Управление полётом летательного аппарата по перегрузкам

В эпоху глобальных экологических вызовов и стремительного роста городского населения по всему миру особенно важной становится задача создания эффективных и безопасных городских сред [6].

Интернет вещей (IoT) представляет собой концепцию, согласно которой физические объекты, оборудованные специальными датчиками и программным обеспечением, могут взаимодействовать и обмениваться данными через интернет. Основная идея IoT заключается в том, что объекты, будь то устройства, автомобили, бытовая техника или даже одежда, могут быть подключены к сети, обмениваться информацией и принимать автономные решения на основе полученных данных [1].

Умный город - это концепция, которая воплощает использование цифровых технологий, в т.ч. IoT для улучшения качества жизни граждан, повышения эффективности городских услуг и операций, а также снижения негативного воздействия на окружающую среду. Центральное место в этой концепции занимает создание устойчивой инфраструктуры, способной адаптироваться к изменяющимся потребностям населения и обеспечивать долгосрочное развитие без ущерба для природы и будущих поколений. Интернет вещей играет ключевую роль в реализации концепции умного города, предоставляя инстру- менты для сбора и анализа данных в реальном времени, что позволяет управлять городскими процессами более эффективно и прозрачно. От интеллектуального управления энергопотреблением до автоматизированных систем общественного транспорта и умного мониторинга окружающей среды - IoT открывает новые горизонты для создания интегрированных и взаимосвязанных городских экосистем.

Цель исследования заключается в определении роли технологии IoT в развитии концепции «Умный город».

Задачи исследования состоят в:

• -    рассмотрении IoT как драйвера цифровой трансформации городской инфраструктуры;

• -    выявлении примеров и областей применения IoT в инфраструктуре городов;

• -    анализе преимуществ и недостатков применения IoT в городской среде. (вызовы и перспективы).

Общая архитектура Интернета вещей состоит из трех уровней:

Первый - уровень восприятия, который является физическим уровнем. Он оснащен датчиками для определения и сбора информации об окружающей среде. Он определяет некоторые физические параметры или идентифицирует какие-либо объекты в окружающей среде.

Второй – это сетевой уровень, который отвечает за подключение к другим интеллектуальным устройствам, сетевым девайсам и серверам. Он также характеризуется передачей и обработкой данных с датчиков.

Третий – это прикладной уровень, который отвечает за предоставление пользователю услуг [9].

IoT как драйвер цифровой трансформации городской инфраструктуры

Интернет вещей (IoT) стал основным инструментом цифровой трансформации городской инфраструктуры. Эта технология обеспечивает интеграцию разрозненных элементов городской среды в единую сеть, что позволяет достичь нового уровня управляемости, устойчивости и эффективности. IoT объединяет физические объекты инфраструктуры с цифровыми платформами, формируя основу для принятия более точных и быстрых решений [2].

Главным технологическим преимуществом IoT является возможность сбора данных в режиме реального времени. С помощью датчиков, установленных на объектах городской среды, можно получать информацию о состоянии инфраструктуры, уровне потребления ресурсов и экологической обстановке. Эти данные передаются через высокоскоростные сети, включая технологии 5G и специализированные протоколы для дальнейшего анализа и обработки.

Анализ данных, полученных через IoT, лежит в основе современной городской аналитики. Технологии позволяют не только фиксировать текущее состояние систем, но и прогнозировать будущие изменения. Например, анализ данных о нагрузке на транспортные узлы или энергопотреблении помогает более эффективно распределять ресурсы, минимизировать потери и планировать развитие инфраструктуры.

Одним из важнейших аспектов цифровой трансформации является создание единой экосистемы данных, которая объединяет ранее изолированные городские системы. Это обеспечивает более эффективное взаимодействие между различными секторами городской среды, такими как транспорт, энергетика и коммунальные услуги. Такая связность помогает устранить фрагментарность управле- ния и повышает общий уровень прозрачности процессов.

Цифровая трансформация с использованием IoT также связана с автоматизацией городских процессов. Внедрение IoT позволяет заменить ручное управление автоматическими системами, которые работают на основе алгоритмов машинного обучения и анализа больших данных. Это помогает минимизировать человеческий фактор, ускорить принятие решений и повысить общую устойчивость городской инфраструктуры.

Нельзя не отметить и роль IoT в создании новых моделей управления городами. Использование технологий IoT поддерживает переход от традиционных бюрократических методов к более адаптивным и гибким подходам. Например, данные в реальном времени, доступные как городским службам, так и гражданам, способствуют формированию «умного» управления, где жители могут участвовать в процессе принятия решений, а доступ к информации становится открытым.

В последние годы на мировом рынке Интернета вещей наблюдается экспоненциальный рост. Помимо этого, согласно прогнозам, к 2030 году во всем мире будет использоваться около 50 миллиардов устройств интернета вещей, что приведет к созданию огромной сети взаимосвязанных устройств, охватывающей все – от смартфонов до кухонной техники [8].

Таким образом, IoT является движущей силой цифровой трансформации городской инфраструктуры. Эта технология создаёт условия для перехода к интегрированным и автоматизированным системам, которые повышают качество городской среды, делают её более устойчивой и комфортной для жителей.

Примеры и области применения IoT в инфраструктуре городов

Интернет вещей постепенно становится основой для оптимизации и модернизации городской инфраструктуры. На примере таких мегаполисов, как Москва, Лондон и Чикаго, можно увидеть, как эти технологии находят применение в различных сферах: от управления транспортными потоками до экологического мониторинга и обеспечения общественной безопасности [5].

Одним из наиболее ярких примеров использования IoT в городской инфраструктуре является транспорт. Например, в Лондоне используется система управления движением SCOOT (Split Cycle Offset Optimisation Technique), которая оптимизирует время зеленого сигнала на перекрестках, собирая данные с магнитометров и индуктивных петель. Эти данные передаются в центральный компьютер, который координирует работу светофоров по всему городу, улучшая поток транспорта [10].

Энергетика и коммунальные услуги – еще одна важная сфера применения IoT. Например, в Москве централизовать учет и наладить мониторинг качества ресурсов помогают общедомовые умные счетчики. С 2015 года в рамках развития автоматизированной системы учета потребления ресурсов более 30 тысяч жилых домов и объектов бюджетной сферы оснастили специальным оборудованием. Устройства автоматически передают показания приборов учета в систему. На основе этих данных начисляют плату за потребленные ресурсы – горячую воду и тепло в жилых домах и на объектах соцсферы [7].

Интернет вещей позволяет быстро внедрять множество видов оборудования для интеллектуальных зданий, например, управление кондиционированием воздуха, дождевой водой. дренаж, системы безопасности для управления аутентифицированным доступом в здания, видеонаблюдение и мониторинг активности людей, оповещения о таких событиях, как пожары и газ утечки, инструменты для мониторинга структурной целостности зданий [11].

IoT может являться инструментом управления и совершенствования общественных услуг, таких как культурные мероприятия, туризм и образование. Например, В Дубае туристы могут узнавать о достопримечательностях и мероприятиях, используя NFC-метки со своих персональных устройств. Существует множество специализированных мобильных приложений, которые используют преимущества облачных вычислений и позволяют посетителям легко подключаться к интернету без необходимости загружать приложение [11].

IoT также активно используется для экологического мониторинга. Москва постоянно мониторит качество атмосферы и публикует данные в открытом доступе на сай- те Мосэкомониторинга. В режиме реального времени можно оценить качество воздуха в любом районе Москвы с помощью интерактивной карты. Эта информация может быть полезна как жителям города, так и специалистам, в том числе экологам и общественным деятелям. Данные поступают с 56 автоматических станций контроля загрязнения атмосферы. Газоанализаторы внутри станций работают непрерывно в автоматическом режиме. Станции размещены около автотрасс, на жилых и природных территориях, а также в районах, расположенных вблизи промышленных предприятий. Такая сеть позволяет получать оперативные сведения и отслеживать любые изменения состояния воздуха [7].

Еще одна сфера, где IoT демонстрирует свою эффективность, – управление отходами. Системы IoT помогают оптимизировать помогают оптимизировать сбор и утилизацию отходов в городских районах. Умные контейнеры оснащены сенсорами, которые измеряют уровень наполнения. Когда контейнер полон, система отправляет уведомление обслуживающим службам, что позволяет им оптимизировать маршруты сбора мусора. Это сокращает количество автомобилей на дорогах, снижает выбросы выхлопных газов и уменьшает проблемы с трафиком. Помимо этого, смарт-системы управления мусором позволяют перерабатывать его более эффективно, сокращая объемы отходов, которые попадают на свалки и загрязняют окружающую среду [3].

Общественная безопасность – еще одна важная область применения IoT. Умный и безопасный город – это умная политика гра-дорегулирования. Важное направление организации городской среды с учетом процесса роста городов и городского населения – применение технологий «Smart city» (системы цифрового наблюдения, считывание, технологии предиктивного обнаружения, система экстренного оповещения, централизованные станции контроля и др.). Десятки и сотни тысяч датчиков и видеокамер собирают информацию о ситуации на дорогах, в общественных местах и зданиях, на спортивных мероприятиях и территориях с ограниченным доступом, чтобы вовремя заметить угрозу, проанализировать её и передать информацию соответствующим службам. Они позволяют эф- фективно управлять городом и его отдельными районами и обеспечивать безопасность среды. Система новейших сенсоров и технология видеоаутентификации делают возможным сбор широкого спектра данных, охватывающих все сферы городской жизни. Эти данные можно эффективно визуализировать, собирать и использовать в самых различных ситуациях. При этом в настоящее время от фиксации правонарушений комплексы безопасности все больше переходят к аналитике в режиме реального времени и предиктивной аналитике. Например, в Чикаго используются высокопроизводительные вычисления для определения лиц преступников, зафиксированных посредством специальных камер. Для оперативного коллективного использования полученных данных в полицейской среде (патрульных служб, службы расследования преступлений и криминологических экспертов, оперативных полицейских сил) Министерством юстиции США установлены стандарты и правила создания целостного информационного пространства: Национальная Информационная Модель Обмена Информацией (NIEM) и Глобальная Архитектура Ссылок (GRA) [4].

Заключение

Внедрение технологий Интернета вещей (IoT) становится основным фактором цифровой трансформации городской инфраструктуры и основой для создания «умных» городов. IoT способствует значительному улучшению качества жизни в городах, повышая эффективность работы городских систем и снижая негативное воздействие на окружающую среду. Внедрение таких технологий позволяет создать новые, более гибкие и интеллектуальные системы управления, что в свою очередь позволяет лучше адаптироваться к потребностям населения и изменениям в городской среде.

Одним из основных преимуществ IoT является его способность интегрировать различные компоненты городской инфраструктуры в единую сеть. Это обеспечивает более высокий уровень управляемости и координации в таких сферах, как транспорт, энергетика, экологический мониторинг и общественная без- опасность. Например, системы управления движением в крупных городах, такие как SCOOT в Лондоне, помогают оптимизировать транспортные потоки, что снижает пробки и улучшает транспортную доступность. Умные счетчики в Москве обеспечивают автоматический учет ресурсов, что позволяет экономить ресурсы и снижать затраты на их потребление.

Кроме того, IoT значительно улучшает возможности для мониторинга окружающей среды, что способствует улучшению качества воздуха и экосистем в целом. В частности, системы мониторинга загрязнения атмосферы, такие как в Москве, предоставляют актуальные данные о качестве воздуха, что помогает не только информировать горожан, но и оперативно принимать меры для улучшения ситуации.

Не менее важной областью применения IoT является обеспечение общественной безопасности. Развитие систем цифрового наблюдения и предсказательной аналитики позволяет повысить безопасность на улицах города, а также в общественных местах и на территории объектов с ограниченным доступом. Применение таких технологий позволяет эффективно выявлять угрозы и принимать меры по их предотвращению, что делает города более безопасными для проживания.

Использование IoT в создании «умных» городов представляет собой не просто технологический тренд, но и важный шаг к устойчивому и гармоничному развитию городской среды. Эти технологии становятся ключом к решению многих современных проблем: от оптимизации транспортных потоков до повышения качества жизни и обеспечения безопасности. В будущем, с учетом дальнейшего совершенствования и расширения возможностей IoT, можно ожидать значительного улучшения городской инфраструктуры, а также более тесного взаимодействия между различными секторами городского хозяйства. Таким образом, IoT будет и дальше оставаться важным инструментом в развитии «умных» городов, создавая условия для их устойчивого и экологичного развития.