Не секрет, что во многих городах мира устанавливают интеллектуальные счетчики оплачиваемого времени стоянки автомобилей, датчики шума и качества воздуха, но готовы ли вы воспринять идею о мозге города? Жители Сингапура уже привыкают к этому.
В создании централизованной панели мониторинга датчиков, развернутых в распределенной сети, нет уже ничего нового, но тотальный сбор подобной информации в масштабах крупного города имеет гораздо более весомое (а в определенном смысле даже угрожающее) значение.
Многие развитые в технологическом отношении города изучают способы создания таких цифровых комплексов для управления трафиком и парковкой, для контроля за качеством воды и воздуха, а также предложения горожанам различных сервисов и веб-инструментов взаимодействия с госструктурами. Эксперты по умным городам называют такой системный подход городским мозгом или, если выражаться не столь образно, объединенной городской информационной панелью.
Все это позволит создать командный центр управления городской инфраструктурой, который поможет повысить качество управления данными, циркулирующими между различными агентствами, и принимать взвешенные решения по планированию. Располагая агрегированными данными, поступающими с датчиков, городские власти смогут более обоснованно подойти к дальнейшему развитию подземного транспорта и проведению других долгосрочных инвестиций в инфраструктуру на горизонте 10 или даже 50 лет.
Побывав в Сингапуре, одном из наиболее развитых в технологическом плане городов в мире, корреспондент Computerworld попытался проследить за претворением в жизнь концепции «городского мозга» и созданием платформы Smart Nation Platform. Опыт небольшого, очень плотно застроенного острова, на котором проживают более 5 млн жителей, исключительно интересен другим городам, также претендующим на звание умного.
«Национальная операционная система» для 100 млн объектов
Теоретически «городской мозг» может быть использован городской администрацией для оценки текущей ситуации. Установив миллионы недорогих беспроводных датчиков, можно следить за пробками на дорогах, давлением воды, уровнем загрязнения воздуха, толчеей на автобусных остановках, состоянием мусорных баков, снегом на улицах, затоплениями в результате ливней, здоровьем пожилых людей, не выходящих из дома, и другими показателями.
Большинство предлагаемых сценариев предусматривает отображение данных на единой консоли. В Cisco уже приступили к реализации такого подхода в десяти городах, включая Париж и Копенгаген.
Представление на единой консоли подкрепляется обработкой сведений, поступающих из различных, не связанных друг с другом источников, с помощью технологий искусственного интеллекта и аналитических средств.
Систему управления городским движением, организованную еще много лет назад, можно дополнить сравнительным анализом данных о загрязнении воздуха. Это позволит освобождать самые загруженные транспортные артерии, вызывающие наибольшие загрязнения. Автомобилям, которые ждут дольше всех, дадут зеленый свет, что будет способствовать рассеиванию скоплений углекислого газа.
Конечно, нынешнее состояние технологий умного города еще далеко от совершенства. Городские власти предпочли бы следить за тем, что происходит в различных частях мегаполиса в реальном времени, не теряя дни и недели в ожидании докладов руководителей муниципальных служб.
«Нужно, чтобы данные общественного сектора анализировались 'городским мозгом', – заявил министр связи, информации и образования Сингапура Джанил Путучери. – Нам удалось выстроить целый ряд платформ, и завалы данных постепенно разбираются. Некоторые имеющиеся данные уже сейчас используются при принятии решений, но этот процесс необходимо ускорить».
Ответственным за реализацию этого проекта назначен Вивьен Балакришнан.
Занимая пост министра иностранных дел и министра, отвечающего в Сингапуре за инициативу Smart Nation, Балакришнан намерен в ближайшие пять лет создать «национальную операционную систему для ста миллионов умных объектов». К их числу относятся умные светофоры и фонари, а также все размещаемые датчики и камеры.
Наверное, сюда же следует включить и 5 млн смартфонов, имеющихся у сингапурцев. Информация, поступающая с устройств GPS, поможет выявлять скопления людей на автобусных остановках, свидетельствующие о необходимости увеличения числа единиц общественного транспорта. В соответствии с сингапурскими законами о неприкосновенности частной жизни, данные эти будут храниться анонимно и применяться только с согласия их владельцев.
В своем подходе к созданию 'городского мозга' Сингапур продвинулся значительно дальше других городов в том числе и благодаря своим сетевым возможностям – недавно здесь завершилось развертывание гигабитной волоконно-оптической магистрали, к которой при желании можно подключить любой дом и любое предприятие. Наличие такой широкополосной сети становится предметом зависти многих населенных пунктов, особенно в США, где наблюдается дефицит быстрых магистралей, связывающих точки доступа и огромное количество беспроводных датчиков Интернета вещей.
В конечном итоге в Сингапуре будет создана система для «анализа данных и принятия действенных шагов», обещает Балакришнан.
А теперь давайте поближе познакомимся с экспериментальными программами, которые могли бы быть интегрированы с сингапурским «городским мозгом» по мере его развития.
Дорожное движение
Возможности «городского мозга» могут быть использованы для ликвидации заторов на дорогах. В Сингапуре имеется развитая система сигнальных рамок-ворот, которые устанавливают связь с транспондерами внутри автомобилей и взимают с водителей плату при попадании в загруженный центр города в часы пик.
Продолжается процесс подключения автомобилей к системам GPS, снабжающим водителей информацией о наименее загруженных дорогах в реальном времени. А для того чтобы водители прислушивались к этим советам, их стимулируют финансово.
Более новые системы отличаются повышенным по сравнению с нынешней системой рамок-ворот уровнем детализации, что позволяет охватить не только главные артерии, но и второстепенные дороги. Теоретически система могла бы направлять беспилотные автомобили на наименее загруженные улицы. Цель всех этих нововведений понятна: городские власти хотят, чтобы люди отказались от использования собственного автомобиля и пересели на общественный транспорт.
«Комплексная оптимизация транспортных потоков в сочетании с грамотной парковкой в крупных городских кластерах помогает улучшить экологическую ситуацию и сократить время нахождения в пути», – указал Карл Пива, вице-президент по стратегическим программам некоммерческой организации TM Forum, занимающейся глобальными инициативами по построению умных городов. Одна из задач TM Forum заключается в том, чтобы помочь сформировать техническую среду, в которой компании могли бы внедрять инновационные интеллектуальные технологии, а жители, принимая в этом участие, превращались бы в пользователей умных систем.
Сложным системам управления дорожным движением нужны мощные компьютеры. Дорожная ситуация должна прогнозироваться с учетом погодных условий и сопровождаться выдачей водителям рекомендации отказаться от поездки в случае надвигающегося шторма. Надо отметить, что внезапные бури налетают здесь довольно часто, а мощные ураганы могут принести немало разрушений как Сингапуру, так и другим странам Юго-Восточной Азии.
Погода
Корпорация IBM сотрудничает с сингапурским агентством по защите окружающей среды, сравнивая данные о погоде и влажности с информацией о высотном строительстве, что помогало прогнозировать вспышки лихорадки Денге – переносимого москитами вируса, который в тропических странах приводит к серьезному недомоганию и даже смерти.
В 2015 году корпорация приобрела сайт weather.com и другие активы компании The Weather, рассчитывая использовать их в своих интересах во многих городах, в том числе и в Сингапуре.
Проект «городского мозга» в Сингапуре направлен на то, чтобы увязать данные о погоде с информацией о дорожной ситуации и убрать машины с улиц в случае приближающегося шторма.
«Мы покупали weather.com, понимая, что погода оказывает влияние на все, а между тем практически никто пока не интегрировал эти данные в деловые и правительственные системы, – указал Тим Грейзингер, вице-президент IBM, ответственный за проекты когнитивных решений, выполняемые для десяти стран Юго-Восточной Азии, включая Сингапур. – Данные о погоде помогают организовать управление при возникновении чрезвычайных ситуаций и обеспечивать безопасность, например, при сходе оползня, а также выдавать уведомления о проведении благотворительных акций для помощи пострадавшим.
Ведомственная информация для граждан
В настоящее время IBM использует когнитивную систему Watson для организации коммуникаций граждан с двумя ведомствами – налоговым управлением Сингапура и министерством трудовых ресурсов, к сайтам которых теперь можно обращаться путем обычных текстовых запросов. Жители могут задавать любые вопросы, начиная от пенсий и заканчивая получением необходимых им разрешений, даже не зная, где находятся официальные сайты.
Принцип «любой двери» ('no wrong door policy') помогает упростить общение с бюрократическим аппаратом. Цель IBM заключается в том, чтобы помочь властям Сингапура распространить этот подход на все 60 правительственных агентств.
Услуги для пожилых и образование
«Городской мозг» может использоваться для координации результатов экспериментальных проектов. В клинике Changi General Hospital, например, есть исследовательское отделение, которое тестирует системы датчиков, размещенных в жилищах пожилых людей. Датчики эти собирают информацию о частоте открытия дверей и использования туалета, а также регистрируют громкие звуки, которыми сопровождаются падение человека или его призывы о помощи.
Датчики в домах, где проживают пожилые люди, отправляют уведомление о состоянии человека только его врачу или близким, которые находятся в другом месте. По словам чиновников, уведомления не будут добавляться в персональные электронные медицинские карты, куда попадают лишь записи, сделанные доктором.
Сбор «городским мозгом» анонимных данных об уведомлениях поможет распознавать типовые ситуации, отражающиеся на состоянии здоровья стареющего населения. Если, к примеру, удастся выявить связь между падениями пожилых людей и особенностями определенного жилья, это может свидетельствовать о недостатках его интерьера, освещения или ковровых покрытий. Возможно, определенные шаблоны помогут определить пути распространения вирусов, поражающих пациентов.
Информация, получаемая в реальном времени, обладает особой ценностью. Если сигналы о падении поступают сразу от нескольких человек, находящихся в одном и том же доме, первой реакцией должна стать проверка на задымление или возникновение какой-то другой чрезвычайной ситуации, требующей немедленного вмешательства.
Сингапурские школьники с юных лет начинают изучать программирование и другие технические дисциплины. При этом дошкольникам в обучении помогают игрушки-роботы.
Технологии занимают центральное место в образовании даже самых маленьких сингапурцев. Роботы-игрушки в дошкольных учреждениях вводят понятие последовательности, имеющее ключевое значение для дальнейшего изучения процесса написания программного кода. К восьми годам многие учащиеся уже работают с упрощенными языками программирования и объединяются в группы для решения первостепенных для Сингапура проблем, связанных с изменением климата и нехваткой природных ресурсов.
Приоритет — конфиденциальности
Размещение датчиков в жилищах пожилых людей породило вопросы о конфиденциальности данных и защите тайны частной жизни, с которыми сталкиваются все города, хранящие информацию о своих граждан. Около двух лет назад в Сингапуре был принят закон о защите конфиденциальности данных, тщательно проработанный специалистами и предлагаемый в качестве модели для других городов. Рассмотрением аналогичного законодательного акта занимается сейчас целый ряд муниципалитетов.
Особое беспокойство вызывает развертывание систем всеобщего наружного видеонаблюдения. Его цель заключается в выявлении случаев хулиганства и противоправного поведения (например, взлома автомобилей), но мониторингу подвергаются и законопослушные граждане. И если жители отдельных городов, в частности Атланты, выступают за усиление видеонаблюдения, помогающего справиться с преступностью в криминальных кварталах, то в других местах, например в лондонском Сити, до предела набитом камерами, все чаще раздаются голоса защитников конфиденциальности частной жизни.
Во многих случаях местные власти уже заявляют о намерении наблюдать за перемещениями отдельных лиц и их групп, отслеживая с помощью видеодатчиков лишь их размеры и силуэты. Программное обеспечение распознавания лиц применяться при этом не будет. Полученные данные помогают выявить толпу, которая готова выплеснуться на улицу, подвергая риску пешеходов, автобусы и водителей автомобилей. Сегодня использование камер носит уже повсеместный характер, а новые устройства оснащают сенсорами повышенного разрешения и средствами распознавания номерных знаков, лиц и других деталей.
Впрочем, что бы ни говорили городские власти, очевидно, что по мере совершенствования систем модернизированный «городской мозг» в любом случае начнет вторгаться в частную жизнь в большей или меньшей степени, в зависимости от изменения законов и позиции государства. И здесь в игру вступает извечный вопрос о доверии к правительству.
«Конечно, нас ждет определенная потеря конфиденциальности, а в худшем случае и взломы с похищением данных, – заметила аналитик Gartner Жаклин Хен. – И это проблема не сингапурская, а глобальная. Многие технологии, демонстрирующиеся на форумах умных городов по всему миру (интеллектуальные камеры, распознавание лиц, идентификация автомобилей), вне всякого сомнения, делают возможным вторжение в частную жизнь. Властям придется принимать специальные законы для предотвращения злоупотреблений».
Некоммерческая организация Freedom House, ежегодно оценивающая состояние гражданских и политических свобод более чем в 150 странах, охарактеризовала в 2016 году Сингапур как «частично свободное» государство, набравшее 19 из 40 очков в части политических свобод и 32 из 60 очков в части свобод гражданских.
Доверие
«Если в прошлом многие считали сингапурское правительство авторитарным, то сейчас, общаясь с жителями и представителями бизнеса, мы понимаем, что власти гораздо сильнее заботятся о соблюдении права на тайну частной жизни граждан, – указала Хен. – Ожидает ли общественность, заранее выдавая правительству необходимый кредит доверия, что оно не будет злоупотреблять данными? Да, конечно».
По словам Путучери, власти высоко ценят доверие со стороны граждан: «От правительства и бизнеса все ждут повышения эффективности. Доверие завоевано, и теперь нам нужно упорно работать, для того чтобы оправдать его».
Стив Леонард, возглавляющий новую структуру SG-Innovate, призванную способствовать продвижению сингапурских технологических инициатив, заявил, что получил четкие указания учитывать конфиденциальность частной жизни. Много внимания сегодня уделяется защите данных, которые связаны с изучением генома и включают в себя очень много конфиденциальных сведений.
Жаклин По возглавляет в Сингапуре агентство по технологиям, занимающееся внедрением широкого спектра цифровых сервисов, приложений и инфраструктуры.
Она признает, что установление связей между различными датчиками в городе приведет к созданию объединенной платформы, но «совершенно понятно, что речи о персональных данных здесь не идет». Все персональные данные будут храниться в анонимном виде.
«Уроки, извлеченные Сингапуром на пути к умному городу с 'городским мозгом', обеспечивающим защиту конфиденциальности, будут использоваться и в других государствах, – добавила По. – Мы не единственная страна с плотной городской застройкой и большим количеством пожилых людей. Эти сингапурские проблемы не уникальны. И сегодня мы находимся лишь в самом начале своего пути к умному городу».
По мнению директора информационного агентства Media Development Authority Гэбриела Лима, граждане Сингапура не драматизируют вопрос о конфиденциальности данных, потому что доверяют своему правительству. «Правительство последовательно показывало, что в первую очередь служит людям, – подчеркнул он. – На протяжении более чем полувека мы занимались именно этим. Связи налажены. В сложные времена правительство всегда опиралось на своих граждан, сумев устранить за последние 15 лет последствия вспышек атипичной пневмонии, азиатского кризиса и террористических атак».
Модель умного города
Возможно, говорить об этом пока слишком рано, но Сингапур уже успел заслужить высокие оценки аналитиков за свои инициативы в области строительства умного города.
«Использование централизованного 'городского мозга' – действительно наилучший подход, – считает главный аналитик компании ZK Research Зевс Керравала. – Выстраивая интеллектуальные системы управления транспортом независимо друг от друга, вы не добьетесь успеха. Связи между данными – вот откуда черпается 'интеллект'. Конечно, здесь необходимо учитывать очень много факторов, но в конечном итоге гораздо дешевле и эффективнее делать все централизованно, чем выстраивать одну независимую сеть за другой».
Эта техническая проблема характерна для американских городов, где железнодорожным сообщением занимаются одни, а автобусным другие, отдельные структуры заведуют канализацией, снабжением водой и электричеством, и у каждой из них имеется своя собственная бюрократическая машина, которая оказывает или не оказывает помощь мэру и городскому совету в их инициативах по агрегированию и координации потоков данных. В Сингапуре, по счастью, действует единое национальное (оно же и городское) правительство с единым парламентом и премьер-министром. Здесь нет никаких законодательных собраний штатов и окружных советов, которые своими постановлениями способны затормозить и заблокировать процесс планирования и утверждения принятых решений.
Отчасти из-за многочисленных слоев бюрократии Керравала причисляет США к «отстающим» в глобальном движении к умным городам. Но в условиях постоянного роста потребностей, с которыми приходится сталкиваться городам с ограниченными запасами воды и продовольствия и находящейся на грани коллапса транспортной инфраструктурой, не говоря уже об угрозах стихийных бедствий и террористических атак, «городской мозг» способен глубже анализировать шаблоны данных, помогая находить пути разрешения сложных проблем, вырисовывающихся на горизонте.
«Глобальное движение в сторону умных городов не может не впечатлять, – подчеркнул Керравала. – И 'городской мозг' является центральным его звеном. В конечном итоге городам непременно понадобится этот мозг или общая платформа, реализующая концепцию централизованного ядра системы».