Miasta czekają na pomysły

Centrum Amsterdamu to sieć małych, wąskich uliczek, przy których mieści się olbrzymia ilość kawiarni, restauracji, sklepów. Z czasem ich zaopatrzenie zaczęło sprawiać coraz większe problemy. Samochody dostarczające towary tarasowały przejazd, a spaliny zanieczyszczały powietrze. Rozwiązania problemu postanowiono poszukać w technologiach IT. Powstał system, który optymalizuje dostawy. Zamówienia trafiają do jednego miejsca. Potem dostawy organizuje się tak, by jeden pojazd obsłużył jak najwięcej punktów na zaprogramowanej trasie albo zabrał od razu wszystko, co przygotowano dla jednego lokalu lub sklepu. W ten sposób udało się zmniejszyć liczbę samochodów dostawczych na danym obszarze i ograniczyć ich poruszanie się po ulicach.

Inaczej z problemami komunikacyjnymi w centrum miasta poradziła sobie Piza. Na parkingach zamontowano czujniki. Sprawdzają, które miejsca są zajęte przez stojący nad nimi samochód, po czym informacje o wolnych stanowiskach przesyłane są do centralnej bazy danych. Kierowcy, którzy chcą szybko zaparkować mogą skorzystać ze specjalnej aplikacji w smartfonie. System wskaże wybrane dla nich miejsce. Nie zawsze jest to najbliższe wolne stanowisko parkingowe, ale i tak nie trzeba tracić czasu i paliwa na irytujące poszukiwania. Wskazania systemu są ustawione w ten sposób, by zapewnić utrzymanie jak największej płynności ruchu. W tym celu rozwiązanie zarządzające miejscami parkingowymi połączone jest z miejskim systemem zarządzania ruchem ITS (Intelligent Transportation System).

To tylko dwa wybrane przykłady różnych sposobów na praktyczną realizację idei smart city. Oba wyraźnie pokazują, jak duże znaczenie w sprawnym zarządzaniu przestrzenią miejską ma dzisiaj dostęp do informacji i możliwość jej szybkiego przetwarzania. To jeden z kluczowych warunków zapewnienia współczesnym miejscowościom sprawnego funkcjonowania.

Strategicznym kierunkiem rozwoju systemów miejskich jest dzisiaj integracja danych. Obecnie na terenie miast funkcjonuje dużo oddzielnych, rozproszonych systemów, przyszedł czas na poprawę ich funkcjonalności przez integrację.

– W przestrzeni miejskiej są olbrzymie zasoby danych. Trzeba umiejętnie je z sobą połączyć. Integracja da nowe możliwości zarządcze, co zapewni podniesienie jakości życia w mieście – mówi dr Krzysztof Głuc, dyrektor Małopolskiej Szkoły Administracji Publicznej Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie.

Nie wszystkim muszą zajmować się instytucje miejskie. Jest pole do działania również dla podmiotów prywatnych, biznesu, organizacji pozarządowych. Dla miasta przewiduje się raczej rolę brokera informacji. Otwieranie dostępu do danych ma nie tylko służyć zwiększaniu przejrzystości życia publicznego, lecz również stwarzać nowe możliwości biznesowe.

Trudność polega na tym, że nie ma gotowych, sprawdzonych scenariuszy działań. Powodzenie inicjatywy zależy od znalezienia pomysłu na rozwiązanie konkretnego, choćby małego, ale istotnego dla funkcjonowania miasta problemu. To szansa dla integratorów, którzy zaproponują nowe sposoby wykorzystania danych lub rozwiązanie wnoszące nową jakość przez połączenie informacji pochodzących z różnych źródeł i pokażą ich użyteczność w zarządzaniu miastem.

Korki pod kontrolą

Obszarem, który z powodu ograniczeń przestrzennych potrzebuje pilnie nowych, niestandardowych rozwiązań jest zarządzanie ruchem w mieście. W gęstej zabudowie często nie ma po prostu miejsca na poszerzenie ulicy. Można jednak zarządzać przemieszczaniem się pojazdów tak, by niwelować utrudnienia komunikacyjne. Korzyści z wdrożenia efektywnego systemu zarządzania ruchem łatwo wykazać, bo korki dają się dzisiaj we znaki wszystkim.

Miasta próbują radzić sobie z tym problemem, wdrażając wspomniane już systemy ITS. Z takich rozwiązań korzysta już wiele miejscowości w Polsce. Zazwyczaj jednak ich funkcjonowanie ogranicza się do wydzielonego obszaru lub określonego ciągu komunikacyjnego. Docelowo mają być jednak rozbudowywane w celu objęcia swoim zasięgiem całej miejskiej infrastruktury. Wraz z ich rozwojem będzie rosło zapotrzebowanie na montaż i integrację czujników służących do zbierania danych zasilających algorytmy optymalizujące ruch pojazdów.

Nie wszyscy mogą dostać kontrakt na wdrożenie czy rozbudowę ITS-u, ale wszyscy mogą próbować zarabiać na projektach związanych z miejskimi systemami inteligentnego zarządzania ruchem. Okazję do tego dają rozwiązania podobne do tych, jakie funkcjonują w Amsterdamie i Pizie. Chodzi o budowanie ekosystemu narzędzi, które w kooperacji z miejskim ITS-em zapewnią usprawnianie ruchu w coraz bardziej zatłoczonej przestrzeni miejskiej.

Nie muszą to być od razu zaawansowane, skomplikowane systemy. Na zainteresowanie władz miejskich mogą często liczyć prostsze, ale bardziej funkcjonalne rozwiązania.

– Warto zrobić analizę rzeczywistych potrzeb i dostępnych rozwiązań. Może się okazać, że zamiast montować czujniki w jezdni, lepiej założyć na rogach ulic kamery śledzące ruch pojazdów. W warstwie informacyjnej można uzyskać podobny efekt, a czujników nie trzeba będzie wykopywać, gdy zmieni się organizacja ruchu – tłumaczy Michał Łakomski, pełnomocnik prezydenta Poznania ds. smart city.

Zanim nastąpi awaria

Dzięki integracji i analizie danych można osiągnąć wymierne korzyści także w zarządzaniu miejskimi zasobami i środkami. Zapewnienie oczekiwanej jakości usług komunalnych (utrzymanie czystości, odśnieżanie, konserwacja zieleni miejskiej, serwis infrastruktury itp.) pochłania dzisiaj w miastach olbrzymią część budżetu. Zarządzający miejscowościami będą coraz bardziej zainteresowani rozwiązaniami, które ułatwią optymalizację wykorzystania zasobów i środków.

I tutaj również nie chodzi tylko o wielkie, zaawansowane systemy. Swego czasu furorę zrobił Gdański Bank Mas Ziemnych. W okresie intensywnej realizacji inwestycji przed EURO 2012 masy wywożonej z wykopów ziemi okazały się być tak duże, że groziły szybkim zapełnieniem wysypiska miejskiego. Trzeba było myśleć o nowej inwestycji albo szukać innego rozwiązania. Wymyślono portal, który zbierał od inwestorów informacje o urobku. Wszyscy mogli zgłaszać zapotrzebowanie na ziemię z wykopów. W efekcie zamiast na wysypisko zaczęła trafiać do zainteresowanych jej użyciem do własnych celów.

W grę wchodzą też narzędzia, które zagwarantują takie planowanie wykonywanych za pomocą drogiego sprzętu prac, by uzyskać jak największą efektywność jak najmniejszym kosztem. Przykładem może być rozwiązanie, które zaprojektuje taki harmonogram koszenia trawy, by jak największy obszar został skoszony przy użyciu jak najmniejszej ilości paliwa. System, który to zapewni, można zbudować dzięki integracji danych pochodzących z programów do planowania prac, obsługi urządzeń i miejskiego systemu informacji geograficznej (GIS). Z kolei wykorzystanie czujników monitorujących stopień napełnienia koszy na śmieci pozwoli na optymalizację tras przejazdu śmieciarek.

Oszczędności przyniesie również właściwy serwis i obsługa miejskiego sprzętu, np. w efekcie zintegrowanego zarządzania wszystkimi miejskimi środkami. Na zainteresowanie służb komunalnych mogą liczyć systemy, które przypominają o koniecznych okresowych przeglądach, czy też zbliżających się terminach wymiany podzespołów. Integracja danych od producenta z danymi o planach użytkowania urządzeń, ułatwi ich efektywne wykorzystanie. Przy rosnącej w każdym mieście skali działalności i konieczności obsługi coraz większej ilości sprzętu zapewni to płynną pracę i sprawne funkcjonowanie służb miejskich.

Zastosowanie programów analitycznych w połączeniu z systemami czujników pomoże zapobiegać awariom i wynikającym z nich przestojom w pracy urządzeń i maszyn. Analizując dane pochodzące z umieszczonych na podzespołach czujników, algorytm potrafi przewidzieć z dużym prawdopodobieństwem awarię i zasygnalizować potrzebę wymiany psującej się części jeszcze przed jej całkowitym zużyciem i zatrzymaniem maszyny. Takie rozwiązania będą zyskiwały na popularności m.in. w miejskich przedsiębiorstwach komunikacyjnych, zapewniają bowiem efektywniejsze wykorzystanie taboru tramwajowego i autobusowego. Metro w Hongkongu już dzisiaj do zarządzania serwisem stosuje system analityczny bazujący na technologii sztucznej inteligencji i korzystający z danych z sieci sensorów.

Jaśniej i cieplej

Coraz ważniejszym obszarem wykorzystania Internetu rzeczy w miastach staje się zarządzanie zużyciem energii cieplnej w budynkach komunalnych. Zarządcy miejscowości, często właśnie tych mniejszych, są coraz bardziej zainteresowani ograniczaniem wydatków na ogrzewanie. Rozglądają się za nowymi możliwościami zoptymalizowania pracy urządzeń grzewczych.

Dla wielu samorządów ekonomicznie uzasadnione staje się więc inwestowanie w systemy inteligentnego zarządzania wykorzystaniem energii cieplnej. Bazują one na sieci czujników mierzących temperaturę w pomieszczeniach i sprawdzających stan wybranych elementów wyposażenia, np. czy nie są otwarte okna. Dane z sensorów spływają do programu analitycznego, który połączony jest z systemem sterowania pracą kotłów centralnego ogrzewania lub węzła ciepłowniczego.

Funkcjonowanie takiego systemu może być też skorelowane z danymi o planach wykorzystania poszczególnych sal, pobieranymi np. z elektronicznej platformy edukacyjnej, która zawiera rozkład zajęć szkolnych. Często wdrożenia zaczynają się właśnie od pojedynczych szkół czy przedszkoli. Wymierne korzyści, w postaci oszczędności stanowiących nawet 30 proc. dotychczasowych kosztów, są zauważalne w budżecie każdej miejscowości.

Do świadomości włodarzy miast docierają też coraz mocniej argumenty za wdrożeniem systemów inteligentnego oświetlenia ulicznego. Czynnik ekonomiczny ma i tu decydujące znaczenie, bo oszczędności mogą sięgnąć nawet połowy dotychczasowych wydatków. Na tym rynku jest miejsce zarówno dla dużych, jak i dla małych graczy. Wymiana systemów sterowania latarniami nie następuje bowiem od razu w całym mieście. Wdrożenia prowadzone są etapami, często zaczynają się od pilotaży obejmujących dwie, trzy wybrane ulice. Jeden z największych systemów w Polsce funkcjonuje w Bydgoszczy. Składa się z ponad 8 tys. punktów świetlnych podłączonych do Internetu, a i tak obejmuje tylko jedną czwartą latarni w mieście.

Po inteligentne rozwiązania bazujące na sieci czujników i analityce coraz chętniej sięgają miejskie spółki komunalne. Systemy takie usprawniają funkcjonowanie infrastruktury wodociągowej i ciepłowniczej, ułatwiają utrzymanie jej sprawności, pomagają w obsłudze użytkowników. Internet rzeczy służy zarówno do wczesnego wykrywania awarii wodociągów, jak i do zdalnego zbierania odczytów z liczników ciepła i wodomierzy. W połączeniu z algorytmami sztucznej inteligencji umożliwia również przewidywanie awarii urządzeń obsługujących sieć.

Wykorzystanie tego typu systemów nie jest tylko domeną największych miast. Świadczą o tym przeprowadzone w Polsce wdrożenia. Z inteligentnych rozwiązań korzystają przedsiębiorstwa komunalne we Wrocławiu, ale też w Ciechanowie, Nowym Sączu, Środzie Wielkopolskiej oraz Podkowie Leśnej. To również baza do budowania nowych modeli biznesowych i modeli zarządzania miastem.

Rosnący potencjał biznesowy zauważalny jest także w sferze ochrony środowiska. Miasta będą potrzebowały coraz większej liczby czujników mierzących zanieczyszczenie i temperaturę powietrza. Na początek będzie trzeba rozmieścić sensory i stworzyć system zdalnych odczytów. Potem pojawią się nowe możliwości dzięki wykorzystaniu pochodzących z nich danych. W efekcie zaczną być stosowane m.in. rozwiązania integrujące dane o smogu z systemami kierowania ruchem i zarządzania komunikacją.

Między startupem a strategią

Zapotrzebowanie na nowe rozwiązania istnieje dzisiaj praktycznie we wszystkich dziedzinach funkcjonowania miasta i przestrzeni publicznej. Wiele projektów, wdrożeń i narzędzi pojawia się na zasadzie startupowej. Firma, która ma pomysł na rozwiązanie konkretnego problemu związanego z życiem w danej miejscowości i potrafi przekonać do niego mieszkańców lub włodarzy, ma szansę na sukces biznesowy.

Samorządy też zachęcają przedsiębiorców do szukania pomysłów na biznes bazujący na miejskich danych. Służyć temu mają m.in. organizowane przez miasta hackatony. Warto, by integratorzy również zainteresowali się udziałem w tego typu spotkaniach.

Ci, którzy stawiają na większe projekty, powinni szukać miejscowości podchodzących do problemu inteligentnych rozwiązań w sposób bardziej kompleksowy czy systemowy. Wiele miast w naszym kraju ma strategie rozwoju smart city. W innych zagadnienia te stanowią istotną część generalnych strategii rozwoju. Warto też szukać projektów związanych ze smart city w programach współfinansowanych przez fundusze unijne. Wiele z nich dotyczy m.in. modernizacji infrastruktury komunalnej, która nigdzie dzisiaj nie odbywa się bez nowych technologii, bazujących na IT.