Smart city - piękna idea miasta przyjaznego dla każdego mieszkańca
Koncepcja inteligentnego miasta, w którym technologie czynią życie łatwiejszym, lepiej zorganizowanym i przygotowują warunki do wykorzystania aktywności mieszkańców, to realizacja marzenia o idealnym świecie. Czy w Łodzi może urzeczywistnić się wizja zinformatyzowanego miasta przyszłości, zamieszkanego przez szczęśliwych ludzi, którym służą nowoczesne technologie?
Z danych Schneider Electric wynika, że obecnie miasta zajmują jedynie 2 proc. powierzchni Ziemi, ale mieszka w nich 54 proc. światowej populacji. Szacuje się, że do 2045 roku w miastach będzie mieszkać 70 proc. wszystkich ludzi. Stąd właśnie wzięła się koncepcja inteligentnego miasta.
Smart city to miasto, które wdraża nowoczesne technologie po to, by poprawić jakość środowiska i ułatwić codzienne życie jego mieszkańcom. To miasto, w którym się dobrze żyje i pracuje. Smart city oznacza, że w mieście mamy m.in. czyste powietrze, dobrze funkcjonujący transport publiczny, efektywne energetycznie i adaptujące się do potrzeb oświetlenie uliczne, wysoki poziom bezpieczeństwa,e-administrację. Oczywiście, aby ta wizja się ziściła, niezbędne są nowoczesne rozwiązania technologiczne.
Te rozwiązania nie są tanie. Według danych firmy Navigant Research, do 2023 roku, rynek inteligentnych miast może być warty nawet 27,5 miliarda dolarów rocznie.
Smart city nie jest nową koncepcją, choć na szerszą skalę zaczęto stosować wspomniane rozwiązania dopiero w ostatnich latach. Umożliwił to szybki i gwałtowny rozwój techniki, technologii informacyjnych i telekomunikacyjnych (ICT), w szczególności wszelkiego rodzaju metod łączności przewodowej i bezprzewodowej.
Pomysł inteligentnych miast zaczął nabierać kształtu wraz z gwałtownym rozwojem technologii komunikacyjnych w latach 90. Technologie te umożliwiły zbieranie i gromadzenie informacji o mieście (procesach miejskich) w czasie rzeczywistym, tworząc swojego rodzaju układ nerwowy miasta.
- Według mnie, najważniejszym elementem wszystkich koncepcji smart jest możliwość integracji danych dotyczących wszystkich monitorowanych procesów z różnych dziedzin. Dzięki wykorzystaniu dostępnych obecnie zaawansowanych metod obliczeniowych (sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego) możliwe stało się gromadzenie niedostępnej dotąd wiedzy o funkcjonowaniu miasta i automatyzacja wielu procesów miejskich - podkreśla dr inż. Paweł Świątek z Wydziału Informatyki i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej.
Internet Rzeczy i Big Data
Koncepcja inteligentnego miasta opiera się na stale unowocześnianych rozwiązaniach informatycznych. Chodzi na przykład o IoT (Internet Rzeczy, ang. Internet of Things) oraz Big Data.
Pojęcie Internet Rzeczy oznacza urządzenia, pojazdy, budynki wyposażone w czujniki (sensory), które połączone są wewnętrzną siecią internetową. Przykładami Internetu Rzeczy może być inteligentne zarządzanie oświetleniem ulic. System bez ingerencji człowieka nie tylko włącza i wyłącza oświetlenie, ale reguluje je w zależności od warunków pogodowych. Inne przykłady Internetu Rzeczy to monitorowanie zdarzeń na drodze, inteligentne sterowanie energią cieplną w biurowcach, a także przekazywanie informacji na smartfony kierowcom o dostępnych miejscach parkingowych w mieście.
Specjaliści prognozują, że w niedalekiej przyszłości do internetu będą podłączone nie tylko komputery i telefony komórkowego, ale także urządzenia AGD, telewizory, samochody, drony i inteligentne zegarki. Pierwsze udane próby są już za nami.
Natomiast Big Data to bazy danych, których rozmiar przekracza zdolność typowego oprogramowania komputerowego. Big Data służy do pozyskiwania danych, przechowywania, zarządzania nimi i ich analizy. Takie systemy dostarczają informacje służbom, takim jak np. straż pożarna, informując je o przypadkach zaprószenia ognia w pobliskich lasach. Dzięki rozwiązaniu można też monitorować zmiany klimatu związane z nielegalną wycinką drzew na dużych obszarach.
Które miasto jest najbardziej smart?
Według raportu IESE Cities in Motion Index 2017, Warszawa jest na 54. miejscu listy najbardziej inteligentnych miast świata, zaś Wrocław na 95. pozycji.
Miasta analizowano za pomocą zestawu wskaźników dotyczących kapitału ludzkiego, spójności społecznej, gospodarki, zarządzania publicznego, partycypacji społecznej, środowiska naturalnego, mobilności i transportu, planowania przestrzennego, wydajności i zaawansowanych technologii. W obszarze planowania przestrzennego Warszawa zajęła w tym rankingu 6., a Wrocław 10. miejsce.
Według raportu IESE Cities in Motion Index 2018, światową czołówkę tworzą Nowy Jork, Londyn, Paryż, Tokio, Reykjavik i Singapur. Do sukcesu tego ostatniego miasta przyczynił się m.in. azjatycki kult pracy i wysokie nakłady na badania i rozwój, bowiem od 2014 r. rząd Singapuru wdraża projekt Smart Nation. Celem projektu jest wprowadzenie kraju w erę cyfrową.
Singapur to dziś wyspa laboratorium, na której testuje się inteligentne rozwiązania. To miasto wypełnione sensorami i monitoringiem. Smart Nation to zintegrowany system kamer i czujników, nadzorujący i rejestrujący każdą aktywność w mieście oraz przesyłający dane do platformy online i na rządowe serwery.
Jego częścią jest Connectivity, czyli utrzymywanie każdego mieszkańca w sieci przez całą dobę przy wykorzystaniu prywatnych mobilnych urządzeń. Analiza pozyskanych w ten sposób danych ma służyć np. poprawianiu modelu komunikacji czy zarządzania kryzysowego.
Warto wspomnieć, że w Singapurze znajduje się zespół parków z ogrodem botanicznym. Są tam „solarne drzewa”, które w ciągu dnia zapewniają schronienie przed słońcem, a w nocy świecą dzięki energii zebranej przez baterie słoneczne.
W Nowym Jork funkcjonuje LinkNYC, czyli siatka hotspotów i terminali telekomunikacyjnych, zainstalowanych w miejscu dawnych budek telefonicznych.
Oferują one również takie użyteczne funkcje, jak możliwość doładowania baterii w telefonie czy dostęp do miejskich serwisów. Zupełnie za darmo, bo „Linki” wyświetlają reklamy, które - według szacunków - w ciągu 12 lat mają przynieść pół miliarda dolarów.
Jako przykład smart city podaje się również Barcelonę. Stolica Katalonii chwalona jest za parkingi. Wkopano tam w miejsca parkingowe ok. 500 sensorów, które kontaktują się poprzez aplikację ze smartfonami. Kierowca wie, czy dane miejsce parkingowe jest dostępne.
Wśród wielu projektów wpisujących się w koncepcję smart city, posiada Barcelona także te z obszaru transportu publicznego. Jednym z najbardziej rozwiniętych jest projekt związany z samochodami z napędem elektrycznym. Większość autobusów miejskich i znaczna część taksówek to pojazdy o napędzie elektrycznym. Barcelona posiada 300 urządzeń w różnych punktach miasta, pozwalających na naładowanie akumulatora bez ponoszenia jakichkolwiek opłat.
Do innych inteligentnych projektów z obszaru transportu publicznego należą inteligentne skrzyżowania wyposażone w urządzenia pomagające osobom niewidomym w przejściu przez ulicę oraz inteligentny system zarządzający zmianą świateł w sytuacjach kryzysowych, pozwalający służbom miejskim wytyczyć optymalną, najszybszą drogę do miejsca zdarzenia.
Ciekawym pomysłem w stolicy Katalonii jest projekt związany z zarządzaniem zasobami wodnymi, oparty na zautomatyzowanych systemach nawadniania oraz zdalnym sterowaniu irygacją i fontannami. Wdrożony w parkach miejskich system optymalizuje zużycie wody z sieci komunalnej za pomocą szeregu czujników umieszczonych w trawnikach. Pracownicy parków miejskich za pomocą tabletów mogą odczytywać dane dotyczące efektywności nawadniania. Nawadnianie zatrzymuje się automatycznie w przypadku występowania opadów, a - jeśli jest wietrznie - tak reguluje strumień wody, aby nie opadała poza obszar nawadniania.
W Amsterdamie działa projekt CityService Development Kit, czyli zestaw narzędzi umożliwiający powstawanie jednorodnych innowacji, np. ułatwiających planowanie podróży, komunikowanie się z urzędami czy turystyczne zwiedzanie.
W ramach programu Smart Citizen mieszkańcy mogą we własnym sąsiedztwie monitorować poziom zanieczyszczeń, hałasu czy intensywności oświetlenia.
Innym ciekawym pomysłem jest otwarta, niezależna od koncernów telekomunikacyjnych, sieć teleinformatyczna Things Network, służąca za darmo wszystkim mieszkańcom Amsterdamu do tworzenia inteligentnych rozwiązań.
Warto wspomnieć, że Londyn korzysta z koszy firmy Renew, które są wyposażone w hot spot Wi-Fi i dwa ekrany, na których wyświetlane są treści dostarczane m.in. przez pismo „The Economist” i londyńską giełdę.
W stolicy Francji pasażerowie mogą korzystać z wielofunkcyjnych przystanków. Można na nich doładować telefon, posłuchać muzyki, kupić kawę, wypożyczyć książkę lub rower.
Koncepcja smart city świetnie sprawdza się w Wiedniu. W wiedeńskim Urban Lakeside przeprowadzany jest innowacyjny projekt dotyczący samowystarczalności energetycznej w Europie. Opiera się on na automatyzacji budynków, wykorzystaniu najnowszych technologii i koncepcji na tzw. elastycznym rynku energii.
Wszystko to przy aktywnym udziale inteligentnych użytkowników sieci energetycznej. Częścią projektu jest bowiem monitorowanie na bieżąco różnych aspektów używania prądu przez 111 mieszkańców. Monitoruje się tu na bieżąco funkcjonowanie budynku mieszkalnego, szkoły podstawowej, przedszkola czy akademika.
Z kolei zużycie wody, jakość powietrza oraz zapotrzebowanie na energię są na bieżąco monitorowane dzięki aplikacji Smart Home Control App przez samych mieszkańców.
Dobre doświadczenia we wprowadzaniu rozwiązań smart ma Bukareszt. Wprowadzenie Inteligentnego Systemu Transportowego skróciło przeciętnie czas podróży samochodem po mieście o 20 proc., czas podróży za pomocą transportu publicznego - aż o 59 proc. I to przy jednoczesnym zmniejszeniu całkowitej emisji dwutlenku węgla o 10 proc.
Nie tylko stolice i duże metropolie
Rozwiązania smart wdraża się nie tylko w dużych europejskich aglomeracjach. Za modelowe inteligentne miasto w Europie uważa się Santander w Hiszpanii. Santander bierze udział w wielu ogólnoeuropejskich projektach R&D, udostępniając swoją infrastrukturę miejską firmom i naukowcom z całej Europy, a najlepsze rozwiązania implementuje u siebie.
Jeden z pierwszych start-upów w portugalskim Porto - Veniam - zainstalował czujniki nawet w takich miejscach jak śmietniki (także w środkach transportu), pełniące jednocześnie funkcje hot spotów. Dzięki temu powstała tania lokalna sieć o dużej przepustowości, ale zarazem potężna baza danych.
- W Polsce nie ma jeszcze inteligentnego miasta z prawdziwego zdarzenia. Są miasta, które pretendują do tego, wdrażając inteligentne rozwiązania w różnych obszarach, np. Wrocław, Katowice, Gdańsk czy Słupsk. Szczególnie dotyczy to rozwiązań ITS (Intelligent Transportation System) lub monitorowania przestrzeni publicznej - zaznacza dr inż. Paweł Świątek z Wydziału Informatyki i Zarządzania Politechniki Wrocławskiej.
Czy Łódź będzie smart?
W tegorocznym raporcie IESE Cities in Motion Index, który analizuje wszystkie aspekty wpływające na jakość życia w miastach nie ma ani słowa o Łodzi. Choć według urzędników łódzkiego magistratu, Łódź już teraz można określić mianem miasta smart. - Już w pierwszej połowie tej dekady w Łodzi, w nowym modelu miasta, wynikającym z wdrażanej Strategii Zintegrowanego Rozwoju Łodzi 2020+ położono nacisk na rozwój nowych technologii - zaznacza Grzegorz Gawlik, z zespołu prasowego Urzędu Miasta Łodzi.
Jakie rozwiązania smart zaczęto wdrażać w Łodzi? Lista jest długa, wśród nich wymienić można pilotażowy program inteligentnego oświetlenia miejskiego, system naprowadzania na miejsca parkingowe.
Inne łódzkie rozwiązania smart, które są obecnie w trakcie wdrażania, to platforma usług wspólnych, która umożliwia wymianę danych z różnych systemów informatycznych czy aplikacja „Street Bump”, dzięki której zgłosimy służbom miejskim informacje m.in. o uszkodzeniach dróg, dzikich wysypiskach śmieci, zaśnieżonych chodnikach czy aktach wandalizmu. Inna aplikacja ma informować m.in. o wydarzeniach kulturalnych czy sportowych i służyć do kontaktu mieszkańców z urzędem.
- W Łodzi trwają też prace nad rozwojem platformy otwartych danych, ruszyło Centrum Kontaktów z Mieszkańcami, a co bardziej chyba w tym kontekście istotne - uruchomiona została już w Łodzi platforma Vox Populi, dzięki której mieszkańcy mogą oddawać swoje głosy w głosowaniach internetowych nad ważnymi miejskimi sprawami. Budżet Obywatelski także już działa w internecie - informuje nas urzędnik magistratu.
Niedawno upubliczniona, a powstała w resorcie cyfryzacji strategia wdrożenia sieci 5G w Polsce, potwierdza, że Łódź planuje uruchomienie w najbliższym czasie aż 25 nowych usług typu smart city.
W Łodzi funkcjonuje już na przykład Obszarowy System Sterowania Ruchem. To potężny projekt obejmujący monitoring skrzyżowań, zdalne sterowanie sygnalizacją świetlną na większości łódzkich skrzyżowań, tablice z informacjami dla kierowców i system informacji pasażerskiej. Mimo początkowych tarć, system spełnia swoją rolę i w większości przypadków ułatwia życie łódzkim kierowcom. Kolejnym rozwiązaniem smart, zastosowanym w komunikacji miejskiej, jest elektroniczny system rozliczania przejazdów i zbliżeniowego płacenia kartami płatniczymi.
- Jednak to nie koniec, bo tempo zmian rośnie - zaznaczają urzędnicy. - Nowe centrum Łodzi, obszarowa rewitalizacja i prawdopodobne objęcie aglomeracji pilotażowym projektem szybkiej mobilnej sieci telekomunikacyjnej jeszcze je przyspieszą. Najważniejszą ideą i stojącą za wszelkimi projektami informatyzującymi Łódź, czyniącymi z niej miasto smart, jest wzrost jakości życia. Jej badania ukazują zaś najważniejszy wskaźnik dla osiągnięcia tego celu. Ogromny na to wpływ już ma rozszerzająca się rewitalizacja obszarowa. Obszary kompleksowo rewitalizowane wyposażone zostaną, zgodnie z już zatwierdzonymi planami, w nowoczesną infrastrukturę.
Problemy smart cities
Trzeba pamiętać, jednak smart city to nie tylko postęp technologiczny. Nie brak związanych z tym problemów. Wszechobecny monitoring sprawia, że mieszkańcy smart cities tracą swoją prywatność. Władze już teraz sporo wiedzą o mieszkańcach. Problem zaczyna się wówczas, gdy idea smart city wdrażana jest w państwach, które mogą wykorzystać monitoring i wirtualne blokady do własnych celów.
Dlatego coraz częściej mówi się o tym, by sprawdzonych systemów nie przenosić automatycznie z jednego miasta do innych. Wyobraźmy sobie, że monitoring, zamiast odstraszać przestępców, służy do inwigilowania konkretnych ludzi. Nowoczesne rozwiązania są świetne w państwie stabilnym, demokratycznym. Co innego, gdy zostaną wdrożone w państwach autorytarnych.
Warto zdać sobie sprawę, że takie systemy gromadzą informacje tworzące nasz wizerunek. Nie mamy większego wpływu na to, kto te informacje potem wykorzysta. Jednym z zagrożeń związanym z wdrażaniem koncepcji smart city jest zbieranie danych osobowych o osobach korzystających z publicznych usług lub infrastruktury (np. dostępu do internetu, strefy parkowania czy rowerów miejskich).
- Zastosowanie rozwiązań smart city wiąże się z gromadzeniem informacji, w tym danych osobowych, na temat mieszkańców i innych osób znajdujących się na terenie miasta. Informacje te są potrzebne choćby do lepszego zarządzania siecią transportu miejskiego, zaopatrzeniem w media, sterowaniem ruchem ulicznym czy dostosowaniem oferowanych usług publicznych do aktualnych potrzeb - mówi dr Edyta Bielak-Jomaa, generalny inspektor ochrony danych osobowych.
Hakerzy mogą szantażować
Problemem smart cities są ataki hakerskie. Wystarczy wspomnieć o ataku w 2016 r. w San Francisco (27. miejsce w rankingu IESE Cities in Motion Index 2018). Dwa lata temu haker zablokował biletomaty, systemy komputerowe i skrzynki pocztowe pracowników San Francisco Municipial Transportation Authority. Haker przedstawiający się jako Andy Saolis domagał się 100 bitcoinów, wartych wtedy 73 tys. dolarów za odblokowanie danych MTA, w tym danych prywatnych dotyczących 6 tys. pracowników firmy. Atak stał się możliwy dzięki braku ostrożności jednego z pracowników. Ściągnął on za pomocą popularnych torrentów generator kluczy do oprogramowania. Plik ten zawierał wirusa, który włamał się do poziomu administracyjnego. Na szczęście nie doszło do wycieku danych podróżnych.
W 2016 r. w Nowym Jorku hakerzy zdołali przeniknąć do systemu operacyjnego zapory Bowman Avenue Dam w Rye Brook, co umożliwiło im manipulację systemem kontroli tamy. Groziło to zalaniem setek domów w okolicy. W 2017 r. naruszono system ostrzegania miasta Dallas. W środku nocy włączyły się wówczas sygnalizatory alarmowe.
Jak miasta mogą bronić się przed cyberprzestępcami? Bardzo istotne jest szyfrowanie danych i jak najszybsze wykrywanie zagrożenia. Dla inteligentnych miast kluczowe powinny być zabezpieczenia, tak by nie wyciekły dane osobowe.
Niekorzystne zjawiska społeczne
Dyskutując o zagrożeniach związanych z nowoczesnymi technologiami rzadko wspomina się o tym, że społeczeństwa cyfrowe korzystające z internetu i inteligentnych rozwiązań mają problem z codzienną komunikacją między ludźmi. Bez trudu można zaobserwować młode osoby ze wzrokiem utkwionym w ekranach smartfonów, niezwracające uwagi na bezpośrednie otoczenie. Przestają czerpać przyjemność z rozmowy twarzą w twarz. Wolą przekazać informacje na odległość. Prawdopodobnie z tymi zjawiskami ma związek wielka popularność poradników i zasięganie pomocy terapeutów.
Niekorzystne jest też zjawisko wykluczania pewnych grup społecznych z możliwości korzystania z usług oferowanych przez smart city. Chodzi o osoby niezamożne, starsze lub niepełnosprawne.