Интернет вещей для «умных» городовFILE/ey-iot-for...Интернет...

Интернет вещей для «умных» городов

Трансформация «умного» города в город будущего

Содержание1 Цель Интернета вещей для «умных» городов –

благополучие их жителей7

2 IoT на подходе к «умным» городам 11

3 Все дороги ведут… в Рим к созданию ценностей 15

4 Главное — ценности, а не услуги 21

5 Анатомия города будущего: IoT в роли нервной системы

29

6 Цифровое эхо города будущего 37

7 Влияние на развитие экосистемы IoT в «умном» городе

41

8 Обеспечение взаимосвязи компонентов города будущего при помощи IoT

47

9 Безопасность города будущего 53

Михаил РомановПартнер, руководитель практики консультационных услуг в СНГ

Тел.: +7 (495) 664 7856 [email protected]

Ольга АрхангельскаяПартнер, руководитель направления по оказанию услуг компаниям сектора недвижимости, гостиничного бизнеса и строительства, государственным компаниям, предприятиям автомобильной и транспортной отраслей в СНГ


Виктор ТамбовцевДиректор, отдел развития бизнеса, направление по оказанию услуг компаниям сектора технологий, медиасектора и отрасли связи


Антон УстименкоПартнер, руководитель направления по оказанию услуг компаниям сектора технологий, медиасектора и отрасли связи в СНГ


Кшиштоф ЛапиньскийАвтор

Руководитель направления по выработке стратегии в области IoT в составе Центра консультационных услуг в регионе EMEIA

[email protected]

Андрей ХаритоновСтарший менеджер, направление по оказанию услуг компаниям сектора недвижимости и строительства, государственным компаниям


Томаш КибилСоавтор

Руководитель группы по выработке стратегии в области IoT в составе Центра консультационных услуг в регионе EMEIA

[email protected]

Европа, Ближний Восток, Индия и Африка (EMEIA)

СНГ

Контактная информация по вопросам развития IoT в «умных» городах

Александр ПониеверскийРуководитель глобальной практики

консультационных услуг в области IoT

EY является первой компанией по оказанию профессиональных услуг, которая начала активно разрабатывать для клиентов услуги в сфере IoT и первой вышла на рынок с предложением комплексных решений по развитию IoT в «умных» городах. Широкие знания наших специалистов в данной области, которая находится на стыке нескольких дисциплин, делают EY оптимальным партнером, который может оказать содействие в процессе создания города будущего.

Эдвина ФицморисРуководитель отдела

маркетинга и развития бизнеса в рамках глобальной практики

консультационных услуг

В 2050 году 70% населения земли будет жить в городах. Количество мегаполисов увеличится к 2030 году до 41. Создание комфортных условий для такого огромного числа жителей и компаний потребует принципиально новых подходов. Именно города станут лидерами в разработке и внедрении инноваций.

Дэн ХиггинсРуководитель глобальной практики консультационных услуг в секторе

технологий

Из всех возникших в последнее время технологий именно феномен IoT окажет наиболее сильное влияние на рост благосостояния городов будущего. В условиях повсеместного применения цифровых технологий наибольшие преимущества для городской инфраструктуры будут связаны с ее подключением к IoT.

Джанлука Ди ПаскуалеРуководитель практики

консультационных услуг и услуг в области цифровых технологий для развития городов будущего

Города сталкиваются с целым спектром серьезных проблем — ‒от загрязнения окружающей среды до недостатка воды. Они должны обладать устойчивостью к постоянному напряжению и шоковым ситуациям. Благодаря возникновению новых механизмов финансирования появилась возможность провести серьезную модернизацию активов «умных» городов, в результате которой их можно будет оборудовать датчиками и подключить к Интернету.

IoT dedicated networks comparison extract. Source: EY

Интернет вещей (IoT) используется во многих отраслях экономики для оценки эффективности работы предприятия. Он обеспечивает гиб-кость регулирования производствен-ных линий при помощи роботизиро-ванной автоматизации процессов, что дает возможность получать более точную информацию и прогнозы, применяя искусственный интеллект, а также укреплять связи с клиентами за счет прямого взаимодействия через IoT. Все эти возможности доступны и «умным» городам. Но у городов другие приоритеты. Их главная цель — способствовать росту благосостояния населения,

а это требует решения широкого спектра задач. Нужно создать среду, в которой жители города могли бы развивать свои способности и вдохно- влять других. Необходимо обеспечить безопасность и защиту посредством предоставления соответствующим структурам инструментов для монито-ринга. Нужно повышать уровень удов-летворенности жителей городскими услугами, которые должны полностью отвечать их потребностям. Следует заботиться об окружающей среде. И это лишь часть ключевых задач, стоящих перед «умными» городами. В основе решения всех этих задач лежит концепция Интернета вещей.

1

Цель Интернета вещей для «умных» городов — благополучие их жителей

Число людей старше 60 лет превысит 1,1 млрдк 2050 году. Это ведет к росту затрат на здравоохранение, к увеличению финан-совой нагрузки, а также к психологическим проблемам, связанным с одиночеством и тоской.

Источник: World Air Quality Index, aqicn.org.

• Автоматизированные системы оказания первой помощи, подключенные к оборудованию для мони-торинга основных жизненно важных функций

• Подключенная городская инфраструктура, поддерживающая перемещение пожилых жителей и людей с ограниченными возможностями

• Контроль местонахождения и безопасности детей в парках и на игровых площадках

Помощь людям, которые нуждаются в уходе

• Комплексная оценка состояния окружающей среды: загрязнения воздуха, шумового воздействия, состояния почвы, воды, растительности и уровня радиации

• Автоматизированный полив и удобрение• Мониторинг среды обитания животных• Экономия природных ресурсов: повторное исполь-

зование воды, энергоэффективность, очистка бытовых сточных вод

• Интеллектуальные системы сбора, переработки и утилизации отходов

Экологическая устойчивостьМониторинг загрязнения окружающей среды в Европе в режиме реального времениИсточник: www.aqicn.org.

1 трлн долларовЗатраты, связанные с загрязнением воздуха автомобильным транспортом в странах ОЭСР оцениваются в 1 трлн долларов США.

Источник: Wired, wired.com.

На долю городов приходится 70% от общемировых выбросов

углекислого газа.

CO²

Municipal waste generation and treatment in the EU*(in kg per person)

Переработка или компостирование Захоронение или сжигание Прочее

1995

0

100

*Общие данные по ЕС (за исключением Хорватии) в период с 1995 по 2006 год.

200

300

400

500

600

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Образование и утилизация муниципальных отходов в ЕС*

(кг на человека)

9

• Взаимодействие с жителями через подключенную систему обратной связи

• Дифференцированный опрос и оповещение населения

• Анализ поведения, настроения и мнений горожан• Анализ типов взаимодействия жителей с городской

инфраструктурой• Коллективное принятие решений на основе данных,

полученных через IoT

Интеллектуальный подход к принятию решений

• Развитие экосистемы IoT для повышения качества жизни

• Принятие верных решений, учитывающих мнение населения

• Удобная в использовании и понятная для туристов инфраструктура

• Город, отвечающий потребностям своих жителей• Моделирование городской среды в режиме

реального времени

Повышение привлекательности городов

Анализ 34 522 жалоб, поданных в Нью-Йорке через платформу Open311 Источник: Wired.

• Подключенные аварийно-спасательные службы• Оповещение об опасности в режиме реального

времени• Прогнозирование, выявление и предотвращение

опасных явлений посредством распознавания и анализа информационных потоков (например, распределения шумов, изображений, показаний акселерометров)

• Мгновенное реагирование на аварийные ситуации• Охват слепых зон датчиками

Повышение безопасности и защищенности Анализ уровня

преступности Источник: Numbeo (numbeo.com) Crime Index.

Более 50% населения Земли живет

в городах.

Города на пороге больших перемен

Через 10 лет число городов с населе- нием более 1 млн человек приблизится к 500.

Количество мегаполисов с населением более 20 млн увеличится с двух

в 1950 году до 41 к 2030 году.

В 2050 году 70% мирового населе-ния и 86% населения стран ОЭСР будет сосредоточено в городах.

К 2050 году 80% людей старшего возраста в развитых

странах будут проживать в городах.

Источник: un.org.

2

IoT на подходе к «умным» городам

Интернет вещей, подобно морским волнам, расходится во все стороны, продолжая охватывать новые сферы — от «умных» потребительских товаров до промышленного IoT. Многие считают, что, полностью покрыв нашу среду обитания, IoT превратится в «Интернет всего». Куда бы мы ни бросили взгляд, везде наблюдается проник-новение IoT в нашу жизнь. Самые широкие возможности для «умных» городов на долгосрочную перспективу открываются в том случае, если они смогут воспользоваться достижениями IoT в отдельных отраслях и на благо своих жителей. При этом необходимо иметь стратегическую концепцию, руководствоваться принципом

открытости и развивать IoT в направ-лении создания ценностей. В городах будущего найдут применение решения, продукты и технологии, разработанные в сфере коммунального хозяйства, транспорта, недвижимости, розничной торговли, автомобилестроения и здра-воохранения, которые принесут пользу людям. Перспектива прокатиться по волнам на доске для серфинга у берега или даже отправиться в открытое море IoT в надежде внести существенный вклад в повышение благосостояния жителей города и в его экономику выглядит очень заманчиво. Однако любой хороший капитан знает, что сначала надо под-готовить корабль и обучить команду.

#Smart Parking #Smart Sensors #Smart Lightning #Smart Meters #City Platforms

#Monetization #Privacy #Connectivity #IoT City Architecture

• Место для отдыха и развлечений• Увлекательно наблюдать за другими• Интересно самому попробовать

• Доска для серфинга и готовность к приключениям

• Какие интеллектуальные услуги нужно разработать?

• Какие IoT-решения требуется внедрить?• Какие IoT-платформы следует использовать?• Какие IoT-услуги необходимо интегрировать?

• Волны набирают силу• Они становятся все выше• Хождение под парусом требует навыков

• Узнать прогноз погоды• Найти небольшое судно• Приобрести начальный опыт мореплавания

• Как ликвидировать разрыв между изолированными IoT-решениями?

• Как создать добавленную ценность?• Как решить проблемы взаимосвязи компонентов

«умного» города и их безопасности?

Типичные вопросы для «умных» городов


Выход в море

Что необходимо?

Популярные хэштеги: Популярные хэштеги:


Прибрежная зона

В начале пути перспектива расширить возможности городской инфраструк-туры за счет внедрения IoT привлекает «умные» города своей простотой. На рынке уже предлагается немало решений, которые легко перенести в городскую среду. Поэтому главная задача заключается в том, чтобы выбрать из них самые простые для внедрения, обещающие на выходе наиболее заметный результат, а также оснастить городскую инфраструктуру множеством датчиков.

Но даже в самом начале плавания по морю возможностей, которые открывает IoT, городам приходится сталкиваться с проблемами. Нужно добиться, чтобы изолированные решения работали связанно. Данные, поступающие с различных датчиков и счетчиков, можно использовать для создания новых ценностей. Надежное и безопасное подключение к IoT требует тщательного планирования. На этом этапе необходимы знания, навыки и опыт, чтобы, исследуя просторы Интернета вещей, идти на всех парусах.

12


#Sustainability #Safety #Security #Vulnerability #Value capture #Talent management #Interoperability

• Волны достигают большой высоты• Они обрушиваются с огромной силой• Навигация невозможна без тщательной

подготовки

• Навигационное оборудование• Корабль, приспособленный для выхода

в открытое море• Лоцман и опытная команда

• Как установить взаимосвязь с другими «умными» городами?

• Как финансировать растущие затраты на поддержание экосистемы IoT?

• Как получать выгоду от IoT за пределами города?

Глубоководный участок

Популярные хэштеги:


Выход в открытое море — это самый захватывающий этап, который несет с собой новые возможности для развития города через IoT. «Умные» города смогут свободно обмениваться информацией с любым подключенным автомобилем, получать сведения от оснащенной дат-чиками инфраструктуры, взаимодействовать с другими городами и отслеживать тенденции при помощи аналитики неструктурированных данных. Освоение пространства IoT потребует от городских властей новых подходов, чтобы ликвидировать имеющиеся технологические «бреши» с учетом интересов различных заинтересованных сторон, подключенных к город-скому IoT-хабу. Они также столкнутся с ростом затрат на поддержание IoT-инфраструктуры и будут вынуждены конкурировать с аналогичными сервисами, разработанными в других странах мира на основе концепции открытых данных (которая предусматривает отсутствие первоначальных затрат на создание данных, тогда как городу нужно инвестировать в уста-новку датчиков и счетчиков). По ходу изучения городскими властями возможностей IoT будут выявляться различные факторы, которые представляют угрозу надежности и безопас-ности городской инфраструктуры и жителей.

Открытое море IoTОткрытое море IoT — это пространство, в котором появляется возможность изучить все идеи применения Интернета вещей:

• Безграничные возможности взаимодействия (interoperability) данных, устройств, систем, оборудования, экосистем и людей

• Саморегулируемые экосистемы IoT, которые, используя корреляции данных реального времени в сочетании с инструментами прогнозирования, принимают автономные решения и запускают работу систем, оборудования и устройств

• Блокчейн-транзакции между компонентами IoT для осуществления микрорасчетов и прозрачно-го, безопасного и защищенного взаимодействия

Что это означает для «умных» городов?«Умные» города становятся пространством, в котором компании из различных отраслей объединяются в целях предоставления услуг, продажи товаров, организации досуга жителей и интерактивного взаимодействия с ними. В городах найдут применение IoT-решения, продукты и технологии всех отраслей, включая коммунальное хозяйство, транспорт, недвижимость, розничную торгов-лю, автомобилестроение и здравоохранение. Внедрение IoT, которое в городах будет продвигаться усилиями третьих сторон, просто невозможно остановить.

13

3

Все дороги ведут… в Рим к созданию ценностей

На фоне роста интереса к решениям на базе IoT компании-разработчики стремятся воспользоваться открываю-щимися возможностями, активно экспериментируя с новыми функциями и характеристиками своих устройств для того, чтобы сделать их более при-влекательными и эффектными для потребителя. В такой ситуации поиск IoT-продуктов, которые могли бы облегчить решение городских проблем, не представляет большого труда. Но, увлекаясь созданием новых заманчивых продуктов, разработчики упускают из виду их способность к взаимодействию и формированию реальной ценности, результатом чего становится изолированность решений. Более продвинутые города уже

столкнулись с этой проблемой и заду-мались о том, действительно ли все используемые ими новые продукты вносят весомый вклад в повышение благосостояния города и его жителей. Для тех, кто уже отправился в путь по просторам IoT, главной задачей является поиск дополнительных выгод. Некоторые города на началь-ном этапе проводят тестирование технологий, чтобы понять, как именно можно использовать преимущества взаимосвязанности систем и устройств. Какой бы ни был выбран путь, властям любого «умного» города рано или поздно придется искать ответ на вопрос: как раскрыть и реализовать ценностный потенциал IoT?

16

и ограниченной взаимосвязанности существу-ющих решений. В итоге они приходят к необходимости выработки общегородской концепции использования всех внедренных «умных» устройств, которые должны функ- ционировать как единая IoT-экосистема города. Реализация такой перспективной концепции города будущего в условиях суще-ствования изолированных технологических решений потребует значительных усилий и дополнительных инвестиций.

Города становятся открытой площадкой для тестирования технологии IoTВ связи со сложностью IoT-решений их разработчикам и провайдерам приходится проверять работоспособность своих идей и продуктов в условиях жилой городской среды. Тестирование датчиков и устройств должно проходить в реальных условиях, в которых они подвергаются воздействию помех, погоды и многих других факторов, которые невозможно смоделировать в научно-исследовательской лаборатории. Города представляют собой огромные пространства, застроенные зданиями и сооружениями с разнообразной архитек-турой, что создает проблемы для работы силовых установок и блокирует радиоволны. Кроме того, под влиянием таких факторов, как культура, образ жизни и привычки, а также уровень внедрения технологий, в различных регионах люди по-разному ведут себя и взаимодействуют с объектами IoT. Поэтому города, открытые для сотруд-ничества с технологическими компаниями, превращаются в лаборатории под открытым небом, в которых провайдеры дорабатывают свои продукты. Такая ситуация выгодна всем — IoT-решения становятся лучше, их настраивают для устранения конкретных проблем. При этом городские власти имеют возможность убедиться в практической пользе продукта или услуги.

Наступает момент выбора. Какая из «умных» осветительных опор лучше? Какое парковоч-ное решение больше подходит нашему городу? Действительно ли «умные»

Привлекательность IoT По мере подключения все большего числа потребительских продуктов к системам, платформам и другим устройствам IoT становится неотъемлемой частью нашей жизни. Он также влияет на то, как предпри-ятия предоставляют услуги и контролируют свою операционную деятельность. Наряду с такими прорывными технологиями, как искусственный интеллект, машинное обу-чение и роботизированная автоматизация процессов, IoT позволяет создавать решения и возможности, которые предыдущими поколениями воспринимались как научная фантастика.

Передовые разработки неизменно поражают своим функционалом и новыми способами взаимодействия с пользователем, примерами которых являются дополненная реальность или голосовое управление. Благодаря тому, что стоимость датчиков и подключения к сети снижается на фоне роста доступности облачных систем управления, решение о вложении средств уже не требует долгих размышлений. Поэтому городские власти зачастую внедряют IoT-продукты и услуги, откликаясь на заманчивые предложения и надеясь, что они помогут устранить проблемы в городе.

IoT как путь к решению городских проблемУ города, как правило, есть много способов разрешения конкретной проблемы. Техно-логии, лежащие в основе IoT, открывают практически безграничные возможности для разработчиков, позволяя им создавать уникальные и привлекательные для потреби-телей продукты. Но все эти продукты имеют одно общее свойство — они предназначены для устранения какой-то одной проблемы. В результате широкого внедрения таких продуктов в городе образуется множество не связанных между собой «технологических островов». Со временем в ходе монетизации и создания ценностей за счет предложения гибридных услуг (сross-service value generation) перед городскими властями встает проблема отсутствия взаимодействия

17

Раскрытие ценностного потенциала

Способность к взаимодействию (interoperability)

Решения и услуги

Перспективная концепция города

будущего

Проблемы городов

РеализацияОткрытая площадка для тестирования

Перспективная концепция, цель,

задачи и достижения

Создание ценностейМонетизация

Низкий уровень взаимодействия

Как создать ценности

Низкий уровень взаимодействияДополнительные

ценности не создаются

Изолированные решения

ИдеиВозможности

КПЭ и факторы успеха

Эффект и влияние

Создание ценностей требует наличия

способности к взаимодействию

План внедрения решений

Управление созданием ценностей


будущего


будущего

Последствия подхода к внедрению IoT, направленного на решение конкретных проблем:• отдельные изолиро-

ванные решения;• из-за отсутствия спо-

собности к взаимо-действию не создают-ся ценности;

• возможности взаимо-действия с другими устройствами прихо-дится обеспечивать задним числом;

• требуются дополни-тельные усилия для корректировки или переформатирова-ния существующих решений.

Последствия внедрения IoT в результате тестирования в реальных условиях:• наличие нескольких

конкурирующих между собой решений;

• решения сравнива-ются по характери-стикам, а не с точки зрения создания ценностей;

• целью дальнейшей разработки является устранение обнару-женных проблем;

• решение о разверты-вании принимается без учета перспек-тивной концепции развития города.

Последствия внедрения IoT, направленного на реализацию задач города будущего:• ожидаемые ценности

обусловлены целями и задачами города;

• создание ценностей является базовым принципом обеспече-ния взаимодействия решений и устройств;

• план внедрения решений, выстроенный с учетом приоритетов и реализуемый под контролем властей;

• программирование новых и увеличение масштаба существую-щих ценностей.

Различные подходы к применению IoT в «умных»

городах, как правило, приводят к одному и тому же

выводу: при установке датчиков, внедрении «умных» устройств и предоставлении «умных» услуг необходимо

предусмотреть их способность к взаимодействию

для достижения целей, стоящих перед городом.

Поэтому для создания города будущего абсолютно

необходима единая стратегия применения IoT, которая

обеспечит экономию времени и средств городского

бюджета.

мусорные контейнеры, которые передают мусоровозам информацию об уровне запол-нения, оптимизируют процесс обращения с отходами? Все эти вопросы, безусловно, важны, но они касаются только одного аспек-та — характеристик продукта. А когда по все-му городу тестируется множество продуктов, «умных» устройств и датчиков, легко пове-рить в идею неограниченных возможностей.

Нередко в момент выбора того или иного продукта или услуги на ум приходит гораздо более важный вопрос: как сделать так, чтобы все это работало вместе. И все чаще решения принимаются с учетом не только характеристик продуктов, но и других важных факторов — их способности к взаимодействию и возможности создавать ценности за счет эффекта синергии.

18

Проблемы городов

Мобильность

Снижение производитель-

ности вследствие загруженности

дорог

Рост конкуренции за невозобно-

вляемые ресурсы

Ухудшение экологии в городах

Неэффе- ктивность

систем распределения

Устаревание объектов

транспортной инфраструктуры

Длительный период восста-новления после

природных и антропогенных

катастроф

ДТП и смертность

в результате ДТП

Экологически неэффективные

способы обращения с отходами

Преступность, социальная

напряженность, насилие,

терроризм

Поиск актуаль-ной для ХХI века целевой модели

образования

Слишком высокие затраты на здравоохране-

ние в % от ВВП

Меняющиеся потребности населения

Нехватка данных и информации

для правильного градостроитель- ного проектиро-

вания

Неразвитая экосистема стартапов, инновации

не являются приоритетом

Кибератаки на критически

важные объекты инфраструктуры

Экономич-ные методы

предоставления образования

Старение населения развитых

стран

Проблема персонализации государственных

услуг для граждан

Неэффективное управление

энергопотреб- лением зданий

Недостаточные усилия по созда-

нию рабочих мест, ограниченные возможности

для поиска новых вакансий

Кибератаки против

отдельных граждан

Переподготовка безработных

и специалистов, потерявших работу

из-за внедрения технологий

Нездоровый образ жизни и привычки –

причина проблем со здоровьем,

которых можно было бы избежать

Дисбаланс между спросом

и предложением государственных

услуг (менеджмент возможностей)

Неоптимальная организация

людского потока

Ограниченный доступ

к финансирова-нию для «умных»

проектов

Вторжение в частную жизнь

и другие правовые проблемы

Низкая успевае-мость студентов

естественно- научных

и инженерных специальностей

Рост плотности населения

в городах и риск возникновения

пандемий

Сложная для понимания

система нормативно-

правового регулирования

Нехватка парковочных мест в зонах

общего пользования

Недостаточная привлекатель-

ность для прямых иностранных инвестиций

Защита и безопас-

ность

Электро- энергия,

отходы и водаОбразование Здраво-

охранениеУслуги

населениюОбщественные

места

Рабочие места и экономи- ческий рост

Помимо масштабной урбанизации, растущих ожиданий жителей и глобальной конкуренции со стороны мегаполисов, стремящихся привлечь новых резидентов, городские власти

сталкиваются и с другими проблемами, которые возникли в последнее время. Самые популярные решения включают технологии на базе IoT.

Все дороги ведут к созданию ценностейТакое прочтение известной древней пого- ворки отсылает нас к Золотому миллиарию — Milliarium Aureum — монументу, установленно-му в центре Древнего Рима. Предполагалось, что все дороги Римской империи начинались от этого монумента и от него же отсчитыва-лись все расстояния. В контексте внедрения IoT Золотым миллиарием, то есть отправной точкой для любого подхода, а также для выбора решений, устройств и датчиков, служит перспективная концепция города будущего. Такая концепция должна учиты- вать цели, показатели эффективности, ценности, которые могут быть созданы для повышения благосостояния жителей города, а также ответы на исключительно важные вопросы о монетизации городской IoT-

инфраструктуры. «Умные» города находятся на различных этапах внедрения IoT. Одни сталкиваются с проблемами, связанными с недостаточной способностью применяемых ими устройств и систем к взаимодействию друг с другом и созданию дополнительных ценностей. Другие ищут решения, которые помогут им в достижении своих целей.

Для трансформации «умного» города в город будущего, в котором новейшие технологии способствуют его процветанию и росту, необ-ходимы четко определенные цели, качествен-ное управление и тщательно проработанный подход к внедрению IoT. Процесс трансфор-мации пойдет легче и потребует меньше вре-мени, средств и усилий на корректировку или реконфигурацию существующих решений для обеспечения их взаимодействия, если начнется с выработки перспективной концеп-ции. В этом случае при выделении средств

18

19

власти города будут руководствоваться задачей создания ценностей и полезного эффекта, а не просто внедрять отдельные продукты и изолированные решения для устранения про-блем. Фундаментальные принципы IoT — неогра-ниченный обмен данными, взаимосвязанность машин и устройств, аналитика информации на базе облачной платформы, прогнозирование и автономная автоматизация — открывают беспре-цедентные возможности для повышения качества жизни горожан. Наиболее верное решение, которое может принять «умный» город, — взять на себя управление процессом создания экоси-стемы IoT, оказывая влияние на ход ее развития.

Взаимосвязанность компонентов «умного» городаВзаимосвязанность компонентов «умного» города выстраивается на следующих четырех уровнях, начиная с самого нижнего уровня базовой инфраструктуры и дальше до уровня приложений и сервисов.

• Уровень 1. Базовая инфраструктура, которая служит основой для развития «умного» города и включает в себя транспортную систему, системы связи, энергоснабжения, городского освещения, сбора и утилизации отходов, водоснабжения и водоотведения.

• Уровень 2. Уровень восприятия и измерения, на котором подключенные датчики, объекты и устройства собирают данные о поведении пользователей и взаимо- действии машин. С этого уровня начинается развитие городской экосистемы IoT.

• Уровень 3. Размещенная в облаке платформа для анализа и обработки больших данных, полученных на других уровнях, в целях предоставления полезной информации, используемой для совершенствования существующих и создания новых услуг.

• Уровень 4. Приложения и сервисы, через которые устанавливается контакт с конечными пользователями и обеспечи- вается предоставление услуг по их запросу.

Как правило, «умные» города идут по пути рас-ширения возможностей подключенных объектов, инвестируя средства в различные устройства и датчики. Однако исключительно важно понимать, что трансформация «умного» города

Уровень 4

Уровень 3

Уровень 2

Уровень 1

Приложения и сервисы

Сервисная платформа

Подключенные объекты

Базовая инфраструктура

Приложения

Услуги для жителей города

Мобильные устройства

Видео- наблюдение

Широко- полосный

доступ и Wi-Fi

«Умная» электросеть

«Умная» система освещения

Транспортная система и система

обращения с отходами

Здания

Датчики

Транспортные средства

Анализ и обработка

данных

19

в направлении развития экосистемы IoT должна обязательно захватывать первый уровень — базовую инфра-структуру. По мере ее износа перед властями города неизбежно встанет вопрос: стоит ли вкладывать средства в оснащение существующей инфра-структуры новыми датчиками? Не правильнее ли будет заранее определить требования, которым должна отвечать инфраструктура города будущего?

Использование технологии IoT для предоставления городских услуг является распространенной тенден-цией в «умных» городах. Городским властям важны такие преимущества IoT, как простота доступа к услугам, возможность взаимодействия объек-тов инфраструктуры города, унифи-цированный пользовательский опыт жителей, более глубокое и точное представление о привычках и потреб-ностях горожан, операционная эффективность, более высокий коэффициент использования активов и продвинутый подход к обслужива-нию инфраструктуры. Но при этом они начинают понимать, что изолиро-ванные решения со временем могут

стать источником проблем, таких как рост затрат на обслуживание более сложных объектов инфраструктуры, неспособность изолированных реше-ний и сервисов работать слаженно для достижения общей цели, рассре-доточенность управления и трудности при интеграции. Городам необходимо сконцентрировать усилия на создании ценностей, а не на расширении услуг. Именно такой подход открывает путь к целенаправленному развитию экосистемы IoT города будущего, к созданию новых возможностей для монетизации этой экосистемы и поддержанию конструктивного взаимодействия с «умными» партне- рами города.

4

Главное – ценности, а не услуги

Идея Внедрение

Идея Пилотная версия

Прототип Обоснование концепции

ВнедрениеАдаптация

Стандартный процесс внедрения нового решения не вполне подходит для решений на базе IoT, так как основным свойством компонентов экосистемы IoT является их способность

к взаимодействию друг с другом.

Среди новейших технологий, которые привлекают внимание властей и руководителей, — ‒техническое обслуживание по фактическому состоянию, роботизированная автоматиза-ция процессов, машинное обучение, блокчейн и искусственный интеллект. Также техно-логии позволяют повысить отдачу и эффективность, принимать правильные решения и сокращать затраты. Но у них есть одна общая черта — для их применения требуются данные. Информация, поступающая с датчиков, устройств и объектов, откроет безгра-ничные перспективы перед городами будущего, которые станут двигателями националь-ной экономики. Самоуправляемые автомобили, «умные» электросети, бытовые приборы и подключенная инфраструктура — все эти технологии получат широкое применение в городах, чтобы служить людям. Именно поэтому городам так важно обеспечить возмож-ности для создания ценностей, которые они затем могли бы предложить своим жителям.

свободное место, а не то, которое предла- гает парковочная система. Другие предпо-читают платить наличными. А гости города могут не захотеть утруждать себя предо-ставлением информации, необходимой для использования «умной» парковочной систе-мы. Чтобы все могли свободно парковаться в городе, традиционная система парковки должна работать параллельно с новой, внедренной городом системой.

Переход от традиционной системы к «умному» парковочному решению требует не только инвестиций в инновационные технологии, но и организационных усилий для соединения прошлого с будущим, чтобы жители получили передовой пользователь-ский опыт. Но можно ли переложить на горожан, пользующихся новой системой, стоимость инвестиций в нее и более высокие операционные затраты?

«Умное» парковочное решение — все не так простоГородская парковочная система на базе IoT создает жителям города дополнительные удобства. С одной стороны, улучшается пользовательский опыт, так как стоимость парковки может рассчитываться поминутно и оплачиваться через установленное в смартфоне приложение. При этом происхо-дит регистрация информации о пользователе и его транспортном средстве. С другой сто-роны, благодаря более точной и детальной информации о наличии парковочных мест возрастает оборот машин и повышается про-пускная способность парковки, что выгодно городу, так как снижает уровень транспорт-ной загруженности.

Однако опыт показывает, что люди зачастую действуют спонтанно и по привычке. Напри-мер, кто-то выбирает первое попавшееся

23

Что меняется

Способность решений к взаимодействию друг с другом предусматривается на стадии их разработки

Легкость подключения вспомогательной инфраструктуры

Нет необходимости в адаптации, так как в различных целях используется один и тот же датчик

Трудные решенияКогда городские власти делают выбор в поль-зу внедрения IoT-продукта, они обычно рас-считывают решить какую-то одну проблему (например, с парковками, как было описано выше), но помимо этого они также планируют разработать новые услуги, которыми можно будет пользоваться бесплатно на основе прин-ципа открытых данных. Такой подход озна-чает, что все расходы, включая инвестиции, а также операционные и эксплуатационные

затраты, финансируются из городского бюд-жета. Эта ситуация наверняка понравится тем, кто будет пользоваться открытыми данными. Однако «умные» сервисы, разработанные для свободного и бесплатного использова-ния, представляют собой пример упущенной возможности монетизации.

Различная структура затрат на обслуживаниеВ случае инвестиций в обычные ИТ-проекты срок службы аппаратного оборудования, а также затраты на его обслуживание и за-мену хорошо известны. По мере устаревания оборудования расходы на обслуживание, предоставляемое поставщиком, резко уве-личиваются. Для серверов они, как правило, превысят стоимость замены через четыре года — пять лет. Другие возможные расходы на ремонт несущественны, так как сервер обычно расположен в удобном для доступа помещении, а программное обеспечение восстанавливается из резервной копии.

Готовы ли жители городов платить больше за парковку просто из-за удобства пользо-вания? И насколько больше они согласятся заплатить?

Результатом, как правило, является улучше-ние пользовательского опыта, определенные возможности по управлению парковочным пространством и незначительное повышение коэффициента использования парковочного пространства при более высоких затратах на эксплуатацию, которые нельзя перело-жить на горожан.

Простота внедрения решений на базе IoTТакие ситуации возникают из-за кажущейся простоты внедрения решений на базе IoT. В недавнем прошлом процесс разработки решения, особенно для проектов, предпола-гавших масштабное внедрение, обязательно включал целый ряд этапов, а также индиви-дуальный подход к выбору технологических компонентов и разработке программного обеспечения. «Адаптация» была любимым словом технологических компаний, так как предлагаемое решение представляло собой демоверсию и требовало настройки для ра-боты в ИТ-среде конкретного клиента. К примеру, государственные ведомства предъявляют особые требования, связанные с их рабочими процессами, процедурами и нормативными актами.

Сейчас IoT-решения изначально разрабаты-ваются для использования во взаимосвязан-ной среде, предусматривающей взаимодей-ствие ее компонентов. Одним из принципов IoT является свободное взаимодействие машин, датчиков, устройств, алгоритмов и платформ. Поэтому подключение город-ской инфраструктуры вместе со всеми датчи-ками и исполнительными механизмами не представляет большого труда, и в резуль-тате время от разработки идеи до ее внедре-ния резко сокращается.

Сравнение структуры затрат на обслуживание

ИТ-серверов и IoT-датчиков

Эксплуатация датчиков

Более 10 лет

Стоимость калибровки



Стоимость замены

Срок

раб

оты

дат

чика

за

виси

т от

рес

урса

бат

ареи

Эксплуатация серверов

7 лет

Рост затратна обслуживание

5 лет

3 года

400%

200%

40%

23

24

Срок службы датчика зависит от источника питания, при этом некоторые датчики, работа-ющие от батареи, могут прослужить более 10 лет. Обычно цена самого датчика составля-ет лишь часть от полной стоимости владения им. Несмотря на то что цена датчиков сильно упала и теперь они могут стоить порядка двух долларов, затраты на их установку и калибровку, а также на замену батарей и самих датчиков, то есть на все, что требует участия человека, значительно превышают цену самого прибора.

Поэтому в долгосрочной перспективе стои-мость обслуживания компонентов IoT, особен-но сложных решений, в которых используется большое количество датчиков, исполнитель-ных механизмов и устройств с длительным сроком службы, составит значительную часть городского бюджета.

Почему городам будущего так важно монетизировать IoT и получать от него доходы?Из описанной выше ситуации следует, что фи-нансовое решение в отношении IoT-активов основано на совершенно иных принципах, чем то, которое касается обычных ИТ-акти-вов. Когда в городе развернута сеть из тысяч IoT-датчиков и устройств, основной задачей становится не поиск средств на разработку экосистемы IoT, а финансирование затрат на ее поддержание с использованием зало-женного в ней потенциала монетизации.

Одним из принципов IoT является способность подключенных устройств и объектов к взаимодействию, позволяющая им свободно обмениваться данными между собой. Кто владеет информацией, тот на ее основе может создавать новые ценности, услуги или продук-ты. Данные об объеме бытовых сточных вод, сбрасываемых отдельными домохозяйствами или офисными зданиями, могут представлять ценность для коммунальных предприятий и водоочистных станций. Информация о том, куда направляется житель города, полученная в самом начале поездки, может оказаться по-лезной в целях динамической маршрутизации

или корректировки мультимодальных перево- зок, так как позволяет адаптировать «умные» транспортные решения (smart mobility) с уче-том характера передвижения людей. В обоих случаях жители города получают выгоду от предоставления конкретной информации, так как рациональное водопользование положительно влияет на естественную среду города, а рекомендация по выбору способа передвижения делает поездку более быстрой и удобной. Если взглянуть на ситуацию с пози-ций провайдера услуг, то та же самая инфор-мация дает возможность повысить качество управления эффективностью деятельности и коэффициент использования активов. Предприятия в этих секторах могут быть заинтересованы в приобретении определен-ной информации, генерируемой городской экосистемой IoT. При этом новые технологии, такие как блокчейн и криптовалюты, позво-ляют осуществлять расчеты за приобретение конкретных показаний отдельных датчиков и устройств, подключенных к IoT.

Изменения в процессе принятия решенийКлассический процесс принятия решения о том, стоит ли внедрять технологический продукт, как правило, включает несколько этапов. Отправной точкой является вдохнов-ляющая идея, интересный вариант использо-вания или пример существующей услуги. Далее проводится сравнительный анализ с тем, чтобы разобраться в особенностях рассматриваемого продукта, сравнить его с аналогами и ознакомиться с опытом других городов. Технические консультации с постав-щиками технологических продуктов, как правило, помогают понять требования и возможные трудности, которые необходимо учитывать при внедрении. На основе получен-ной информации разрабатывается структури-рованная концепция применения продукта в городской среде. Затем составляется описание бизнес- и технических требований и проводится тендер для выбора самого подходящего продукта с учетом выделенного бюджета.

Такой процесс позволяет получить максималь-ные выгоды от инвестиций, но при этом не принимается во внимание потенциал соз-дания ценностей и не раскрывается потенци-ал получения дохода от возможных заинтере-сованных сторон. Процесс принятия решений о развертывании в городе будущего экоси-стемы IoT, которая предусматривает взаимо-действие всех ее компонентов, обязательно должен включать выявление и учет того, что представляет ценность для выгодоприобрета-телей, оценку их готовности участвовать в финансировании затрат, а также корректи-ровку бизнес- и технических требований.

Затраты на обслуживание IoT-датчиков превышают стоимость их покупки

Стоимостькалибровки

Стоимость замены

Стоимостьустановки

Стоимость покупки

Как правило, процесс принятия решений ориентирован на получение максимальных выгод от внедряемой технологии. При разработке экосистемы IoT для города будущего данный процесс должен включать анализ

потенциальных ценностей, которыми смогут воспользоваться различные заинтересованные стороны, а также их готовности участвовать в финансировании инвестиций и затрат на поддержание экосистемы.

Процесс принятия решения, ориентированный на создание

ценностей


Потенциальная экономическая эффективность

Бизнес-требования

Технические требования

Тендер

Классический процесс принятия решения

Отправной точкой процесса принятия решения обычно служит

вдохновляющая идея, пример использования, демоверсия

или отчетливое понимание новых возможностей.

Проведение тендера позволяет выбрать

оптимальный продукт с учетом имеющегося

бюджета.

Проведение тендера позволяет выбрать

оптимальный продукт с учетом имеющегося бюджета.

Следующий шаг — анализ опыта других городов в этой обла-

сти или продуктов, предлагаемых другими поставщиками (то есть

технологических возможностей).

Вдохновляющая идея

Концепция применения

Тендер

Внедрение

Поставщики технологических

продуктов

Сравнительный анализ

Вдохновляющая идея

Внедрение

26

Дополнительнаяценность

Дополнительныетребования

Главнаяценность

Жители города

Туристы

Городские власти

Предприятия

Сообщества

Государство

Потенциальныедоходы

Косвеннаямонетизация

Монетизация

Ценность

Минимальныетребования

в отношении созданияценногопродукта

Кто получитвыгоду?

Какая выгода будет получена?



Потенциал монетизации


сторонам благодаря определенным характе-ристикам и функциональным возможностям IoT-инфраструктуры, являются дополни-тельными ценностями, и именно их следует анализировать на предмет потенциальной монетизации. Можно выделить два основных варианта монетизации: прямую и косвенную.

Прямая монетизация предполагает получе-ние дохода от услуг, а также от обмена и торговли данными. Существуют компании, заинтересованные в том, чтобы иметь определенную информацию, заплатив за нее, вместо того, чтобы самим устанавли-вать датчики, собирать и анализировать све-дения, необходимые им для предоставления

Раскрытие ценностного потенциалаПонимание возможностей монетизации начинается с анализа выгодоприобретателей и значения, которое для них могут иметь услуги или данные, предоставляемые на основе использования технологий IoT. Каждая из заинтересованных сторон найдет в них свою выгоду, но для получения макси-мального результата необходимо определить главную ценность, общую для всех участни-ков проекта. Эта главная ценность и станет движущей силой инвестиций, направляемых на реализацию проекта. Все другие выгоды, доступные различным заинтересованным

«Умная» услуга

Главная ценность



Дополнительная ценность



Влияние на технические

требования

• Отслеживание транспортировки опасных грузов в городе

• Сбор и визуали- зация данных об уровне концен-трации CO2 и других газов

• Отслеживание перемещения транспортных средств по задан- ному маршрутe

• Измерение концентрации CO2 и других газов в пределах диапазона шкалы

• Возможность идентифицировать прохождение грузов через главные контрольно-пропуск-ные пункты

• Возможность фиксировать превышение допустимого уровня концентрации газов

• Посты со считы- вателями NFC* на основных пере-крестках, NFC-метки на грузовых авто-мобилях

• Точность изме- рения концентра-ции CO2 — 10 мг/м3, других газов— 1 мг/м3

• Пять измеритель-ных станций

• Частота измере-ний — каждые пять минут

• Возможность прогнозировать время прибытия грузов в городской порт

• Возможность проверять влияние интенсивности транспортных потоков и погоды на загрязнение воздуха

• Возможность определять точное местонахождение грузового автомобиля и расчетное время прибытия в порт

• Возможность точно определять изменение концентрации газов на различных уровнях

• Устройство для определения местонахождения с уникальным идентификатором

• Обмен данными в режиме реального времени

• Точность измере-ния концентрации CO2 – 11 мг/м3, других газов – 0,2 мг/м3

• Большое число измерительных станций, установ-ленных на различ-ной высоте

• Частота измере-ний — ежесекундно

• Различные виды датчиков, различное сетевое взаимодействие, различная частота предоставления данных

• Более точные датчики

• Большее количе-ство датчиков

передовых датчиков и устройств. В итоге все это находит отражение в описании бизнес- и технических требований и в окончательной версии внедряемого IoT-продукта.

Анализ различных требований, связанных с созданием ценностей, учитывает специфи-ческие особенности развертывания экосисте-мы IoT, для которой формируется технологи-ческая база. Современные IoT-устройства могут быть запрограммированы на предо- ставление новых услуг и расширение функ- ционала в процессе взаимодействия с други-ми устройствами. В результате такие появив-шиеся со временем характеристики «умных» устройств могут оказать положительное влияние на всю городскую экосистему IoT, повысив вероятность взаимодействия с ней третьих сторон (см. раздел «Влияние на раз-витие экосистемы IoT в «умном» городе»).

своих услуг (например, компания-разра- ботчик программного обеспечения, использу-ющая информацию городской экосистемы IoT для создания мобильных приложений). Косвенная монетизация происходит за счет повышения эффективности, более рацио-нального использования активов и более точного прогнозирования поведения людей. Она не предусматривает создания новых про-дуктов или услуг, но позволяет значительно сократить операционные и эксплуатационные затраты, связанные с существующими услу-гами. В обоих случаях совместное исполь-зование уже имеющихся и новых городских IoT-активов является потенциальным источни-ком дополнительных доходов, за счет которых могут финансироваться расходы на поддер-жание городской экосистемы IoT.

Минимальные требования в отношении создания ценного продуктаВ ходе структурного анализа полезности продукта определяется его главная ценность, на основе которой формулируются минималь-ные требования в отношении создания ценно-го продукта (MVP) («обязательные требова-ния»). В случае выполнения этих требований выгоду получит большинство потенциальных заинтересованных сторон — от жителей горо-да до отраслевых предприятий, которые смо-гут улучшить предоставляемые ими услуги. На основе анализа возможных источников дохода может быть принято решение обеспе-чить больший объем потенциальных преиму-ществ, предоставляемых различным выго-доприобретателям за счет внедрения более сложного IoT-продукта или использования

*NFC (Near-field communication) — технология беспроводной передачи данных малого радиуса действия.

Ключевая ценность

Существующая IoT-среда

Расширение IoT-среды

Дополнительная ценность, создаваемая за счет взаимодействия сторон

В таблице ниже показано, как могут меняться бизнес- и технические требования в процессе определения главной и дополнительной ценности.

Анатомия города будущего: IoT в роли нервной системы

5

В наше время города превратились в арену грандиозной трансформации. Продолжающаяся урбанизация и расширение мегаполисов меняют сложившиеся представления о градо-строительном проектировании и раз-витии инфраструктуры. Большинство сегодняшних мегаполисов были основаны столетия назад и сейчас вынуждены расти вширь и вверх, чтобы принимать все новые потоки людей и размещать создаваемые ими предприятия. Задача сделать жизнь своих жителей удобнее и безопаснее требует от городов решения мно- жества проблем и предоставления разнообразных услуг. Городская среда должна предлагать различные занятия и развлечения, побуждать

к активным действиям. Назревшая потребность в преобразовании город-ской инфраструктуры и архитектуры совпала по времени с появлением феномена IoT — самого мощного по степени воздействия за всю исто-рию. С изобретением разнообразных датчиков, расширением взаимодей-ствия между машинами, развитием автоматизации и искусственного интеллекта «умные» города получили возможность сделать свою инфра-структуру более восприимчивой, создавая саморегулируемую среду на базе потоков данных и их анали- тики. Таким образом, перед «умными» городами открылась перспектива превратиться в города будущего.

30

Распознавание сигналовОсновные ощущения и эмоции возникают у людей в результате восприятия реальности через органы чувств. Мы чувствуем свет и темноту, комфорт и страх, тепло и холод, удовольствие и боль. Первоначально ощу-щения в виде нервных импульсов передают-ся в мозг, где происходит их распознавание, и мы понимаем, что горячее может причи-нять боль, а теплое часто связано с удоволь-ствием. Наш мозг учится классифицировать ощущения и помогает нам совершенство-вать способность к восприятию.

Сравнивая процесс обучения человека и процесс построения системы восприятия реальности для города будущего, мы видим сходство этапов распознавания и классифи-кации данных, которые генерируются датчи-ками и устройствами, подключенными к IoT. Получаемые с их помощью сведения о город-ской среде, архитектуре и прочих объектах формируют массив цифровых данных, требующих структурирования, классифика-ции и обработки на основе конкретной стратегии. Это позволяет систематизировать и правильно интерпретировать информацию, а также определить где, почему и как она была получена.

Понимание закономерностейДанные с подключенных к IoT датчиков и устройств, прошедшие структуризацию и классификацию, позволяют отделить све-дения об их состоянии и функционировании от информации о взаимодействии с человеком, машинами и объектами. Виртуальная картина реального мира показывает взаимодействие объектов в виде потоков данных между различными компонентами экосистемы IoT. Выявленные закономерности, аналогии и взаимосвязь сигнализируют об отклоне- ниях, для более точного анализа которых можно применить средства машинного обучения и искусственный интеллект. Понимание того, как функционируют объекты реального мира в зависимости от их состояния и характера использования, позволяет сформировать контролируемую реакцию со стороны городской инфраструк-туры.

Превращение в город будущего Существующие сейчас «умные» города используют возможности информационно- коммуникационных технологий для повыше-ния эффективности своих услуг. Переходя от бумажного документооборота к электрон-ному, они достигают большей результа- тивности, сокращают затраты и снижают воздействие на окружающую среду. Исполь-зуя цифровые каналы для связи с жителями, они оперативно узнают об их потребностях и дают им возможность решить необходимые вопросы без посещения городских инстан-ций. Все эти усилия направлены на совер-шенствование работы городских служб, экономию времени и уменьшение расходов. Но это лишь первый шаг на пути к подлинно цифровой трансформации, открывающей безграничные перспективы, которых не было раньше. Город будущего научится воспри-нимать реальность с помощью цифровых органов чувств, понимать желания своих жителей и самостоятельно реагировать на их потребности.

Развитие способности к восприятиюГоворя об IoT-датчиках и счетчиках, измеря-ющих различные параметры внешней среды, мы фактически можем провести параллель с человеком и его способностью ощущать поверхность, которой он касается, распозна-вать изображение, которое он видит, и воспринимать звуки, которые он слышит. Аналогично имеющейся у людей системе ор-ганов чувств IoT-устройства выполняют роль рецепторов цифрового мира. С помощью датчиков и счетчиков мы можем определять, оценивать, выявлять и сравнивать данные, создавая цифровую картину реального мира. Способность воспринимать реальность явля-ется важнейшим шагом к созданию города будущего, поскольку обеспечивает более эффективное управление и функционирова-ние всех его компонентов, а также помогает лучше понять происходящие процессы.

Без

опас

ност

ь

Упра

влен

иеид

енти

фик

ацие

йКи

бер-

безо

пасн

ость

Аут

енти

фик

ация

Упра

влен

иеиз

мене

ниям

иУс

тран

ение

не

испр

авно

стей

Цел

остн

ость

и

сохр

анно

сть

Защ

ита

личн

ой

инф

орма

ции

Вкус Осязание

Спинной мозг

Слух

Нервная система

Мозг

Имм

унна

я си

стем

аЗрение Обоняние

Виртуализация данных

Тиражирова-ние

Синхрониза-ция

Обработка событий

Метаданные Качество данных

Датчики СчетчикиИсполнительные

устройства

«Умные» приложения Бытовые приборы Подключенноедвижимое имущество

Проводная и беспроводная связь

Шина передачи сообщений

Web-сервисы Программный интерфейс (API)

Продвинутаяаналитика

Машинноеобучение

Инструменты прогнозирования

Обращение данных

Умные услуги

Моделирование городской среды

Информацион-ные панели Приложения Интерфейсы

Инфраструктура IoT

Подключенные жители города

Связь и обмен информацией

Внесение данных в системы и организация их обработки

Сбор и подготовка данных

Предоставление услуг

31

Контролируемая реакцияДля построения системы восприятия реальности, способной классифицировать сигналы, поступающие от инфраструктуры, и понимать закономерности потоков данных в городской экосистеме IoT, требуются большие вычислительные мощности. Отслеживание нормального режима функционирования городской инфраструк-туры IoT и реагирование на любые отклонения осуществляются с помощью платформ и систем. Самоадаптируемые платформы, в свою очередь, фактически учат каждое новое решение, встраиваемое в экосистему IoT, следовать определенным

закономерностям и синхронизировать свою работу с существующим порядком взаимо-действия между предметами, объектами и машинами. На этом этапе создания города будущего реакции и поведение машин контролируются и направляются человеком- оператором в соответствии с заданным процессом или стандартом. Полностью оцифрованный и «просматриваемый» город будущего представляет собой контролируе-мую человеком надежную, предсказуемую и восприимчивую среду. Ограничения могут быть связаны только с человеческим вос-приятием и скоростью адаптации городской экосистемы к изменению операционной среды.

Вкуспозволяет анализировать

состояние воды, воздуха и почвы для определения характера

воздействия людей и предприятий на окружающую среду

с точки зрения ее загрязнения и истощения ресурсов.

Осязаниедает возможность ощутить

малейшие изменения в городской экосистеме IoT точно так же,

как пальцы чувствуют изменение структуры поверхности,

до которой они дотрагиваются.

Слухдает возможность узнать мнение жителей города

при помощи используемых ими устройств

и интерактивных услуг.

Обоняниерасширяет картину восприятия,

дополняя зрение, вкус и осязание. Дает почувствовать

атмосферу «умного» города через контакты

в экосистеме IoT.

Зрениепозволяет увидеть, как

меняется город, посредством моделирования ситуации на основе дополненных

и реальных многослойных данных, поступающих

с датчиков и счетчиков.

32

Мозганализирует импульсы,

поступающие от нервной системы города, настраивает

систему восприятия реальности, реагирует подсознательно или обученным образом, приобретая в результате

опыт и знания.

Нервная система

обеспечивает связь и передает информацию

от чувствительных нейронов через связующий уровень городской экосистемы IoT.

Спинной мозг

передает сигналы от мозга по всему организму и от чувстви- тельных нейронов в мозг через

спинномозговой канал, обеспечивая получение, внесение и обработку

данных в системах, а также управление датчиками

посредством внедренной в городе платформы.

Рецепторы города будущего схожи с органами чувств человека Говоря об IoT-датчиках и счетчиках, измеряющих различные параметры городской среды, мы можем сопоставить их с органами чувств человека, с помощью которых он воспринимает окружающий мир. Аналогично имеющейся у людей системе органов чувств IoT-устройства выполняют роль рецепторов цифрового мира. С помощью датчиков и счетчиков мы можем определять, оценивать, выявлять и сравнивать данные, создавая цифровую картину реального мира. А через взаимосвязанную систему подключенных объектов, функционирующих как нервная система города, показания передаются на городские платформы — в «мозг» города будущего.

33

Ощутить

Уловить

Заметить

Распознать

Классифицировать

Понять

Предугадать

Догадаться

Реагировать

Действовать

Выполнять

Повторять

Научиться

Закрепить знания

Почувствовать

Процесс обучения экосистемы IoT «умного» города

Почувствовать Настоящий город будущего создает свою инфраструктуру таким образом, чтобы она умела воспринимать и измерять цифровое эхо, исходящее от подключенных машин, устройств, систем и людей.

Понять Вычислительные возможности позволяют применить инструменты машинного обучения и искусственного интеллекта, чтобы понять характер структур данных, их корреляцию и взаимозависимость.

Реагировать Автономные, подключенные и взаимосвязанные платформы посылают команды объектам городской инфраструктуры на основе выявленных закономерностей и указывают им, как реагировать на отклонения.

Научиться Саморегулируемая городская инфраструктура IoT адаптируется и учится принимать более точные решения, прогнозируя жизненный цикл города будущего.

Распознать «Нервная система» города будущего генерирует данные и информацию для последующего анализа и классификации.

35

Будущее уже наступилоЧеловеческий организм учится понимать при-чинно-следственные связи, чтобы предвидеть события и избегать неожиданностей. Анало-гичным образом город будущего развивает у себя способности выявлять, распознавать, определять и понимать ценную информацию, чтобы научиться реагировать на происходя-щее и извлекать полезные уроки из взаимо-действия со всеми компонентами экосистемы IoT. Прежде чем принять какое-либо решение, власти города смогут протестировать и смоделировать различные аспекты городской среды, чтобы понять, как оно повлияет на развитие экосистемы. Точность градо- строительного проектирования, анализа пропускной способности и оценки людских потоков или влияния на экологию возрастет почти до 100% благодаря наличию цифровой картины реального мира и трансформации всех видов взаимодействия в потоки информа-ции. Аналитика и инженерия данных обеспе-чат четкость выводов. Жители города смогут оказывать прямое влияние на работу город-ской инфраструктуры с тем, чтобы она функ-ционировала наилучшим образом в интересах всех и каждого. Мы говорим не о далеком бу-дущем. «Умные» счетчики и электросети уже используются в городском энергохозяйстве. Скоро придет время, когда по городам начнут ездить самоуправляемые автомобили. Цифро-вая мобильность меняет как наш подход к планированию поездок, так и сами поездки. «Умными» становятся и наши дома, которые теперь могут определять, какую мы предпо-читаем освещенность, температуру и способ приготовления кофе. Войдя в «умный» дом, мы окунаемся именно в ту атмосферу, в какой хотели бы оказаться. Нам служат личные помощники, которые узнают наш голос и понимают контекст вопроса.

Что же должны сделать власти города? Определить перспективную концепцию трансформации в город будущего и убедить партнеров и поставщиков, предоставляющих товары, продукты и услуги на базе IoT, под-держать эту концепцию, способствуя свобод-ному взаимодействию инфраструктуры города с экосистемой IoT. Контролируемая трансфор-мация «умного» города в город будущего мо-жет осуществляться совместными усилиями, главные цели которых — создание ценностей и благополучие жителей. Нет никаких сомне- ний в том, что это будет захватывающий процесс, открывающий безграничные возможности.

Обучение и совершенствованиеВ основе IoT лежат самые передовые техноло-гии из тех, которые когда-либо имелись в нашей цивилизации. Колоссальные вычислительные мощности современных центров обработки данных еще больше возрастут с внедрением внешних и распределенных вычислений. Наши смартфоны и «умные» часы обладают большей вычислительной мощностью, чем персональные компьютеры несколько лет назад. В будущем ожидается взрывной рост возможностей таких технологий, как искусственный интеллект, машинное обучение и роботизированная автоматизация процессов.

Применение всех этих технологических достижений в экосистеме IoT позволит создать автоматизированную и саморегулируемую среду, в которой городская инфраструктура сможет обучаться на основе своих действий, выбирать верные решения и совершенствовать прогнозы в отношении жизненного цикла города.

Встраивание «нервной системы» в архитектуру городаС точки зрения технической реализации разные элементы системы восприятия реальности и реагирования на поступающие сигналы встра-иваются в различные технологические уровни городской архитектуры. Инфраструктура IoT выполняет в городе будущего роль органов вкуса и осязания. Город также «слышит» своих жителей благодаря информации, которую они предоставляют через смартфоны и другие устройства. Взаимосвязанные объекты и сети образуют «нервную систему» города, которая передает собранные данные для их последую-щего внесения и обработки в системах, выпол-няющих функцию спинного мозга. Уровень, на котором происходит сбор и подготовка данных, работает как орган зрения, тогда как «обоняние» помогает объяснить закономерно-сти в данных. Вычислительные мощности горо-да — его «мозг» — используются для предостав-ления услуг и моделирования городской среды. Иммунной системе, защищающей организм человека, в городе будущего соответствует система безопасности. Каждый из этих компо-нентов городской архитектуры выполняет свою функцию, требуя внимания и ухода, необходи-мого для наращивания функционала.

Каждый наш выход в Интернет остав-ляет цифровой след: историю поисков в Google, лайки в Facebook, твиты, результаты тренировок в Endomondo и просмотры отелей на Booking.com. То же самое происходит и с некото- рыми установленными в городе устрой- ствами и датчиками. Существуют типичные маршруты передачи потоков данных в рамках городской инфраструктуры IoT. Дождевальные установки подключены к датчикам состояния почвы, чтобы в городе всегда зеленели деревья, кусты и газоны. Данные городской транс-портной системы о местонахождении транспортных средств используются для определения и показа на цифро-вом табло времени их прибытия с точностью до минуты. Это типичные примеры взаимодействия устройств,

данные о которых легко фиксируются в силу их повторяемости и предсказу-емости. Такая информация использу-ется для управления работой город-ских систем. Но что гораздо важнее для эволюции города в направлении гибкого предоставления востребован-ных и ориентированных на жителей услуг, так это способность выделить случайные и нерегулярные примеры взаимодействия между людьми и устройствами. Указанное взаимо-действие помогает понять, как исполь- зуется городская инфраструктура и каким образом ее следует трансфор-мировать, чтобы она отвечала потреб-ностям жителей. Именное такие виды случайного взаимодействия создают цифровое эхо города будущего.

6

Цифровое эхо города будущего

В итоге формируется цифровое отображение инфраструктуры города будущего, в котором легко определяются связи и потоки данных между ее компонентами. Многократно повто-ряющиеся транзакции между ними создают узнаваемую и стабильную структуру потоков данных.

Подключение любого IoT-устройства, не являющегося частью городской инфра-структуры, к экосистеме IoT для какого-либо взаимодействия (проведения транзакции, предоставления или получения данных, размещения запроса или сообщения о статусе функционирования) идентифици-руется как отклонение от стабильной струк-туры потоков данных между компонентами городской инфраструктуры. Такое короткое взаимодействие оставляет след — цифровое эхо IoT-устройства.

Цифровое эхоПонятие цифрового эха помогает отличить базовую IoT-инфраструктуру города от IoT- устройства какого-либо третьего лица (под- ключенного автомобиля или бытового прибо-ра, «умных» устройств туристов, приезжих и пр.), взаимодействующего с экосистемой IoT. Иное, отличное от обычного восприятие эпизодических транзакций и взаимодействия различных устройств необходимо для того, чтобы определить, каким образом полностью контролируемая инфраструктура использу- ется другими IoT-устройствами.

Весь спектр взаимодействия через инфраструктуру IoT Потенциал созданной в городе будущего IoT-среды полностью раскрывается в рамках естественного процесса восприятия, анализа, обучения и построения логических выводов. Первым шагом является установка в городе датчиков и счетчиков для сбора различной информации, генерируемой городской инфра-структурой. Эти данные затем передаются для обобщения, классификации, структурирова-ния и подготовки к дальнейшей обработке. Централизованные или распределенные платформы и системы сопоставляют данные в целях выявления закономерностей и взаи- мозависимости компонентов в рамках город-ской инфраструктуры. Результаты затем используются для передачи команд подклю- ченным IoT-устройствам. Машины и испол- нительные механизмы реагируют на эти команды, настраивая и синхронизируя свои действия для более эффективного и оптимального использования ресурсов. Со временем экосистема IoT города будущего становится саморегулируемой. Она приобре-тает способность избегать неверных решений и неэффективности за счет повышения точности прогнозирования в отношении использования городской инфраструктуры в определенных целях, в конкретных времен-ных рамках или в течение рассматриваемого периода.

39

Принципы развития устойчивой экосистемы IoT в «умном» городе

• Свободные потоки данных от генерирующих их элементов экосистемы IoT.

• Кодификация описаний и структур данных.

• Неэксклюзивные централизованные или децентра-лизованные вычислительные платформы.

• Кодификация правил обмена данными и целей их использования.

• Политика в отношении извлечения данных из хранилищ или вычислительной среды третьих лиц (невозможность блокирования поставщиком технологических продуктов).

• Безопасность, заложенная в структуру. Надежность, безопасность и защита личной информации должны учитываться на каждом этапе разработки, выбора и внедрения любого решения или услуги на базе IoT.

Цифровые путиПрименение IoT набирает обороты — пред-приятия все чаще встраивают в предлагае-мые ими продукты и услуги возможность подключения к IoT, расширяя сферу IoT-ком-муникаций до масштабов всего мира, обмениваясь данными и наращивая цепочки создания стоимости за счет дополнительных решений.

Все эти решения, продукты и услуги приме-няются в рамках своей среды и экосистемы IoT, частью которой они являются. Внутрен-ние связи, которые они устанавливают для обмена данными в пределах экосистемы, находятся за пределами городской инфра-структуры IoT. Однако однотипные внешние связи, устанавливаемые ими для взаимодей-ствия с объектами базовой инфраструктуры города, видны. Они образуют регулярные пути совершения транзакций.

Каждый раз, когда поезд подходит к стан-ции, между железнодорожной инфраструк-турой, центрами управления и пассажирами возникает разного рода взаимодействие. Но только некоторые виды взаимодействия (например, относящиеся к динамической системе информации о пассажиропотоке или к различным средствам транспорта, в част-ности к автобусам или трамваям) устанав-ливаются на короткий промежуток времени. Таким образом, мы можем определить путь коммуникации, но в рамках неравномерного временного интервала и с несопоставимым качеством данных (например, данные о количестве пассажиров, сошедших с поезда на станции, и о конечной точке их маршрута могут быть как распределен- ными, так и нераспределенными).

Цифровое эхо и цифровой путь различаются главным образом тем, что цифровые пути устанавливаются для обмена информацией

с объектами за пределами определенной экосистемы и могут иметь общие характери-стики взаимодействия, тогда как цифровое эхо возникает вследствие эпизодических и спонтанных транзакций, совершаемых отдельными устройствами.

Управление цифровыми путями и уроки цифрового эхаИзучение цифрового эха и построение выводов на основе нерегулярного взаимодействия, вызвавшего его в открытой экосистеме IoT, включает в себя анализ, а также выявление аналогий и характера воздействия на струк-туру потоков генерируемых инфраструкту-рой данных. Такой процесс в дальнейшем послужит основой для эволюции города. Мы не можем предугадать новые функ- циональные возможности, которые появятся, когда различные экосистемы IoT выработают пути обмена данными и информацией. Но мы можем наблюдать за процессом с тем, чтобы узнать, не превратятся ли отдельные случаи взаимодействия, вызвавшие цифровое эхо, в регулярные цифровые пути. Следую-щим этапом трансформации городов станет расширение информации, которой обмени-ваются различные экосистемы IoT. Это не только повлияет на архитектуру городской среды, способствуя выполнению городом будущего своих задач, но и поможет достичь главной цели создания цифрового мира — обеспечить рост благосостояния его жителей.

Транспорт

Коммунальные службы

Передний край IoT

Периферия IoTПромышленные

предприятия

Средства связи и технологии

39

Большинство людей выбирают жизнь в городе, потому что он обеспечивает комфорт, безопасность, разнообразный досуг и перспективы самореализации. Вслед за увеличением численности населения в городах наблюдается активное развитие промышленности и бизнеса. Города стали сложными структурами, нацеленными на расши-рение возможностей формирования среды, необходимой для роста и обе-спечения благополучия жителей.

Главная задача городов, их инфра-структуры и активов заключается в том, чтобы, следуя за развитием экосистемы IoT, повышать доступность предоставляемых услуг, упрощать процесс их использования, а также

эффективнее удовлетворять потребно-сти горожан.

С чего бы ни началось движение города во взаимосвязанный мир — с промыш-ленных предприятий, жителей или их личных вещей и устройств — город мо-жет определять, направлять и поддер-живать устойчивый рост экосистемы IoT. Это позволит выполнять стоящие перед ним задачи на основе понимания своих возможностей влияния, с одной стороны, и потенциала развития IoT — с другой. Компания EY разработала структурированный подход к оказанию городским властям содействия в принятии верных решений относи-тельно трансформации их города в город будущего.

7

Влияние на развитие экосистемы IoT в «умном» городе

Анализ возможностей влияния как процессРасширение возможностей благодаря IoT, свя- занное с появлением все новых продуктов и ус-луг, можно наблюдать буквально каждый день.В ответ постоянно разрабатываются дополни-тельные стандарты и процедуры, а также руко-водства, адресованные всем участникам.Параллельно с этими процессами необходимо запустить механизм поиска возможностей, позволяющих оказать влияние на происходя-щие изменения, направив их в нужное русло. Первым шагом в процессе оценки таких возможностей является выбор структурных компонентов, соответствующих особенностям городской среды. На основе универсальных структурных компонентов модели города будущего власти смогут следить за ходом трансформации каждого сектора и реагировать на появление потенциальных выгод.Затем необходимо обратить внимание на спе- цифические структурные компоненты модели города будущего, чтобы определить, какие именно инструменты влияния имеются в распо- ряжении властей. Можно выделить четыре таких ключевых инструмента:• операционный, применимый к каждому

структурному компоненту, в рамках которого город или контролируемая им организация предоставляет услуги;

• бюджетный, позволяющий влиять на услуги и области, которые зависят от городских бюджетных средств и инвестиций;

• регуляторный, применяющийся в областях, которые городские власти могут регулировать посредством политики и распоряжений;

• перспективный, который позволяет на основе концепции развития направлять деятельность участников экосистемы путем демонстрации будущих целей и достижений.

Приоритетные области, на которые городским

Понимание возможностей влиянияВласти города играют решающую роль в опре- делении того, как именно технологии IoT будут использоваться жителями и бизнесом. Перспек- тивная концепция развития города позволит привлечь различные заинтересованные стороны,

которые будут готовы своими усилиями под-держать эту концепцию и вложить средства в «умные» технологии для совершенствова-ния экосистемы IoT. Местная нормативная база и политика также крайне важны, так как они устанавливают ограничения, откры- вают возможности и предлагают рекомен-дации в отношении того, как извлечь выго-ду из взаимосвязанной городской среды, руко-водствуясь целями ее

создания, уважая неприкосновенность част-ной жизни и соблюдая меры безопасности.

Со временем достигнутые городом успехи могут открыть новые возможности, связанные с предоставлением дополнительных бюджет-ных ассигнований, открытием новых пред- приятий или разработкой национальной политики и стандартов в сфере IoT.

Поэтому архитектору цифровой инфраструк-туры города или профильному подразделению городской администрации необходимо регу-лярно проводить оценку потенциала влияния и отслеживать изменение возможностей.

Снижение стоимости технологических компонентов и рост доступности IoT-продуктов подталкивают городские власти к инвестициям в Интернет вещей, чтобы получать более актуальную и точную информацию для принятия решений и повышения удовлетворенно-сти населения.

Выгоды, которые несет в себе IoT, также привлекают внимание самых разных участни-ков экосистемы города, включая коммунальные и транспортные предприятия, городские службы и даже жителей, генерирующих большие объемы данных и использующих «умные» подключенные устройства у себя дома. Все они наравне с другими создают собственный полезный функционал на базе IoT. В формировании общей городской экосистемы IoT участвует множество сторон, каждая из которых вносит свой вклад. Благодаря использованию разных способов мотивации городские власти могут расширить границы этой экосистемы, охватив большее количество взаимосвязанных объектов.

Преимущества предлагаемого подхода:

Структурированный подход к развитию экосистемы IoT

Экономное планирование работ и распределение ресурсов

Расширенное влияние на третьи стороны

Четкое понимание возможностей и ограничений

Широкий диапазон воздействия

43

Выбор структурных компонентов1

ключевым элементом которой является IoT.

Первым шагом в разработке комплексной стратегии развития IoT является определение значимых областей, подключение которых даст существенные результаты с точки зрения роста благосостояния жителей, эффективности контроля, управления ресурсами, информа- ционного развития, а также экономии средств городского бюджета. В предлагаемой модели города будущего выделены области примене-ния IoT, которые обладают наибольшим потен-циалом отдачи и поэтому заслуживают пристального внимания и анализа со стороны городских властей.

В рамках каждого из структурных компонен-тов модели города будущего можно выделить подпункты, что позволит провести более глубокую и детальную оценку составляющих и степени их влияния.

властям следует направить максимум усилий, определяются на основе четырех основных типов влияния.

Для каждого типа влияния можно выбрать соответствующую степень влияния. В зави-симости от того, как быстро усилия в этом направлении дают конкретные результаты, определяются надлежащие действия и выде-ляются средства. Чем сильнее влияние, тем масштабнее будут его результаты и последую-щий синергетический эффект.

После анализа всех структурных компонентов модели «умного» города и выявления сте-пеней влияния можно перейти к разработке многокомпонентной карты влияния, которая даст наглядное представление о возможно-стях города в области управления процессом влияния. Такая карта является одним из важнейших инструментов городских властей. Она станет основой для струк-турированного и осмыслен- ного подхода к разработке стратегии влияния на развитие городской экосистемы IoT.

Возможности влияния необходимо регулярно переоценивать, чтобы учесть произошедшие изменения и найти новые перспективные обла-сти. Характер таких возможностей будет различным в зависимости от реализованных инициатив и зрелости экосистемы IoT.

По мере укрепления инфраструк-туры усиливаются возможности властей города в плане влияния на различные сферы городской жизни и экономики.

Таким образом создается новая парадигма технологически оснащенного города будуще-го, требующая пересмотра модели «умного» города. Руководствуясь нашим опытом, мы построили новую модель города будущего,

Выборструктурныхкомпонентов

Цикл оценкивозможностей

влияния

Анализвозможностей

влиянияПереоценка

Разработкакарты

влияния

Анализстепенивлияния

43

Модель города

будущего

Выдача патентов и управление

патентной деятельностью

Высокие технологии и стартапы

Передача знаний

Школы, институты и университеты

Управление субсидированием

Налоговые услуги

Упра

влен

ие ль

гота

ми

и пос

обия

ми

Вовлеченность

общественности

Выдача и обработка

государственных документов

Упра

влен

ие ав

топа

рком

и по

мощ

ь на д

орог

ах

Упра

влен

ие д

орож

ным

движ

ение

м и

осве

щен

ием

Диа

гнос

тика

и м

онит

орин

г

сост

ояни

я тр

ансп

ортн

ых

сред

ств

Общ

еств

енны

й тр

ансп

орт

и эк

олог

ичес

кий

тран

спор

тКа

ршер

инг,

авто

стра

хова

ние

на о

снов

е ег

о ис

тори

и

испо

льзо

вани

я

Мониторинг товаров

Мониторинг контейнеров

и грузов

«Умные» порты

и транспортные хабы

Складирование и хранениеАвтоматизация и управление

производством

Мониторинг оборудования

Контроль качества ТО по фактическому

состоянию

Медицинское оборудование

для поликлиник

Помощь лю

дям, нуждаю

щимся

в уходе

Услуги скорой медицинской

помощи

Службы

экстренного

реагирования

Медицинское оборудование

для стационаров

Торговые автоматы

Цифровые вывески

Отслеживание взаимодействия

с покупателями и потребительский

опыт в магазинах

Платежи

Автоматизация зданий

Отопление, вентиляция

и кондиционирование воздуха

Распределение электроэнергии,

электросети и счетчики

Другие «умные» решения для зданий

Обеспечение безопасности

и охрана имущества

Монит

орин

г без

опас

ност

и

Аварийно-спасательные

службы

«Зел

еная

» эн

ерги

я и

энер

гоэф

фек

тивн

ость

Раци

онал

ьное

во

допо

льзо

вани

е

Загр

язне

ние

окру

жаю

щей

сред

ыМ

онит

орин

г дру

гих

экол

огич

ески

х пар

амет

ров

Обр

ащен

ие с

отх

одам

и

Дорожное движе-

«Умн

ые»

Обра

зова

ние,

Подкл

юченн

ая

«Умная» Подключенное

«Умная»

Подклю

ченные

Общественная

Окружающаяние, транспорт

госу

дарс

твен

ные

НИ

ОК

Р

промышле

ннос

ть

цепочка здравоохранение

розничная

здания и инфра-

безопасность

среда

и подключенные

услу

ги

и ин

нова

ции

поставок

торговля

структура

автомобили

1

0

2

3

4

5

1

0

2

3

4

5

Операционный инструмент — влияние

через услуги или активы, оператором которых является

город или привлеченный им подрядчик.

Бюджетный инструмент — влияние через распределение

или использование бюджетных средств для предоставления

конкретных услуг.

Регуляторный инструмент — влияние через регулирование какой-либо сферы городской жизни путем стимулирования

определенных действий и уста-новления рамок для принятия решений третьими сторонами.

Перспективный инструмент — влияние через активное про-

движение концепции развития города, демонстрацию его пер-спектив и целей, что побуждает

другие стороны поддержать эту концепцию.

Детальный анализ возможностей влияния

Степень влияния в зависимости от типа влияния

Операционный инструмент

Бюджетный инструмент

Регуляторный инструмент

Перспективный инструмент

1Соблюдение

национальных стандартов услуг

Гранты и субсидииРегулируется

на национальном уровне — влияние ограничено

Инициативный участник

2 Частный оператор (совместные права)

Бюджет, выделяемый государством

Регулируется на национальном уровне —

формирование мнения

Подключенный участник

3 Частный оператор (эксклюзивные права)

Общий бюджет, например с соседними

городами

Регулируется на уровне региона — влияние ограничено

Авторитетный участник

4 Дочернее предприятие города

Планируемый бюджет (например, на три года)

Регулируется на уровне региона —

сильное влияние

Активный участник

5 Подразделение городского хозяйства

Полностью контролируемый и гибкий бюджет

Регулируется на уровне города

Участник, определяющий

тенденцию

Тщательная оценка степени влияния позволяет точнее определить оптимальное сочетание необходимых средств и усилий, а также учесть все имеющиеся ограничения в целях достижения конкретных результатов.

Степень влияния определяется периодом времени (например, бюджетным циклом), в течение которого ожидается эффект от принятых мер, или зависит от третьих сторон (например, от уровня поддержки концепции).

Анализ возможностей влияния...

… и степени влияния

2

3





Окружающая средаНебытовые

отходыБытовые отходы

Захоронение отходов

Сте

пень

вл

ияни

я

Обращение с отходами

45

Управление дорожным движением

Управление автопарком

Городской транспорт

Общественный транспорт

Управление энергоснабжением

Рациональное водопользование

Обращение с отходами

«Зеленая» энергия

Загрязнение окружающей среды

Региональный транспорт

Пригородный транспорт

Каршеринг

Операционныйинструмент

Бюджетныйинструмент

Регуляторныйинструмент

Перспективныйинструмент

Окружающая среда

Подключенное здравоохранение

Подключенные зданияи инфраструктура

Дорожное движение,транспорт и подключенные

автомобили

Подключенная промышленность Образование,

НИОКР и инновации «Умные» государственные услуги

Общественнаябезопасность

«Умная» цепочкапоставок

«Умная» розничнаяторговля

Детальный анализ возможностей влияния

Разработка многокомпонентной карты влияния4

Скорость влияния

Детальный анализ возможностей влияния по каждому структурному ком-поненту модели города будущего используется для построения наглядной многокомпонентной управленческой карты влияния и ограничивающих факторов, которая служит основой для принятия стратегических решений. Комбинированная ярусная схема представления информации помогает городским властям расставлять приоритеты и распределять ресурсы в соответствии с возможностями.

Временные рамкиКаждому типу влияния соответствует определенный отрезок времени, в тече-ние которого ожидается результат от предпринятых действий или инициатив. Временной аспект типа влияния особенно важен при выработке инициатив, направленных на решение проблем города, которые еще только возникают, но в средне- и долгосрочной перспективе станут серьезными (например, интеллектуальная мобильность), или же тех задач, выполнение которых требует определенного времени в силу их характера (например, обеспечение экологической устойчивости).

РеализацияПри реализации любой стратегической инициативы необходимо понять, какое влияние она может оказать и сколько времени придется ждать резуль-тата. Это помогает добиться синергии и получить больше преимуществ.

Концепция устойчивого и экологически нейтрального города привлекает жи-телей и может стать решающим фактором для мигрирующих людей, которые выбирают, в каком городе жить. Поддержка такой концепции на законода-тельном уровне (например, введение требования об обязательном обору-довании новых домов автоматизированной и подключенной к IoT системой управления зданием) дает синергетический эффект, ускоряющий достиже-ние поставленных городом целей и задач.

В качестве дополнительных мер воздействия можно использовать стимулы (налоговые льготы) или антистимулы (муниципальные сборы), побуждаю-щие различные заинтересованные стороны корректировать свои действия в соответствии с направлением, заданным городскими властями.

Приведенные примеры показывают, насколько важную роль играет анализ возможностей влияния в развитии экосистемы IoT города будущего. Эффект от инвестиций в «умные» услуги и необходимую городскую инфраструктуру значительно увеличится, если инициативы городских властей получат под-держку со стороны широкого круга участников, партнеров и энтузиастов из числа жителей города.

Регулиро- вание

Концепция развития

Бюджет

Низ

кая

Сре

дняя

Вы

сока

я





Суть IoT — это взаимодействие между предметами и людьми, которые обмениваются данными и информацией через Интернет. Мы уже привыкли к тому, что связь с Интернетом можно установить повсюду: через смартфоны благодаря телекоммуникационным компаниям, в точках доступа Wi-Fi или с помощью Ethernet-кабеля в ноутбуках. Это стало настолько же естественным, как подключение к электросети через розетку, ведь почти никто уже не задумывается о том, откуда берется электроэнергия и как мы выходим в Интернет. Такая уверенность в доступности Интернета является результатом огромных

усилий, инвестиций в масштабную инфраструктуру и бесперебойной передачи блоков данных в рамках всемирной паутины. Для города будущего наличие связи со всеми подключенными устройствами аналогично нервной системе, через которую информация передается от чувствительных нейронов в мозг. Поэтому при развертывании сетей связи нужно принимать во внимание несколько важнейших аспектов, связанных с их рабочими характеристиками, надежностью и безопасностью. Cети, рассчитанные на длительный срок службы, крайне необходимы городу будущего.

8

Обеспечение взаимосвязи компонентов города будущего при помощи IoT

В сложной среде обмен данными между датчиками и устройствами не обязательно происходит через центральный блок управ-ления. Когда поезд в метро останавливается у платформы станции точно на предназна-ченном для этого месте, датчики направляют уведомление о том, что можно открыть две-ри без опасности для пассажиров. Датчики, установленные на пешеходном переходе, видят приближающегося пешехода и посы-лают светофорам команду переключиться, чтобы человек мог перейти улицу. Для осу-ществления коммуникации между машинами (М2М) требуются различные типы сетевых стандартов.

Помимо этого, существует множество способов взаимодействия между городской инфраструктурой и жителями города. Люди используют мобильные или веб-приложения для взаимодействия, получения уведомле-ний и доступа к информации. Кроме того, мы используем смартфоны, бэджи или магнитные карты для идентификации личности, подтверждения билетов и получения информации.

Для выполнения этих действий к городским сетям предъявляются различные требова-ния. Устройствам распознавания личности необходимо быть общедоступными, но защищенными. Исполнительные механизмы таких устройств должны уметь реагировать по мере необходимости, не отсоединяясь от сети. Автоматическим устройствам надо оставаться включенными и в рабочем состо-янии даже в случае нарушения связи, а также уметь синхронизировать свою работу с блоком управления после восста-новления связи. Это значит, что построение надежных городских сетей связи требует соблюдения определенных правил.

Важнейшие аспекты сетей связиВ городе будущего важнейшее значение будет иметь способность к взаимодействию и взаимосвязанность компонентов городской инфраструктуры, так как от этого зависит предоставление более качественных услуг и получение городскими властями информации, которая нужна им для принятия

Подключение IoT в городе Интернет вещей невозможен без Интернета как такового. Машинам и устройствам нужен способ связи для обмена информацией, передачи данных, получения команд и созда-ния экосистемы. Для людей это не представ- ляет проблемы — в Интернет можно выйти через смартфон, в точке доступа Wi-Fi или по Ethernet-кабелю в офисе. Однако для машин, датчиков и других устройств все совершенно иначе. Они обмениваются данными на другом уровне и по сравнению с людьми используют сети для выполнения гораздо большего числа задач, подключаясь к ним через свои терминалы. Развертывание сетей для доступа в Интернет и передачи данных в городских масштабах представляет собой сложную задачу, решение которой целесообразно поручить специализирован-ному партнеру города. Но сначала властям необходимо рассмотреть несколько вопросов, чтобы наилучшим образом организовать эту работу.

Задачи сетей связи, предназначенных для IoT Прежде всего необходимо понять предна-значение сетей связи, необходимых для развития экосистемы IoT в «умном» городе. Сети нужны для обмена данными между физическими устройствами: компьютерами, серверами, датчиками, исполнительными механизмами и др. Поэтому их главная задача — обеспечить движение потоков дан-ных и информации от физических активов, а также передачу сведений об их состоянии, происходящих событиях или снятых показа-телях.

Передача данных происходит и в обратном порядке для направления устройствам команд, запросов и сообщений. Это необхо-димо для того, чтобы устройства знали, как работать, реагировать на взаимодействие и выполнять конкретные, заданные конфигу-рацией процессы. В любой технологической среде надлежащая передача данных устрой-ствам так же важна, как и получение данных от них. Надежная связь требуется и для решения проблем, устранения ошибок, обновления функционала устройств.

49

Ключевые проблемы сетевого взаимодействия в рамках IoT в «умных» городах

• Покрытие сети

• Взаимные помехи

• Прочность и устойчивость антенн

• Энергоэффективность передачи данных

• Циклы обмена данными

• Безопасность

• Идентификация и авторизация

решений. Следовательно, необходимо проводить оценку качества сетей.

Производительность отражает эффектив-ность коммуникации между различными устройствами, а также между устройствами и центральными системами. Показателями производительности являются два важных параметра: время ожидания и пропускная способность.

Время ожидания — это время, необходимое для получения данных в точке назначения. При взаимодействии с человеком время ожидания может быть относительно дли-тельным (согласно стандартам, одна-две секунды считаются допустимым временем ожидания пользователем обновления экрана при использовании веб-браузера). Однако когда дело касается операционных систем, максимально допустимое время ожидания исчисляется миллисекундами. Для датчи-ков и исполнительных механизмов время ожидания важнее пропускной способности. Возьмем к примеру устройство для перевода поездов с одного пути на другой или любую аварийную ситуацию, в которой задействова-ны системы безопасности. Быстрая реакция имеет принципиальное значение, и произво-дительность сети не должна быть помехой.

Еще одним показателем производительности сети является ее пропускная способность, то есть количество данных, которое может быть передано за единицу времени. Мы все

чувствуем пропускную способность сети, когда загружаем «тяжелый» графический файл из веб-браузера. Когда несколько членов семьи смотрят Netflix на нескольких устройствах, на одном из них он может тор-мозить. То же самое происходит и с устрой-ствами, подключенными к IoT. Пропускная способность выделенной сети становится проблемой, когда множество устройств одновременно пытаются установить связь с контролирующей системой. Поэтому в случае, когда пропускная способность сетей недостаточна, важно правильно выполнить планирование, предусмотрев наличие резервных возможностей, особенно с учетом того, что в городе установлены тысячи устройств.

Ядро и каркас

Опорная магистральная сеть

Плотное волновое мультиплексирование (DWDM)

IP-сети с возможностью обработкитерабитных уровней трафика

Межплатформенное ПОдля IoT

Центральные MQTT/AMQP брокеры

CoAP REST

HTTP 1.1 HTTP/2 REST

Транзитная сетьи сеть агрегирования

IEEE 802.16

4G

Городская сеть

Пассивные оптические сети

Линии микроволновой связи

Тип сетевого доступа

Беспроводная связь

2G/3G/4G

NB-IoT

LoRaWAN

IEEE 802.11

IEEE 802.15.4

IEEE 802.15.1.

Проводная связь

xDSL

FTTx

HFC

Масштабируемость — это еще один фактор, заслуживающий отдельного внимания при подключении тысяч датчиков, так как от него зависит, сколько устройств может осущест-влять связь с оконечным устройством, кото-рое всех их объединяет. В сетях существуют ограничения на количество одновременных сеансов передачи данных. Поэтому с точки зрения города важно осуществлять планиро-вание установки датчиков параллельно с составлением планов развертывания сетей, чтобы избежать ситуации, когда какое-либо устройство неожиданно окажется без связи.

Надежность городских сетей определяется их производительностью и масштабируемо-стью. Она характеризуется не только доступ-ностью сетей (когда датчику или устройству нужно отправить данные), но и уровнем потери сведений при передаче. Какая-то информация может потеряться из-за недо- статочной пропускной способности сети (масштабируемости) или помех со стороны других сетей. В результате устройство может израсходовать ресурс батареи или просто перестанет передавать информацию.

Устойчивость сетей означает, что при функционировании IoT-систем в реальных условиях городские сети должны быть не только доступными и надежными, но и в случае любого сбоя связь между устройствами, подключенными к городским сетям, должна быть восстановлена, а любая пропущенная информация должна обновить-ся таким образом, как если бы никакого сбоя не было. Данный качественный аспект сетей города будущего не ограничивается сферой коммуникации. Он также касается конфигу-рации подключенных устройств с точки зрения их способности реагировать на нару-шение связи.

Собственная безопасность и безопасность для внешней среды — это не только обеспе-чение физической безопасности подключе-ний, защита оконечного устройства и потоков данных, идентификация, крипто-графическая защита или конфигурация и управление сетью. При развертывании сетей необходимо принимать во внимание безопасность людей. Как поведет себя «умный» автомобиль в случае отключения связи? Где должен быть размещен мощный передатчик с учетом создаваемого им элек-тромагнитного излучения и необходимости установки системы питания?

50

устройств и антенн означает серьезную нагрузку на городской бюджет. Поэтому срок службы каждого подключенного к IoT устрой-ства и сам процесс развития экосистемы Интернета вещей необходимо рассматривать в контексте долговременной устойчивости городской экосистемы IoT и долгосрочных затрат на управление ею.

«Нервная система» города будущегоСети, обеспечивающие взаимосвязь своих компонентов, выполняют в городской среде роль, аналогичную роли нервной системы в организме человека. Нервная система передает различные воспринимаемые ре-цепторами человека сигналы, дает команды его мускулам, участвуя в регулировании функций и реакций организма. Городская экосистема IoT действует примерно так же. Поэтому тщательный контроль и управление развитием взаимосвязи компонентов город-ских сетей должны стать приоритетными задачами для властей города. Сети — это виртуальные дороги, которые могут стиму-лировать рост экосистемы IoT в «умном» городе либо сдерживать его, что влечет за сбой серьезные негативные последствия для городского бюджета и сводит на нет усилия властей.

Способность к взаимодействию компо-нентов городской экосистемы IoT является ее ключевой характеристикой. Некоторые системы и операционные среды устанавли-вают собственные стандарты взаимосвязи и сетевого взаимодействия. Это, в свою очередь, приводит к изоляции и создает дополнительные трудности при подключении таких систем и операционной среды к обще-городской экосистеме IoT. Поэтому наличию способности к взаимодействию ее компо-нентов необходимо уделить первостепенное внимание при обсуждении планов развития городских сетей. Преимущества и недостат-ки общепризнанных стандартов, известные ограничения, согласование с планами даль-нейшего развития, вопросы безопасности, политики и процедуры, идентификация и авторизация — все эти параметры, а также многие другие должны стать предметом обсуждения до принятия инвестиционного решения.

Перечисленные выше важнейшие аспекты городских сетей связи, взятые вместе, спо-собствуют выполнению последнего требова-ния — долгосрочности эксплуатации. Как правило, датчик или иное устройство имеет встроенный радиопередатчик, который невозможно заменить отдельно от устройства. Установка машин-шлюзов, оконечных

Факторы, на которые стоит обратить внимание при выборе сетей IoT

Доступность полосы пропускания связи

Частота обмена данными

Количество подключенных устройств

Покрытие сети

Типы используемых датчиков

Влияние городской архитектуры на проницаемость связи

5151

Инфраструктура, подключенная к IoT, станет фундаментом для развития городов будущего, способствуя созданию уникальной экосистемы IoT, в которой машины, объекты и люди взаимодействуют между собой. Для того чтобы завоевать доверие жителей и увеличить потенциал монетизации в целях привлечения бизнес-партнеров, городская экосистема IoT должна функционировать надежно, стабильно и безотказно. Манипулирование каким-либо звеном экосистемы может нарушить ее целостность и поставить под удар основу ее

стабильности, так как изменит реакцию взаимосвязанных устройств на показания манипулируемого элемента, вызовет перебои в предо- ставлении услуг и, что важнее всего, создаст потенциальную опасность для здоровья и благополучия населения. Обеспечение цифровой безопасности города будущего — одна из самых сложных задач властей. Поэтому любое решение, касающееся безопасности, должно непременно опираться на четкое понимание возможностей защиты городской экосистемы IoT.

9

Безопасность города будущего

54

Мы уже научились защищать свои ИТ-системы. Мы знаем, какие процессы и процедуры необходимо внедрить и какие принципы работы являются залогом безопасности опера-ционно-технологической среды. Интернет вещей объединяет два мира, что еще больше усложняет выработку интегрированного подхода к обеспечению безопасности. Ключевую роль в обеспечении безопасности жителей и предоставлении им необходимых услуг играет городская инфраструктура. В процессе открытого взаимодействия с любым из подключен-ных устройств она научится функционировать самостоятельно и сможет предлагать новые возможности, создавая дополнительные ценности для города и горожан. Но при этом она станет уязвимой к воздействию подключенных устройств, а ее работа будет зависеть от переданных ими показаний и от условий функционирования. Распределенные возмож-ности требуют распределенных подходов к обеспечению безопасности. Безопасность экосистемы IoT должна быть заложена в ее структуре. Она должна быть антихрупкой.

потенциальных угроз и управлять ими, выполняя при этом требуемые функции, заложена в структуре экосистемы и что она может быстро восстанавливаться после любых сбоев. Это качество тесным образом связано с целостностью и доступностью экосистемы IoT.

Последний аспект безопасности касается защиты личной информации. В экосистеме IoT происходит обмен данными, которые могут относиться к закрытой информации о людях, например об их местоположении и состоянии. В цифровую эпоху личная информация находится под угрозой не только из-за неосмотрительности провай-деров цифровых услуг, но и вследствие того, что пользователи не вполне осознают, какой цифровой след они оставляют в Интернете. Именно этим обусловлены многочисленные законодательные инициативы по регулиро-ванию данного аспекта управления данны-ми. Это сложная задача, так как информация может храниться в архивах, предоставляться партнерам (пусть и в анонимном виде) и передаваться между взаимосвязанными приложениями. Соблюдение законодатель-ства требует надлежащей стратегии управ-ления данными.

Охват всех аспектов безопасности укрепляет доверие к экосистеме IoT города будущего, позволяя обеспечить необходимую пользо-вателям надежность и стабильность. Помимо соблюдения требований к безопасности, это также повышает уверенность жителей города, взаимодействующих и обмениваю-щихся данными с экосистемой, в ее защи-щенности. Таким образом обеспечивается ее надежность для бизнеса, что является необходимым условием разработки новых услуг и генерирования потоков выручки от монетизации экосистемы IoT.

Пять аспектов безопасности При рассмотрении вопросов безопасности экосистемы IoT города будущего следует об-ратить внимание на пять основных аспектов.

Первостепенное значение имеет собствен-ная безопасность экосистемы IoT и ин-фраструктуры, которая должна обладать устойчивостью к любым непредусмотренным и несанкционированным изменениям, сбоям или к разрушительному воздействию. Дан-ный принцип является основополагающим и обязательным: городская инфраструктура чрезвычайно важна, и любое нарушение ее функционирования может напрямую повлиять на безопасность жителей.

Безопасность для внешней среды означает, что функционирование городской инфраструктуры IoT не приведет к побочным рискам, связанным с причинением вреда здоровью населения и нанесением ущерба окружающей среде. Данный аспект безо-пасности экосистемы IoT города будущего создает у его жителей уверенность в том, что они могут полагаться на инфраструктуру IoT и что жизнь в условиях саморегулируемой городской среды не вредит их здоровью.

Операционная надежность экосистемы IoT города будущего имеет значение не только для его жителей, но и для всех заинтересо-ванных сторон, участвующих в ее создании. Наличие надежной инфраструктуры гаранти-рует, что экосистема в целом и ее отдельные компоненты в частности будут полностью выполнять свои функции в изначально заданных и предсказуемых условиях. Это служит гарантией безотказности, необходи-мой бизнесу.

Операционная надежность экосистемы IoT означает, что способность избегать

55

Safety

Security

Privacy

Resilience

Reliability

Такая ситуация может быть вызвана как сбоем в функционировании устройства, так и действиями какого-либо лица, попы-тавшегося ограничить область видимости системы. В сложной IoT-среде отсутствие показаний одного устройства может быть компенсировано другими компонентами.

Однако искажение данных и информации, поступающих от датчика или устройства, гораздо более опасно. Корректировка показаний может производиться с целью подтолкнуть оператора экосистемы к выпол-нению определенных действий или повлиять на работу других подключенных объектов. Эта угроза способна оказать значительное воздействие на всю взаимосвязанную экоси-стему.

Еще более серьезные угрозы таит в себе сбой или отказ в управлении IoT-устройством. В таких ситуациях наблюдаются нарушения в функционировании устройства из-за про-блем в нем самом либо в ПО, которое управ-ляет им. Для устранения такой проблемы

потребуется вмешательство человека и гораздо больше времени, чтобы восстано-вить работу устройства или даже полностью заменить его.

Перехват управления инфраструктурой IoT представляет наибольшую опасность для инфраструктуры города будущего. В случае перехвата управления каким-либо устрой-ством оно может использоваться для воздей-ствия на целостность и функционирование экосистемы IoT. Например, если злоумыш-ленник сможет изменить идентификационные данные устройства, то другие компоненты экосистемы будут ошибочно воспринимать его как иной объект. Преднамеренный

Важность инфраструктуры экосистемы IoT для города будущегоИнфраструктура города будущего имеет огромное значение для предоставления услуг и работы всех городских служб. При этом периметр инфраструктуры, оснащенной IoT, расширяется за счет всех подключенных устройств, а ее функционирование коррек- тируется на основе данных, поступающих из IoT-среды. Информация, предоставляемая городской инфраструктурой, используется различными объектами, которые строят свою деятельность на ее основе с учетом наличия, точности и надежности данных.

Поэтому при анализе рисков, которым подвер- жена экосистема IoT города будущего, основ-ное внимание следует уделять таким угрозам, как сбой или отказ в предоставлении ин-формации или искажение предоставляемых данных, а также сбой или отказ в управлении или перехват управления компонентами городской экосистемы IoT.

Поскольку операторы городской инфраструк-туры и подключенные к IoT объекты (датчи-ки, исполнительные механизмы, машины и устройства) выполняют действия на основе информации и данных, поступающих от инфраструктуры, возможность беспере-бойно получать показания от ее компонентов имеет решающее значение. Потеря (в тече-ние определенного периода времени или по-стоянная) возможности видеть информацию, относящуюся к компоненту инфраструктуры, (в случае отсутствия показаний и данных) может вынудить операторов и подключенные IoT-устройства действовать так, как будто информация не была предоставлена вообще.

Надеж

ностьдля пользователей

Доверие

Стаби

льно

сть

Безопасность для внешней

среды

Собственная безопасностьУстойчивость

Защита личной информации

Операционная надежность

56

Сбой Отказ Искажение Сбой Отказ Перехват

Предоставление данных Управление

Опи

сани

е

Временное нару-шение коммуни-кации, которое

проявляется в виде замедления скорости переда-чи информации,

непредоставления или неверного

предоставления данных

Устойчивое нару-шение коммуни-кации, которое

невозможно устранить

без физического вмешательства

(например, пере-запуска, восста-

новления вручную)

Воздействие на компонент

инфраструктуры, в результате кото-

рого он предо-ставляет неточную

или неверную информацию

Временная пред-намеренная или

непреднамеренная потеря управления

устройством или системой вслед-ствие неисправ-ности оборудо-

вания, аварийной ситуации

у оператора или атаки

Устойчивая пред-намеренная или непреднамерен-

ная потеря управ-ления устройством

или системой вследствие

неисправности оборудования,

аварийной ситуа-ции у оператора

или атаки

Преднамеренное нарушение алгоритма

управления или преднамерен-

ный перехват управления

компонентом инфраструктуры

IoT

Рис

ки

Риски выполне-ния операторами инфраструктуры

IoT или зависимой инфраструктурой

ненадлежащих действий на

основе неверной информации или из-за ее отсутствия

Риски выполнения операторами

инфраструктуры IoT или зависимой инфраструктурой

ненадлежащих действий на основе неверной

информации или из-за ее отсутствия

Предоставление неверной инфор-мации использу-ется для побуж-

дения операторов или систем

к выполнению ненадлежащих

действий

Риск потери управления конкретным компонентом

инфраструктуры IoT, восстановле-

ние которого потребует

небольших усилий

Риск потери управления кон-кретным компо-нентом инфра-

структуры IoT даже в случае снижения

уровня сопутствующей

угрозы

Невозможность управления

компонентом инфра-

структуры IoT; преднамеренный

перехват управления

работой компонента

При

мер Отсутствие

информации от датчика

Отсутствие информации от датчика

Перехват управ-ления датчиком

для предоставле-ния неверных

данных

Неисправность самого датчика,

перехват управления

датчиком

Неисправность самого датчика,

которая приводит к полному выходу датчика из строя

Устройство иден-тифицируется как

другой объект, создавая серьез-

ный риск для целостности

и функциониро- вания экосистемы

Сбой Отказ Искажение/перехват

Предоставление данных Сбой в предоставлении данных

Отказ в предоставлении данных

Искажение предоставляемых данных

Управление Сбой в управлении Отказ в управлении Перехват управления

Типы потенциальных угроз для городской инфраструктуры IoT

Классический подход к обеспечению безопасностиК безопасности следует относиться как к самостоятельному аспекту и прежде всего думать о том, как создать безопасную среду, которая способна изменяться с течением времени за счет расширения технологиче-ских возможностей. Стандартный подход предусматривает устранение недостатков в структуре безопасности, процессах и процедурах и применение технологических

перехват управления также может повлечь за собой непредусмотренные или нежела-тельные действия какого-либо оборудова-ния. При этом в обоих случаях под угрозой окажется не только IoT-среда, но и люди.

Существует множество средств предотвра-щения таких ситуаций. Но для сохранения надежности и безопасности экосистемы IoT способность защищать себя должна быть заложена в структуре IoT-среды.

57

который охватывает даже самые мелкие ее компоненты и гарантирует сохранение устой-чивости всей экосистемы в том случае, если атаке подвергается только одно устройство. Все компоненты экосистемы должны обла-дать структурной безопасностью. При этом данную концепцию следует применять к эко-системе IoT в целом, что позволит устранять проблемы безопасности на уровне отдель- ного устройства.

Достижение антихрупкостиВ основе IoT лежит принцип свободного взаимодействия и обмена данными между машинами, объектами и датчиками. Именно распределенная структура обуславливает главные преимущества экосистемы IoT. Выпадение одного компонента не должно влиять на всю экосистему. Неустойчивость экосистемы IoT компенсируется за счет

присущей ей распределенной структуры прочности.

Целью системы безопасности инфраструкту-ры IoT города будущего является формиро-вание антихрупкости — способности гаран-тировать бесперебойное функционирование экосистемы IoT путем изоляции любого от-дельного компонента, безопасность которого была нарушена. В связи с этим учет принци-пов обеспечения собственной безопасности и безопасности для внешней среды на ка-ждом этапе создания экосистемы позволяет добиться значительно большей безопасности в целом. Нам не дано предвидеть, как будет развиваться IoT-среда и какие свойства и функции появятся у нее в будущем. Но одно можно сказать с уверенностью: даже в случае внедрения потенциально опас-ного компонента в устойчивую и антихруп-кую среду города будущего такой компонент будет нейтрализован благодаря наличию у нее встроенного иммунитета.

решений, которые делают среду более защи-щенной. Но для данного похода характерны два основных типа уязвимости. Первый тип связан с наиболее слабым элементом сильной структуры безопасности. В случае выявления наиболее слабого элемента и воздействия на него каким-либо лицом уязвимой к атакам становится вся система безопасности. Для решения этой проблемы необходимо искать слабые места и прини-мать адекватные меры для их устранения. Но в любом случае, если происходит наруше-ние безопасности даже хорошо защищенной системы, вся экосистема утрачивает безо-пасность.

Кроме того, в качестве дополнительного эшелона безопасности вводится резервиро-вание. При выявлении уязвимости основной системы управление безопасностью переходит на дополнительные или аварий-ные сайты, специально предназначенные

для поддержания безопасности среды. Это может ограничить возможности всей системы, так как базовая безопасность будет обеспечиваться с резервного сайта. Поэтому нарушение безопасности не только влияет на функционирование системного центра безопасности, но и ограничивает операции в рамках всей экосистемы IoT вследствие появления «узкого места» в системе. В эко- системе IoT существует область, где активное взаимодействие между различными компо-нентами происходит без использования облачной платформы, ‒например прямой обмен данными между объектами, находя-щимися в непосредственной близости. Такое взаимодействие обычно не попадает под контроль централизованных систем обеспе-чения безопасности (за исключением соблюдения процедур идентификации и аутентификации) и способствует уязви-мости компонентов экосистемы IoT. Это значит, что для безопасности экосистемы IoT необходимо применить другой подход,

Слабая Сильная АнтихрупкаяС резервированием

57

EY | Assurance | Tax | Transactions | Advisory

Краткая информация о компании EYEY является международным лидером в области аудита, налогообложения, сопровождения сделок и консультирования. Наши знания и качество услуг помогают укреплять доверие общественности к рынкам капитала и экономике в разных странах мира. Мы формируем выдающихся лидеров, под руководством которых наш коллектив всегда выполняет взятые на себя обязательства. Тем самым мы вносим значимый вклад в улучшение деловой среды на благо наших сотрудников, клиентов и общества в целом.

Мы взаимодействуем c компаниями из стран СНГ, помогая им в достижении бизнес-целей. В 19 офисах нашей фирмы (в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске, Екатеринбурге, Казани, Краснодаре, Ростове-на-Дону, Владивостоке, Тольятти, Алматы, Астане, Атырау, Бишкеке, Баку, Киеве, Ташкенте, Тбилиси, Ереване и Минске) работают 4500 специалистов.

Название EY относится к глобальной организации и может относиться к одной или нескольким компаниям, входящим в состав Ernst & Young Global Limited, каждая из которых является отдельным юридическим лицом. Ernst & Young Global Limited — юридическое лицо, созданное в соответствии с законодательством Великобритании, — является компанией, ограниченной гарантиями ее участников, и не оказывает услуг клиентам. Более подробная информация представлена на нашем сайте: ey.com.

Краткая информация о практике консультационных услуг компании EYСпециалисты практики консультационных услуг EY вносят свой вклад в совершенствование деловой среды за счет решения сложных, комплексных отраслевых задач, а также использования благоприятных возможностей для роста, оптимизации и защиты бизнеса наших клиентов.

Глобальное мышление, многообразие опыта, объединяющая культура и нацеленность на сотрудничество — все это помогает консультантам EY задавать правильные вопросы, находить инновационные подходы для их решения и добиваться устойчивых результатов.

У вас есть вопрос? У нас есть ответ. Решая сложные задачи бизнеса, мы улучшаем мир.

© 2018 ООО «Эрнст энд Янг — оценка и консультационные услуги». Все права защищены.

Информация, содержащаяся в настоящей публикации, предназначена лишь для общего ознакомления и не должна рассматриваться в качестве профессио-нальных рекомендаций в области бухгалтерского учета, налогообложения или в иных областях. По всем конкретным вопросам следует обращаться к специалисту по соответствующему направлению.

Интернет вещей для «умных» городовFILE/ey-iot-for...Интернет...

Documents

Transcript of Интернет вещей для «умных» городовFILE/ey-iot-for...Интернет...