Информационные технологии в реализации городского пространства мегаполиса

Достижение основной и сопутствующих целей «Умного Санкт-Петербурга» и реагирование на вызовы развитию обеспечивается за счет соблюдения принципов «умного города» в Санкт-Петербурге. Указанные принципы отражают идеологию внедрения «умного города» в Санкт-Петербурге, и их соблюдение является обязательным при внедрении составляющих «умного города». Основные принципы представлены на рисунке 1.

Реализация первого принципа позволяет соблюсти ценностно-ориентированный подход к формированию городской среды. Этот принцип позволит всем гражданам вне зависимости от возраста, пола и жизненных ситуаций иметь качественно обеспечение в рамках городской среды и взаимодействия с городскими структурами.

В части взаимодействия органов власти второй принцип предполагает повышение качества координации органов власти при выполнении своих функций по сопровождению и развитию городского пространства в рамках оперативной деятельности и при формировании стратегических планов развития. Данный принцип предполагает создание единой среды информационного взаимодействия.

Принцип 1

Принцип 2

Принцип 4

Координация и взаимодействие.

Принцип предполагает повышение качества информационного взаимодействия всех участников городских процессов, включая граждан, сообществ, представителен бизнеса. органов власти как q>eflciBa реализования на вызовы, связанные с ростом города и усложнением процессов управления городом, а также солидарную ответственность за результаты совместной деятельности, связанной с созданием и развитием Санкт-Петербурга как «умного гqзoдa».

Дополнительное назначение глодаем инфраструктуры.

Дополнительное назначение предполагает возможность наделения существующих элементов городской инфраструктуры новыми функциями иполучения за счет этого новых результатов, в том числе в рамках межведомственного взаимодействия и координации.

Устойчивого развития, основанного на монитсршпе, анализе и прогнозировании.

Принцип предполагает планирование развития города с учетом долгосрочных эффектов принимаемых решений Согласно данному принципу недопустама ситуация предпочтения краткосрочных выгод без учета долгоq?04Hbix yщq>бoв развтштю города.

/ Форопцнвашзе цифровой среды самоорганизации жителе! и бизнеса. з /  Принцип предполагает формирование цифровой qieflbi. включающей открытые городские данные. cqsBHCM и инструменты их использования на основе rq>oflCKOiT информационной инфраструктуры для горожан. сообществи бизнеса Д.тнньп! принцип позволяет реализовать парадигмы С2С. С2В и C2Gb рамках единого ннформ;щззонного пространства, правила развитая и эксплуатации которого \       определяются и контролируют ся органами го сударственной власти

Комфортная уродская среда для всех .

Принццп щзедполагает формирование г^зодской qseflbi обитания.

обесие'ПЕающей погребностаи ожцдаии всех катег^ззшг^зожан в любых жизненных ситуациях

^Принцип 3

Принцип

Рис. 1. Принципы «умного города»

Единая    среда информационного взаимодействия предполагает формирование единых административных, организационных, правовых, нормативных и технических  требований  к форматам хранения, передачи информации,   единых  правил  доступа к  информации, в том   числе ограниченного доступа;

наличием развитых и сопровождае- мых инструментов, интерфейсов прикладного программирования (API).

Соблюдение третьего принципа обеспечивает экономию и унификацию городских инфраструктур и городских объектов (например, камер, опор, сетей, транспортных объектов и пр.) за счет их использования в рамках множественного назначения.

Реализация четвертого принципа требует обеспечения мониторинга и наблюдения за городскими процессами и расходованием городских ресурсов для получения максимально возможно полной и качественной информации для управления городом. Планирование развития города должно производится на основе научно-обоснованных методов планирования с использованием реальных, в том числе больших данных о ситуации в городе, достоверных прогнозов его развития. Планирование должно быть согласовано со всеми участниками развития города.

Реализация пятого принципа позволяет обеспечить взаимодействие горожан между собой, а также с бизнесом и органами государственной власти в рамках единых правил, создать среду формирования городских самоорганизующихся сообществ в цифровой и оффлайн среде, реализовать модели соучаст- вующего проектирования городской среды.

Структурно-функциональная схема «Умного Санкт-Петербурга».

Структура и функции «Умного Санкт-Петербурга» формируются на основе общих четырех групп элементов «умных городов», с учетом стратегических целей. Структурно-функциональная модель отражает общесистемное видение целевого состава и внутренней организации функциональных элементов «Умного Санкт-Петербурга», совместно обеспечивающих достижение целей и соблюдение принципов «Умного Санкт-Петербурга» в рамках единого архитектурного подхода [1].

Каждый функциональный элемент характеризует группу функций города по отношению к жителям, бизнесу или органам власти и обеспечивает вклад в достижение целей «Умного Санкт-Петербурга» (рис. 2).

Средства управления городом

Средства предоставления открытых данных и сервисов

Сервисы Интернета вещей

Автоматизированные рабочие места

Информационные ресурсы города

Средства хранения информации и центры обработки данных

Сродства информационно-аналитического обеспечения и прогнозирования развития города

Средства обеспечения информационного взаимодействия между составляющими умного города

ОТРАСЛЕВЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Датчики, средства видеонаблюдения и другие средства контроля в городе, обеспечивающие непрерывное получение данных

Рис. 2. Структурно-функциональная схема «Умного Санкт-Петербурга»

Интерактивные средства взаимодействия с горожанами

слой МЕЖОТРАСЛЕВЫХ ьных

Активные элементы городской среды (светофоры, освещение и пр.)

Согласно структурно-функциональной схеме функциональные элементы «Умного Санкт-Петербурга» группируются в четыре слоя. Развитие элементов базовых слоев является необходимым условием для возможного развития элементов слоев верхнего уровня.

Структура третьего слоя представляет собой взаимосвязанную совокупность отраслевых функциональных элементов, расположенных иерархически (рис. 3).

Рис. 3. Структура отраслевых функциональных элементов «Умного Санкт-Петербурга»

Нижний уровень определяется фундаментальными целями внедрения и развития «умного города». Верхний уровень определяется конечной целью (целевым состоянием) развития остальных функциональных элементов -составляющих «умного города», а именно, построение в городе экосистемы цифровой экономики.

Существующие элементы «Умного Санкт-Петербурга»

Те элементы «Умного Санкт-Петербурга», которые существуют на данный момент являются базой для разработки улучшенных решений, систем, сервисов, платформ. Согласно Реестру государственных информационных систем Санкт-Петербурга (далее – Реестр ГИС) ИТ-инфраструктура Санкт-Петербурга состоит из: 89 городских информационных систем, 80 информационных систем федерального значения, 28 региональных информационных систем и 12 общедоступных информационных систем. Как видно информационная инфраструктура города включает более 200 функционирующих государственных систем (рис. 4) [2].

Рис. 4. Графическое представление информационных систем города различного уровня согласно сведениям Реестра ГИС

Городские информационные системы являются основными элементами ИТ-инфраструктуры города. Региональные информационные системы расширяют возможности городских информационных систем по различным направлениям.

Все узлы ИТ-инфраструктуры (государственные информационное системы) в информационном пространстве города могут быть подразделены на типы, представленные в таблице 1.

Рассматривая существующую информационной инфраструктуру как основу построения «Умного Санкт-Петербурга», следует отметить, что по данным Реестра ГИС существующие системы покрывают такие основные отраслевые направления (безопасность и правопорядок, транспорт, территориальное развитие, экономика, экология, благоустройство, образование, социальная поддержка, туризм, промышленная политика и инновации).

Таблица 1. Типы узлов

Тип узла	Количество	Пример
Ключевой узел	3	СМЭВ, МАИС ЭТУ, УЦ ИОГВ
Системообр азующнй узел	2	ТОРИС и КАИС КРО
Большой узел	10	.АПК БГ, ГИППС, ДЧ ГУ МВД, АИС БП-ЭК и т.д.
Стандартный узел	201	узлы, являющиеся первичными элементами сети

На слое физических средств информационного взаимодействия уже функционирует средства, обеспечивающие функционирование городских информационных систем и информационный обмен. В меньше степени представлены средства сбора информации из городской среды, а также средства доставки этой информации [3].

В Реестре ГИС недостаточно информации или она отсутствует по таким направлениям как: физическая культура и спорт, культура, энергетика и инженерное обеспечение.

Разработана структурнофункциональная схема текущего состояния информационной инфраструктуры «Умного Санкт-Петербурга» с указанием количества и названием некоторых систем по каждому элементу структурнофункциональной схемы информационной инфраструктуры.

Согласно сведениям Реестра ГИС можно выделить схожие характеристики систем и их развития:

• -    функциональность и производительность систем обеспечена на базе общей технической инфраструктуры;

• -    компоненты и интерфейсы систем в целом были разработаны стандартным перечнем языков программирования (средств разработки);

• -    регламенты разработки компонентов включают в себя в целом стандартный перечень технологий (языков программирования, СУБД, ОС);

• -    отсутствует единый план (стратегия) комплексного взаимосвязанного развития систем и использования информационных ресурсов.

Основные отличия в характеристиках систем и особенностях их развития согласно данным Реестра ГИС:

• -    отсутствие единого регламента, требований, описывающих процессы, алгоритмы обработки данных, движения информационных потоков между информационными системами;

• -    масштабируемость и рост систем не определены четкими границами развития, целями создания и экономическими эффектами.

К основным проблемам ИТ-инфраструктуры города можно выделить следующие:

• -    гетерогенность информационных элементов города;

• -    разнородность типов продуцируемых данных (в большинстве случаев не соответствует стандартам открытых данных, либо не машиночитаемые данные), и ва-

• риативность инфраструктурных платформ;

• -    сверхцентрализация управления и взаимодействия информационных ресурсов;

• -    отсутствие гибкой стандартизации ИТ-инфраструктуры (отсутствие единых четко сформулированных правил взаимодействия между участниками информационного обмена, и как следствие различные форматы передачи данных и ИТ-платформы) [4].

В контексте развития информационных инфраструктур «умных городов» возможны следующие варианты решения [5]:

• -    снижение уровня централизации ИТ-инфраструктуры;

• -    повышение качества и увеличение числа наборов открытых данных в машиночитаемом формате;

• -    создание целостной информационной экосистемы города, обеспечивающая появление и монетизацию сервисов и систем;

• -    формирование плана развития информационной инфраструктуры города; сервис-ориентированный подход при разработке ГИС;

• -    расширение вариантов использования текущих элементов информационной инфраструктуры.

Развитие существующей информационной инфраструктуры города должно быть обеспечено путем снижения вариативности информационных ресурсов, повышения качества и открытости данных, обеспечения интероперабельности систем на уровне данных.

Стратегические цели и направления развития Санкт-Петербурга с помощью проекта «Умный Санкт-Петербург» до 2030 г.

В Санкт-Петербурге развитие города осуществляется в «Стратегии 2030». В ней указаны стратегические направления и цели развития Санкт-Петербурга [6] В Стратегии особая роль отводится повышению качества предоставления государственных и муниципальных услуг.

Таким образом, в Санкт-Петербурге может быть применен подход к построению структуры «умного города» на основе общих четырех групп эле- ментов «умных городов», с учетом необходимости обеспечения стратегических целей.

Эффект 1

Эффект 6

Обеспечение беспрепятственного перемещения людей по территории города, включая новыевиды транспорта, такие как электротранспорт; автономный транспорт, в ело-тран сп орт и пр. Данный эффект касается также организации парковочного про стр ан ств а и снижения интенсивности трафика

Повышение уровня благоустройства гор од а и управления общественнымипространствами. Гор од сканер едай общественные пространства выступают в роли «лица города», по этой причине к ним предъявляются повышенные требования к качеству благоустройства и обеспечения чистоты.

|   Эффект 4

Повышение продолжительности жизни и здоровья населения.

Обеспечение доступности своевременной медицинской помощи, повышение качества диагностики, а также внедрение профилактических мер охраны здоровья населения

Управление городов о скованно е на мониторинге. До стижение данного эф ф екта предполагаетвсеобщее внедрение систем измерений, контроля значений показателей, характеризующих все процессы жизнедеятельно сти гор ода для создания необходимого актуального информационного ресурса, используемого для прогнозирования планирования развития города

Ин формационное взаимодействие органов власти при координации действий в оперативной деятельности и стратегическом планировании

^ Эффект ~

Информационное взаимодействие с горожанами в части открытия городских данных, предоставления го сударственных сервисов для работы с городскими данными, учета мнения горожан при планировании развития города, а также реагирование на обращения граждан

Утрощение взаимодействия людей с городской средой в части получения необходимой информации и определения дальнейших своих действий в любой ситуации и любой точке городского пространства В частности, данный эффект обеспечивается за счет персонализированных систем поддержки принятия решений, персональных навигационных систем и физических систем взаимодействия людей с городской средой

Улучшение экологической ситуации в городе и экономия потребляемых ре сур сов являются общими и наиболее ожидаемыми эффектами внедрения «умных технологий»

^^ Эффект 2

I Эффект 5

^^ Эффект 8

Развитие новых форм экон омической деятельно сти,включая цифровую экономику, экономику знаний, сетевую экономику

^ Эффект 9

Рис. 5. Ожидаемые эффекты от реализации «умных городов»

При этом необходимо учитывать существующие препятствия внедрения технологий «умного города» в Санкт-Петербурге:

• 1.    Несоответствие нормативной базы и действующего законодательства (скорости их обновления) современным темпам раз-

• вития информационных и других технологий.

• 2.    Отсутствие в России нормативных и правовых актов, стандартов по созданию «умных городов».

• 3.    Ограничения возможных объектов концессионных соглашений и соглаше-

• ний о государственно-частном партнерстве (в части объектов информационной инфраструктуры и технологий).

• 4.    Ограничения на доступ и обработку информации, содержащейся в государственных информационных системах (не относящейся к сведениям, составляющим какую-либо тайну или персональным данным горожан) для частных компаний и жителей города.

Ожидаемые эффекты «умных городов».

Несмотря на уникальность подходов к реализации «умных городов» в результате обзора стандартов их ведения были выделены общие для всех ожидаемые эф- фекты и результаты, достижение которых является обязательным для городов, позиционирующих себя как «умные города».

Могут быть выделены следующие наиболее ожидаемые эффекты, которые представлены на рисунке 5.

Реализация перечисленных выше эффектов позволит прежде всего повысить уровень и качество жизни населения города посредством использования инновационных информационных технологий для улучшения городского пространства, управления городом и повышения уровня взаимодействия человека с городской средой, и расширения городской инфраструктуры.