Обґрунтування підходу до формування розумних міст в Україні

Размещено на http://www.allbest.ru/

Обґрунтування підходу до формування розумних міст в Україні

Тур О.В.

Анотації

У статті досліджено наявні моделі переходу до розумного міста як територіального утворення, в якому інформаційно-комунікаційні технології використовуються у різних сферах для підвищення якості життя населення. Узагальнено сучасні підходи до визначення рівнів архітектури розумного міста, що передбачає організацію та взаємозв'язок між усіма потенційними елементами та підсистемами, які забезпечують його ефективне функціонування. Обґрунтовано підхід до формування розумних міст в Україні, який включає такі складники, як розроблення стратегії розумного міста; обґрунтування програм та проектів, спрямованих на формування розумного міста; здійснення цифровізації на основі централізованої моделі переходу до розумного міста, а також використання сучасних розробок у сфері інформаційно-комунікаційних технологій.

Ключові слова: розумне місто, архітектура, інформаційно-комунікаційні технології, цифровізація, інтегровані цифрові платформи, інфраструктура, сталий розвиток. місто архітектура розумний

Резюме

В статье исследованы существующие модели перехода к умным городам как территориальному образованию, в котором информационно-коммуникационные технологии используются в различных сферах для повышения качества жизни населения. Обобщены современные подходы к определению уровней архитектуры умного города, которая предусматривает организацию и взаимосвязь между всеми потенциальными элементами и подсистемами, обеспечивающими его эффективное функционирование. Обоснован подход к формированию умных городов в Украине, который включает такие составляющие, как разработка стратегии умного города, обоснование программ и проектов, направленных на формирование умного города, осуществление цифровизации на основе централизованной модели перехода к умному городу, а также использование современных разработок в сфере информационно-коммуникационных технологий.

Ключевые слова: умный город, архитектура, информационно-коммуникационные технологии, цифрови- зация, интегрированные цифровые платформы, инфраструктура, устойчивое развитие.

Tur Olena

Research and Development Centrefor Industrial Problems of Development

National Academy of Sciences of Ukraine

JUSTIFICATION OF APPROACH TO SMART CITIES FORMATION IN UKRAINE

Summary

The article examines the existing models of transition to a smart city as a territorial entity in which information and communication technologies are used in different spheres to improve the population life quality (decentralized model, centralized model and model of local actions). The modern approaches to determining the levels of smart city architecture are generalized, which involves the organization and interconnection between all potential elements and subsystems that ensure its effective functioning. It is determined that such levels should be modern developments in the field of information and communication technologies; integrated digital platform based on the combination of physical and digital infrastructure of the city as a result of the digitalization process; programs and projects aimed at implementing the components of smart city in order to improve the functioning of the city and increase the population life quality; city management aimed at ensuring the availability of data on its main problematic aspects in order to take into account proposals in developing a strategy for a smart city as part of a general city development strategy for a certain period. The approach to the formation of smart cities in Ukraine is grounded. It includes such components as the development of a smart city strategy; substantiation of programs and projects aimed at the formation of a smart city; the implementation of digitalization on the basis of a centralized model of transition to a smart city, as well as the use of modern developments in the field of information and communication technologies. This approach provides stakeholders identification in this process (local authorities, research and education institutions, developers of information and communication technologies and business representatives), tasks to be performed by them within the defined goal (development of a smart city strategy, justification of programs and projects aimed at its formation, the implementation of digitalization, the use of modern developments in the field of information and communication technologies), as well as in substantiating the essence of these tasks and conditions of their implementation.

Keywords: smart city, architecture, information and communication technologies, digitalization, integrated digital platforms, infrastructure, sustainable development.

Постановка проблеми. У сучасному світі посилення урбаністичних тенденцій визначає актуальні завдання щодо розвитку міст з огляду на посилення їхнього впливу на соціально-економічний стан країни. Виклики, які створюють певні проблеми сучасного місцевого розвитку, пов'язані з такими процесами, як зростання міграційних потоків, транспортне перенавантаження, забруднення навколишнього середовища, трансформація очікувань містян щодо якості соціальних послуг. За таких умов нагальними стають питання зміни підходів до управління розвитком міст, які мають враховувати передові інноваційні рішення, пов'язані із застосуванням сучасних інформаційно-комунікаційних технологій у різних сферах функціонування міст. Вирішення зазначених питань тісно пов'язане із втіленням у життя основних критеріїв розумного міста, яке в найбільш загальному вигляді позиціонується як інноваційне територіальне утворення, в якому інформаційно-комунікаційні технології використовуються у різних сферах для підвищення якості життя населення. Поряд із цим зростання ефективності функціонування міста та отримуваних містянами послуг має відбуватися на основі їхньої співпраці з бізнес-структурами та владою з метою створення так званої інтегрованої міської системи, здатної відповідати на наявні виклики та сприяти поєднанню окремих компонент міської інфраструктури.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Вирішенню проблем, пов'язаних із сучасними тенденціями зростання кількості міст та міського населення, посиленням загроз щодо навколишнього середовища, перенавантаженням транспортних мереж, критичним станом об'єктів житлово-комунального господарства та неспроможністю місцевих органів влади на належному рівні відповідати на наявні виклики, присвячено праці багатьох зарубіжних та вітчизняних учених, таких як Л. Антопулос, А. Вакалі, П. Джемм, Д. Какарон- тас, Д. Кочрейн, К. Манвиль, Д. Овенсбі-Конте, П. Пальма, Л. Хенс, Д. Чатакоу, І. Жукович, В. Звонар, Н. Кунанець, Р. Небесний, О. Мацюк, Т. Мужанова, Д. Олійник, Л. Побоченко, О. Риб- чинська та інші. У дослідженнях зазначених учених акцент робиться на тому, що розв'язання цих проблем доцільно здійснювати за допомогою концепції розумних міст, яка базується на застосуванні розробок у сфері інформаційно-комунікаційних технологій для подолання загроз сталого місцевого розвитку.

Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Аналіз наукових публікацій зазначених вище авторів дав змогу констатувати, що не повною мірою дослідженими залишилися питання щодо формування розумних міст в Україні, особливостей та проблемних аспектів цього процесу.

Мета статті. Метою статті є обґрунтування підходу до формування розумних міст в Україні з урахуванням вітчизняної специфіки та вихідних умов здійснення процесу трансформації міст у розумні.

Виклад основного матеріалу. Актуальність упровадження сучасних інформаційно-комунікаційних розробок у певні сфери функціонування міст підкреслюють оцінки різних дослідницьких організацій. Зокрема, згідно з дослідженнями компанії Markets and Markets обсяг світового ринку технологій розумного міста у 2017 році становив 424,68 млрд. дол. США, а за прогнозами у 2022 році він становитиме 1,2 трлн. дол. США [1]. Агентство Frost&Sullivan прогнозує зростання ринку технологій розумного міста до 2,4 трлн. дол. США у 2025 році [2].

Поряд з усвідомленням нагальності вирішення проблем сучасних міст вагоме значення має здійснення переходу до розумного міста на основі цифровізації, яка передбачає впровадження сучасних розробок у сфері інформаційно-комунікаційних технологій у різні сфери функціонування міста з метою забезпечення їх технічними пристроями для надання можливості отримання даних щодо роботи цих сфер (транспорту, об'єктів житлово- комунальної інфраструктури) та вжиття відповідних заходів. Згідно з вітчизняними та зарубіжними науковими дослідженнями можна виокремити три основні моделі переходу, а саме: децентралізована, централізована та модель локальних дій [3]. Децентралізована модель є характерною для мегаполісів. Вона передбачає здійснення переходу за умови залучення великої кількості представників зацікавлених сторін (бізнесу, влади та громадян) з урахуванням високої ємності ринку технологій розумного міста. Централізована модель як об'єкти переходу передбачає великі та середні міста, що характеризуються достатнім обсягом ринку технологій розумного міста, але не мають необхідних ресурсів. Зазначений спосіб переходу передбачає активну участь місцевих органів влади для оптимального використання наявних ресурсів та залучення зацікавлених сторін. Модель локальних дій має вживатися для середніх та малих міст,

Моделі переходу до розумного міста

Таблиця 1

Джерело: складено на основі [і; 2]

коли значна обмеженість ресурсів цифрової трансформації вимагає спрямованості дій на найбільш проблемні сфери місцевої економіки за участі вагомих бізнес-структур та розробників інноваційних проектів на умовах експерименту. Більш докладно сутність перелічених моделей переходу до розумного міста наведено у табл. 1.

Сучасні дослідження розвитку розумних міст дають змогу виокремити певні етапи цього процесу, які відрізняються за сутністю здійснюваних процедур, об'єктами інфраструктури, щодо яких застосовуються інноваційні рішення, ступенем цифровізації головних сфер функціонування міста та обсягом ринку розумних технологій.

Перший етап має назву Smart City 1.0 [4]. Він пов'язаний із формуванням технологічно орієнтованого міста з метою підвищення його стійкості, життєздатності та керованості. Головним змістом цього етапу є модернізація фізичної інфраструктури, впровадження інформаційно-комунікаційних технологій в окремих сферах функціонування міста. Основними стейкхолдерами виступають виробники розумних рішень.

Другий етап процесу становлення розумних міст (Smart City 2.0) [4] відповідає створенню високотехнологічного керованого міста та характеризується застосуванням технологій, що сприяють підвищенню якості життя населення та вирішенню проблем соціальної сфери, транспорту, навколишнього середовища. На цьому етапі формується первинна цифровізація за рахунок впровадження Інтернету речей, широкосмугового та мобільного доступу до мережі Інтернет за ініціативою місцевих органів влади за обмеженої участі містян.

Третій етап (Smart City 3.0) [4] об'єднує процеси, пов'язані з трансформацією міст у високоінтелектуальні інтегровані територіальні утворення. Впроваджувані інформаційно-комунікаційні технології спрямовані на розвиток соціальної інтеграції та підприємництва. Відбувається повна цифровізація головних сфер функціонування міста та формування інтелектуальної інфраструктури, що дає змогу отримувати дані з її об'єктів та реалізовувати управління ними.

Слід зазначити, що процес формування розумного міста залежить від виконання певних умов, які полягають у такому [5]:

- високий технологічний рівень, тобто наявними мають бути датчики, камери відеоспостереження, що забезпечують збір інформації щодо руху транспорту, переміщення пішоходів, якості повітря, рівня шуму;

- відкритість даних щодо державних або приватних організацій з метою підвищення їх доступності для використання з боку громадян і бізнесу;

- сумісність даних з метою забезпечення одночасного обліку й аналізу декількох потоків даних на основі автоматизації їх збору, підготовки й обробки. Завдання полягає в тому, щоб використовувати єдину архітектуру для всіх компонентів розумного міста.

Стосовно останньої з перелічених вище умов формування розумного міста необхідно підкреслити, що у світовій практиці є багато підходів до розуміння рівнів його архітектури, яка у найбільш загальному вигляді позиціонується як сукупність складників, що визначають певне місто як розумне і функціонують задля його ефективного розвитку та підвищення на цій основі якості життя мешканців. Узагальнення наявних підходів до формування рівнів архітектури розумного міста наведено на рис. 1.

Можна зазначити, що архітектура розумного міста пов'язана з такими видами інфраструктури, як фізична інфраструктура, цифрова інфраструктура, цифрова платформа та інтегровані платформи [8].

Під фізичною інфраструктурою розуміються інноваційні розробки за такими об'єктами розумного міста, як розумний будинок, розумний транспорт, розумна енергетика, розумна система охорони здоров'я та ін. Інноваційні рішення щодо модернізації транспортних систем можуть передбачати використання систем управління міськими транспортними потоками, впровадження нових швидкісних транспортних систем. Наприклад, елементами транспортної інфраструктури в умовах розумного міста можуть бути система відеонагляду та автоматичні системи зчитування номерних знаків, динамічні системи з визначення оптимального часу циклу світлофора залежно від завантаженості доріг, пасажирські інформаційні панелі, навігаційні панелі, системи сигналізації.

Цифрова інфраструктура - це уніфіковані підходи, що слугують для сумісності пристроїв, які забезпечують функціонування різних сфер міста. Поєднання фізичної та цифрової інфраструктури покликано створювати технологічну базу для переходу до вищих рівнів архітектури розумного міста, а саме цифрових і інтегрованих платформ.

Цифрові платформи формуються внаслідок поєднання цифрової інфраструктури та фізичної інфраструктури (інтегровані платформи управління ресурсами, які дають змогу планувати базові процеси; інтегровані транспортні системи, що дають змогу перерозподіляти потоки транспорту і прогнозувати дорожні ситуації; інтегровані системи управління будинками, кварталами, районами та ін.).

Інтегровані цифрові платформи є заключним етапом формування інфраструктури міста, що забезпечує координацію роботи всіх сфер на основі своєчасного отримання даних, які характеризують їхню діяльність, та оперативного вжиття відвідних заходів у разі виявлення певних збоїв та порушень.

На основі вищевикладеного можна виокремити головні умови формування розумних міст в Україні, які полягають у такому:

- застосування архітектури міста, що відповідає сучасному стану функціонування його головних сфер;

- здійснення цифровізації як першочергового етапу переходу до розумного міста на основі централізованої моделі;

- наявність у складі місцевих органів влади структурного підрозділу, відповідального за впровадження розумних рішень у різні сфери функціонування міста;

- формування стратегії розумного міста як складника загальної стратегії місцевого розвитку та позиціонування її як головної передумови підвищення рівня життя населення.

У зв'язку з цим вбачається за доцільне визначення рівнів архітектури розумного міста, що відповідає сучасному стану місцевого розвитку в Україні та умовам і можливостям його трансформації. Отже, таким рівнями мають бути:

- сучасні розробки у сфері інформаційно-комунікаційних технологій, що забезпечують технічну можливість здійснення переходу до розумного міста;

інтегрована цифрова платформа на основі поєднання фізичної та цифрової інфраструктури міста як результат здійснення процесу цифровізації;

Рис. 1. Визначення рівнів архітектури розумного міста

- програми та проекти, спрямовані на впровадження складників розумного міста з метою покращення функціонування міста та підвищення на цій основі якості життя населення;

- управління містом, спрямоване на забезпечення доступності даних щодо його головних проблемних аспектів з метою урахування пропозицій під час розроблення стратегії розумного міста як складника загальної стратегії розвитку міста на певний період.

Виокремлення головних умов трансформації міст у розумні з огляду на сучасний стан соціально-економічного розвитку України, а також обґрунтування на цій основі рівнів їх архітектури дає змогу запропонувати підхід до формування розумного міста, наведений на рис. 2. Зазначений підхід полягає у виокремленні зацікавлених сторін цього процесу (місцеві органи влади, науково-дослідні та освітні установи, розробники інформаційно-комунікаційних технологій та представники бізнесу), завдань, які мають виконуватися ними в межах визначеної мети (розроблення стратегії розумного міста; обґрунтування програм та проектів, спрямованих на його формування; здійснення цифровізації; використання сучасних розробок у сфері інформаційно-комунікаційних технологій), а також в обґрунтуванні сутності цих завдань та умов їх виконання.

Висновки і пропозиції

У сучасному світі актуальним стає вирішення проблем щодо забезпечення сталого розвитку як основи створення засад гідного існування нинішнього та майбутнього поколінь людей. Тому визначення шляхів досягнення зазначеної мети є вельми важливим питанням сьогодення. Одним із таких шляхів є використання положень концепції розумного міста, що визначає напрями трансформації місцевого розвитку на основі застосування інформаційно- комунікаційних технологій з метою подолання проблем, що викликані активізацією процесу урбанізації та неспроможністю наявної інфраструктури відповідати потребам міського населення. У зв'язку з цим вагомого значення набуває питання обґрунтування підходу до формування розумних міст в Україні, особливостями якого є урахування вихідних умов сучасного стану міст, вимог до виокремлення рівнів їх архітектури, визначення кола зацікавлених сторін та сфери їхньої відповідальності щодо процесу створення розумного міста. Отже, складниками процесу формування розумних міст в Україні мають бути розроблення стратегії розумного міста, обґрунтування програм та проектів, спрямованих на формування розумного міста, здійснення цифровізації на основі централізованої моделі переходу до розумного міста, а також використання сучасних розробок у сфері інформаційно-комунікаційних технологій.

Список використаних джерел