка («попутка»),  премиум-кортеж, коммерческий автобус или мини-автобус, вызов шофера на свой автомобиль, предоставление беспилотного автомобиля, тест-драйв, долгосрочная аренда автомобилей, а также общественное использование велосипедов. И все это делается через смартфоны и электронные кошельки. 
В России перевозки грузов дронами планируют легализовать в следующем году. Но у многих это вызывает сомнения: слишком много организационно-юридических препятствий в правилах воздушного сообщения, безопасности их использования в густонаселенных районах и возможных «перехватах» дронов злоумышленниками. В Китае, в силу наличия мест очень плотной застройки, дронам как средствам внутригородской логистики придается меньшее значение. 
А вот другой наиболее известный (после дронов) вид будущего городского транспорта в программе умных китайских городов занимает более достойное место. Это трубопроводные или туннельные перевозки. Проекты таких средств есть по всему миру. Это и Hyperloop One Илона Маска, который начнет перевозки грузов уже в 2020 году, а пассажиров — в 2022-м. И швейцарский Cargo Sous Terrain, ориентированный на далекий 2040 год, и германский CargoCap, пока еще привлекающий инвестиции. Существует и экспериментальный российский мини-проект Maxitube, закрытые пассивные капсулы-контейнеры грузоподъемностью 5—7 кг. По замыслу они будут обслуживать кафе, рестораны, аптеки и отели. В уже упомянутом экогороде Тяньцзинь упор сделан на создание транспортной сети без двигателей внутреннего сгорания. И это не только переход на электротранспорт.  Активное распространение получит пневмопочта для доставки всех мелких грузов. 
Комплексные решения транспортных проблем города включают также меры по снижению потребности в поездках: на работу, в магазин и поликлинику. Снижение потребности в утренних поездках на работу (а это максимум городского трафика) достигается стимулированием работы на дому, расширением возможностей видеоконференций и скайпа. 
В период отмены бесплатного проезда новосибирских пенсионеров на общественном транспорте я предложил развозить по микрорайонам те товары, за какими эти пенсионеры ездят на общественном транспорте. И продавать эти товары с машин по пенсионным удостоверениям. Этот доморощенный вариант снижения потребности в поездках не прошел. Но в мире он распространяется все шире. Доставка на дом продуктов мини-грузовиком распространена по всему миру. В Китае это считается одним из обязательных элементов умного города.
Иньчуань, столица Нинся-Хуэйского автономного района КНР, стал единственным городом в мире, где все финансовые расчеты, пропуска и вход в общественный транспорт делаются по результатам распознавания лица. Не нужно предъявлять ни пропуск, ни банковскую карту, ни водительские права — только покажи лицо. Здесь практически не ходят в магазин за продуктами, их заказывают по сотовому телефону и забирают покупку в ближайшем внутриквартальном холодильнике — секции камеры хранения, открывающейся либо по коду, либо, опять же, по предъявлении лица. В общественном транспорте точно так же — ни кондукторов, ни билетов, твое лицо распознали на входе и списали сумму проезда с твоего счета.
Все мусорные контейнеры Иньчуаня имеют в своем составе прессы-компакторы,  работающие от солнечных батарей. Это позволяет в разы снизить потребность поездок мусоровозов. Когда мусорный бак заполнен, компании по уборке мусора поступает сигнал и та выстраивает оптимальный маршрут вывоза на текущий день.
Уже упомянутый умный город Нинбо — мировой лидер по снижению потребности в поездках в поликлинику. «Облачный госпиталь Нинбо» реализует полномасштабную телемедицину, резко сокращающую необходимость посещения поликлиник. Собирать больных людей в одном месте — наиболее очевидная нелепость, пожалуй, именно в Китае с его огромным населением.  

Мы пойдем своим путем

Согласно оценкам компании McKinsey, к 2020 году в мире будет около 600 умных городов. В 2025-м они будут генерировать почти две трети мирового ВВП.  Россия в этом процессе занимает, как это водится, собственную оригинальную позицию. Столица нашей родины вновь оказалась героем. На этот раз она стала лидером в европейском рейтинге по уровню развития электронного правительства. Видимо, мы должны этим гордиться. 
В национальную программу «Цифровая экономика Российской Федерации» включено направление «Умный город». Идет разработка открытой интернет-платформы «База знаний «Умных городов» с целью накопления российского и зарубежного опыта создания умных городов. Минстрой РФ к середине 2019 года разработает и утвердит рейтинг IQ («индекса интеллекта») российских городов. Составлен и список будущих умных городов России: Великий Новгород, Воронеж, Новосибирск, Пермь и Уфа, из Ингушетии — Магас,  из  Республики Крым — Евпатория, из Татарстана — Елабуга, из Удмуртии — Ижевск, Глазов и Сарапул, из Ленинградской области — Сосновый Бор, из Нижегородской — Саров, из Самарской —Тольятти, из Свердловской — Екатеринбург и Новоуральск, из Тамбовской — Котовск и из Челябинской области — Сатка. Относительно 14 из списка ничего сказать не могу, но решусь утверждать, что Новосибирск очень далек от статуса умного города. Очень много придется работать.
Вместе с тем Центр стратегических разработок, обычно связываемый с именем А. Л. Кудрина, в своем докладе «Приоритетные направления внедрения технологий умного города в российских городах»5 отмечает «низкую готовность российских городов к цифровой трансформации»,  а также то, что «реализуемые в стране проекты умного города на данном этапе преимущественно связаны с точечной цифровизацией и интеллектуализацией отдельных сервисов и элементов инфраструктуры». 
1—3 октября в Казани пройдет масштабный Всемирный саммит по интернету вещей. Основная часть его посвящена умным городам. Так что мы не только смотрим, но и разговариваем. Обо всем, но только не о миллиардных инвестициях. По моему мнению, нужно подумать о целесообразности дальнейшего расширения жилого фонда далеких от ума российских городов и все усилия проектировщиков и строителей направить на улучшение городской инфраструктуры. Тогда и смотреть на умные города Китая мы будем со смыслом.
Юрий Воронов

1 Деление придумано консалтинговой компанией Navigant Research.

2 Не нужно путать с более известным одноименным городом, морскими воротами Пекина, где проживает 14,5 млн человек.

3 Проект начат в октябре 2016 года.
4 Частник со своим автомобилем и считается сейчас в большинстве городов РФ обычным такси. В Китае он отличим от штатного таксиста очень простой приметой: у последнего должно быть четыре сотовых телефона, для гарантии, что ему дозвонятся.
5 Опубликован на официальном сайте ЦСР.
 

 

Просмотров: 102