В статье предлагается модель цифровизации строительной отрасли и городского хозяйства на основе экосистемы.
Ключевые слова: цифровизация, цифровой двойник, экосистема, строительство, умный город, интернет вещей.
Городское хозяйство в целом и градостроительная отрасль в частности представляют собой сложную многовекторную систему, создание единого цифрового двойника которой в настоящее время является трудно решаемой задачей.
Основной движущей силой социально-экономического развития на данном этапе становятся информационные технологии. Инновационные способы сбора и анализа данных постепенно занимают место устоявшихся механизмов управления городом.
В отличие от статистических выборок, которые успевают устареть к моменту их анализа, «большие данные» могут обрабатываться в режиме реального времени, что повышает качество и скорость принятия решений. «Большие данные» в области городского управления дополняют традиционные типы информации о городе и расширяют сферу их применения. Так, благодаря «большим данным» стал возможен мониторинг поведенческих моделей и анализ городского образа жизни на пересечении таких привычных категорий как население, экономическое развитие, застройка и инфраструктура.
Цифровая революция и повсеместное распространение интернета породили новый феномен — Data Driven City (Город, управляемый данными) и близкий ему термин — Smart City (Умный город) [1]. Умный город можно определить, как стратегический подход к интеграции данных и цифровых технологий для обеспечения устойчивости, благосостояния граждан и экономического развития городской среды. Концепция Умного города определяет концепцию пространства, в котором ключевые компоненты городской инфраструктуры — окружающая среда, борьба с чрезвычайными ситуациями, градостроительные планы и капитальное строительство, управление дорожным движением и энергетика — интегрированы таким образом, что их функции и возможности могут быть легко объединены как друг с другом, так и с новыми системами.
Концепция экосистемы обеспечивает создание и поддержку виртуальных моделей объектов и процессов реального мира.
Подход цифровых двойников ориентируется на возможность получения и эффективной обработки потоков данных, собираемых автоматически посредством распределенных сенсорных систем «Интернета вещей» [2] (Internet of Things, IoT).
Экосистема будет постепенно наполняться данными реального города, собираемыми в реальном времени из развернутой IoT- инфраструктуры и городских информационных систем.
Кроме того, независимо от текущего состояния, цифровые двойники позволят отвечать на вопросы вида «что, если», помогая аналитикам понять, как город, оснащенный интеллектуальными технологиями, будет функционировать в тех или иных экономических, экологических и социальных условиях, и определить факторы, способствующие возможным сбоям.
Экосистема или цифровой двойник города — это комплекс взаимосвязанных цифровых двойников, представляющих определенные аспекты функционирования и развития городской среды. Эти цифровые двойники поддерживают возможности тонкой подстройки и синхронизации с реальным состоянием городской инфраструктуры посредством данных, поступающих из различных источников в режиме реального времени.
Разработка и внедрение Экосистемы возможно на базе единой программно-аппаратной платформы, на которой последовательно строятся цифровые двойники отдельных элементов градостроительной деятельности, городской среды, энергетики. Одни цифровые двойники используют данные, производимые другими цифровыми двойниками.
Важнейшими задачами обеспечения такого взаимодействия, являются унификации процессов идентификации цифровых двойников (цифровых объектов) и процесса получения данных цифровых двойников c использованием механизмов защиты передаваемой информации.
Для решения этих задач была разработана серия международных протоколов и рекомендаций, описывающих архитектуру обмена данными цифровых объектов, определяющих правила формирования имен и структуру идентификаторов цифровых объектов, управление идентификаторами цифровых объектов, протоколы обмена данными цифровых объектов. В основе решения лежит рекомендация Международного союза электросвязи ITU-T X.1255, описывающая Архитектуру Цифровых Объектов. (Digital Object Architecture, далее — DOA) [3].
Важным преимуществом решений на основе архитектуры DOA являются:
— патентная чистота решения, включая протоколы взаимодействия;
— открытое программное обеспечение без ограничений на модификацию;
— наличие российского сегмента глобальной системы идентификации и поддержки реестров цифровых объектов, с выделенным для Российской Федерации префиксом 77;
— возможность создания локальной (региональной, отраслевой, ведомственной, корпоративной) системы реестров, входящей в российский сегмент системы идентификации.
Типовыми приложениями предлагаемого решения, с учетом международного опыта, являются построение сложных информационных комплексов, где требуется автоматический обмен данными между разнородными информационными системами для реализации комплексных сервисов:
— системы идентификации, хранения и обмена электронными документами;
— системы управления и мониторинга умной инфраструктурой (умный город, градостроительная политика, транспортная инфраструктура, инженерная инфраструктура, критическая телекоммуникационная инфраструктура);
— государственное управление и предоставление государственных услуг.
Разработка концепции экосистемы предполагает проведение обследования государственных информационных систем и ресурсов с целью максимального использования (и, следовательно, ускорения разработки и внедрения экосистемы), автоматизирующих: градостроительную политику, капитальное строительство, городское хозяйство, социальные платформы и сервисы.
На основе результатов обследования целесообразна разработка концепции создании и внедрения Экосистемы одновременно с планом по интеграции государственных информационных систем и ресурсов, функционал которых будет использоваться в Экосистеме, созданию единого хранилища данных цифровых двойников различных объектов, к которому будут обращаться все информационные системы и сервисы. В конечном итоге комплекс перечисленных мероприятий позволит достичь необходимого уровня цифровизации городской среды.
Литература:
- Приказ Минстроя России от 25.12.2020 № 866/пр «Об утверждении Концепции проекта цифровизации городского хозяйства «Умный город».
- ISO/IEC 30162:2022 «Интернет вещей. Требования к совместимости устройств, сетей и систем промышленного Интернета вещей» (Internet of Things (IoT) — Compatibility requirements and model for devices within Industrial IoT systems), 2022.
- [ITU-T X.1255] Структура обнаружения информации по управлению определением идентичности. Рекомендация МСЭ-T Х.1255, 2013.
