Inteligentne miasta potrzebują solidnych fundamentów

Badanie przeprowadzone przez firmę Gartner przewiduje, że w roku 2016 liczba "rzeczy" podłączonych do sieci wzrośnie o 30 proc. do 6,4 mld. Te urządzenia do komunikacji między różnorodnym sprzętem (M2M, ang. machine-to-machine), połączone w ramach Internetu Rzeczy (Internet of Things), coraz częściej pojawiają się w środowiskach miejskich i przemysłowych. Kategoria ta obejmuje kamery monitoringu, czujniki monitorujące pracę innych urządzeń, bramki biletowe na stacjach i dworcach, a nawet urządzenia medyczne w szpitalach. Wszystkie zastosowania wymagają nieprzerwanej całodobowej dostępności sieci, która będzie "wiedziała", co się dzieje. Powstaje więc pytanie: czy obecnie funkcjonujące środowiska sieciowe potrafią sobie z tym poradzić?   

Przyjrzyjmy się na przykład kwestii bezpieczeństwa. Wszyscy doskonale znamy istotne obawy dotyczące tego aspektu podnoszone w dużych miastach i wynikające z tego zapotrzebowanie na niezawodne i bezawaryjne systemy przesyłające dane dotyczące bezpieczeństwa. Instalowanie takich urządzeń jak kamery IP czy czujniki bezpieczeństwa na najważniejszych zasobach i elementach infrastruktury miejskiej jest proste, ale wyzwanie jest dwojakie. Po pierwsze trzeba zapewnić nieprzerwaną komunikację w czasie rzeczywistym - strumienie danych wymagają sieci o wysokiej dostępności i gwarantowanej przepustowości. Po drugie należy zapewnić jednolitą jakość usług (QoS) poprzez skutecznie przydzielanie priorytetów ruchu odpowiednim użytkownikom, urządzeniom i aplikacjom. Tylko w ten sposób można zagwarantować nieprzerwane przesyłanie najważniejszych danych.W odpowiedzi na te wyzwania powstały "inteligentne" przełączniki sieciowe (czyli, innymi słowy, przełączniki rozpoznające i dostosowujące się do aplikacji) rozprowadzające dane po sieci AFN (ang. Application Fluent Network, czyli sieć dopasowująca się do potrzeb aplikacji). Takie przełączniki umożliwiają zmienianie priorytetów nadawanych użytkownikom, urządzeniom i aplikacjom zależnie od bieżącej sytuacji - normalnego działania lub stanu wyjątkowego.

Oczywiście infrastruktura sieciowa musi móc działać w trudnych warunkach, takich jak choćby brak prądu, nadzwyczaj duże obciążenie, znaczne wahania temperatury czy niekorzystne warunki pogodowe. Nawet w przypadku częściowej awarii sieci inteligentne przekierowywanie i priorytetyzacja ruchu muszą potrafić złagodzić negatywne skutki i zagwarantować nieprzerwane działanie najważniejszych zasobów związanych z szeroko pojętym bezpieczeństwem.Wydziały odpowiedzialne za komunikację miejską mogą wykorzystywać połączenia maszyna-maszyna do tworzenia inteligentnych systemów transportu - Internet Rzeczy w działaniu.

Ruchem w mieście można zarządzać o wiele skuteczniej, jeśli analizuje się na bieżąco warunki i strumienie ruchu. Jednakże gromadzenie wiele razy na sekundę danych z tysięcy czujników drogowych i transportowych, kamer monitoringu, czujników pojazdów, stacji pogodowych, inteligentnych znaków, mierników, sygnalizatorów i innych urządzeń wymaga sprawnej łączności. A sprawna łączność wymaga sprawnej sieci. Gromadzenie danych jest tylko jedną stroną medalu. Wszystkie możliwe informacje na niewiele się to zdadzą, jeśli nie zostaną wykorzystane do przesyłania na publiczne ekrany i urządzenia prywatne komunikatów informujących podróżnych o warunkach panujących na drogach, istotnych zdarzeniach i wypadkach. Tylko w ten sposób można skutecznie dbać o płynność ruchu.

Sieci komunalne, latarnie uliczne i systemy komunikacji publicznej to tylko niektóre obszary, w których wprowadzenie inteligentnej technologii i automatyzacji pozwoli zoptymalizować koszty i poprawić bezpieczeństwo. Czujniki działające w ramach inteligentnej sieci mogą usprawnić funkcjonowanie usług komunalnych. Wbudowanie takich urządzeń w systemy internetu rzeczy umożliwia rozpoczęcie budowy inteligentnych sieci obejmujących całe miasta, a nawet całe regiony. W ten sposób można monitorować elementy infrastruktury w czasie rzeczywistym, gromadząc dane umożliwiające operatorom komunalnym poprawę efektywności energetycznej i ogólnej sprawności działania poprzez lepsze zrozumienie funkcjonowania całej sieci dystrybucyjnej. Zdalne gromadzenie danych o przepustowości, zmianach ciśnienia czy temperaturze może pomóc operatorom i inżynierom w zdalnym diagnozowaniu problemów i podejmowaniem prewencyjnych działań konserwacyjnych oraz w szybkim reagowaniu na sytuacje awaryjne.Wszystkie te poszczególne usprawnienia wpisują się w ogólny trend dążenia do większej efektywności energetycznej miast, co ma coraz większe znaczenie w związku z nieustannie rosnącymi obawami dotyczącymi globalnego ocieplenia. Ponieważ obecnie już ponad połowa mieszkańców planety mieszka na terenach zurbanizowanych, miasta są naturalnym celem zmniejszania emisji gazów cieplarnianych. Wdrażając model inteligentnego miasta, można osiągać oszczędności energii równolegle z obniżaniem kosztów operacyjnych i poprawianiem jakości życia mieszkańców.

Niezależnie od powyższych rozważań obserwujemy coraz większą popularność aplikacji komercyjnych wymagających od urządzenia połączenia z siecią. Samochody wynajmujemy przy użyciu smartfonów, które dodatkowo umożliwiają nam korzystanie z inteligentnych usług parkingowych gwarantujących dostępność miejsca postojowego w chwili przybycia na miejsce. W ten sposób nie tylko oszczędzamy czas, ale też rozładowujemy korki i tym samym obniżamy emisję CO₂. Żeby jednak tego rodzaju usługi miejskie wdrożone na dużą skalę miały zapewnioną odpowiednią przepustowość łączy, niezbędne jest zbudowanie sieci o odpowiedniej sprawności i elastyczności.

ALE doskonale zdaje sobie z tego sprawę. Już obecnie oferujemy tego rodzaju infrastrukturę sieciową i komunikacyjną dla pierwszych inteligentnych miast, jak choćby w dzielnicy GIFT (ang. Gujarat International Finance Tec-City) w indyjskim Gudżaracie. Ten projekt już zaczął przynosić korzyści, począwszy od dostępności sieci i usług inteligentnego parkowania w całym mieście po "usieciowienie" całych budynków.ONZ szacuje, że do roku 2050 w miastach mieszkać będzie już ponad sześćdziesiąt procent ludności świata, co będzie się wiązało z jeszcze większym obciążeniem usług komunalnych. Rozwiązaniem tego problemu mogą być inteligentne miasta. Ale w miarę podłączania do sieci coraz to kolejnych sektorów rynku i coraz to nowych aplikacji, infrastruktura sieciowa obsługująca je w inteligentnym mieście musi sprostać ich specyficznym potrzebom. W takich obszarach jak służba zdrowia czy edukacja olbrzymią rolę odgrywać będzie skalowalność. W pierwszym z wymienionych obszarów poczyniono pewne postępy, wprowadzając usługi elektroniczne i upowszechniając komunikację opartą na protokole IP. "Połączona służba zdrowia" obejmuje teraz nieprzerwane monitorowanie stanu pacjentów, współpracę personelu medycznego i zdalną diagnostykę. W miarę jak przedsiębiorstwa, mieszkańcy i sektor publiczny będą coraz bardziej dążyć do powszechnej cyfryzacji usług i "przedmiotów", planiści miejscy muszą uwzględnić w swoich ambicjach budowania inteligentnych miast zadbanie o odpowiednią infrastrukturę sieciową. I to z bardzo wysokim priorytetem.