Введение 3
Глава 1. Теоретические аспекты Smart City 6
1.1. Современные концепции и подходы формирования Smart City 6
1.2. Индустрия 4.0 11
1.3. Понятие «Big Data» и искусственный интеллект 14
1.4. Интернет вещей 20
1.5. Цифровой двойник 23
1.6. Выводы по главе 29
Глава 2. Анализ урбанизации среды города Ульяновска 31
2.1. Анализ городской среды Засвияжского района 32
2.2. Анализ городской среды Железнодорожного района 35
2.3. Анализ городской среды Ленинского района 39
2.4. Анализ городской среды Заволжского района 43
2. 5. Анализ условий проживания в населенном пункте 46
2.6. Выводы по главе 54
Глава 3. Описание моделей внедрения Smart City 55
3.1. Возможные решения для формирования модели системы Smart City
города Ульяновска 55
3.2. Модель «Community» 67
3.3. Модель «Government» 74
3.4. Вопросы согласования и выборка конечной модели 80
3.5. Выводы по главе 90
Заключение 91
Список литературы 92
Современный мир и технологии развиваются с каждым днем все быстрее и быстрее, что порой бывает сложно уследить за новыми открытиями и разработками. Одним из таких новшеств является система Smart City, или по-другому «Умный город». Основная причина для внедрения систем Smart City в нашу повседневную жизнь, является начало новой технологической революции под названием «Индустрия 4.0». Она позволит стереть грань между физической, биологической и цифровой сферами производства. Это позволит снизить затраты компаний и увеличить их годовые доходы.
В ходе четвертой промышленной революции на предприятиях и в городскую инфраструктуру будут вводиться новые технологии. Одна из основных - «Big Data», что в переводе означает «Большие данные», под ней подразумевается анализ и обработка большого количества данных из множества источников. Так как объем информации очень велик, то потребуются новые методы и решения для его обработки.
Следующая инновация - «Цифровой двойник», это цифровая модель предприятия, города или какого-либо процесса в реальном времени, данная модель поможет в достижении определенных целей, а также поможет снизить затраты на обслуживание и предотвратить неплановые выключения. Концепция цифрового двойника подразумевает объединение физического и цифрового мира через взаимосвязь оборудования и аналитического программного обеспечения, что в свою очередь удовлетворяет главному принципу «Индустрии 4.0»: переход к использованию киберфизических систем.
Одной немаловажной инновацией является интернет вещей (IoT). Чья задача заключается в соединении различных объектов в единую компьютерную сеть, которая позволит обмениваться информацией, и с помощью специального программного обеспечения анализировать полученные данные. Также в режиме реального времени без участия человека принимать управленческие или оптимизационные решения.
Цель данного исследования - показать, как современные технологии будут взаимодействовать с повседневной жизнью людей в городе Ульяновске. Главная задача диссертации показать стандартизацию подходов и продемонстрировать возможные модели систем Smart City Ульяновска, которые обеспечат комфортное проживание в городе, наполненным «умными» оборудованиями и системами.
Умные города - это живые лаборатории. Они являются образцами для подражания, так как разработка и исследования в этой области проложит курс для будущего человечества. Умные города сталкиваются с острыми современными проблемами, такими как транспорт, энергоэффективность, образование, общественная безопасность, здравоохранение, конфиденциальность, иммиграция, экономическое неравенство, изменение климата и кибербезопасность.
Умные города используют науку о данных для определения размера и местоположения карманных парковочных мест, игровых площадок, расширений тротуаров, общественных садов, пешеходных центров, велосипедных дорожек и транспортных развязок. Вместо того чтобы просто гадать, где нужны эти удобства, умные города используют данные для создания прогностических моделей, а затем проверяют точность моделей, прежде чем двигаться вперед.
Обеспечение только современными цифровыми технологиями не делает город умным. Технология должна быть полностью интегрирована в городскую систему. Это не может быть запоздалой мыслью. Она должна быть активным компонентом, тщательно вписанным в городскую инфраструктуру и неотделимым от повседневного опыта городской жизни.
Технологии - это не что-то особенное в последнее время, они должны быть частью общего решения, разработанного для удовлетворения потребностей людей. Воображение, проектирование, создание и управление умными городами - это междисциплинарная работа, требующая участия экспертов и заинтересованных сторон из разных отраслей и секторов экономики.
Умные города следуют базовым принципам дизайнерского мышления и ориентированы на творческого человека, который определяет приоритеты потребностей людей, и использует науку для управления разработкой проектов. В умном городе наиболее приоритетные являются задачи, направленные на улучшение качества жизни, и которые зависят от «здоровых» улиц, оживленных магазинов и диверсифицированной экономики.
Начало новой технологической революции под названием «Индустрия 4.0» спровоцировало внедрение системы Smart City в нашу повседневную жизнь. Грань между физической, биологической и цифровой сферами жизни будет стерта, благодаря появлению новых технологий.
Переход к киберфизической системе и есть главная задача «Революции 4.0». Внедрение таких технологий как Big Data, искусственный интеллект, IoT, цифровой двойник и т.п. позволит успешно произвести данный переход.
В данной работе было показано, как современные технологии взаимодействуют с повседневной жизнью людей в городе Ульяновске, была продемонстрирована стандартизация подходов в виде модели, а также возможные модели системы Smart City Ульяновска, которые обеспечат комфортное проживание.
Модель, которая была выбрана как итоговая, включает в себя множество подходов из разных теорий и идей. Но, ключевой подход заключается в том, что модель «Com&Gov» нацелена на достижение эффективного результата через мотивацию граждан, привлечения их к инновациям, а также вовлечение людей к управлению изменениями и развитию корпоративной культуры.
Внедрение в повседневную жизнь философии кайдзен является очень смелым поступком, так как не каждый житель города будет готов к такому изменению в своей повседневной жизни. Изменить свой образ жизни, мышление об окружающей среде - значит изменить самого себя. Достичь усвоение данной концепции в обществе поможет создание департаментов управления соответствующими аспектами городского правления. Данный подход к формированию Smart City не является окончательной версией, так как любой процесс должен проходить по циклу PDCA.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
