«Умный город»: концепция на основе технологий управления данными для повышения качества жизни граждан
«Умный город»: концепция на основе технологий управления данными для повышения качества жизни граждан
Аннотация
Концепция «Умный город» развивается в области высокотехнологичного государственного управления как в глобальном масштабе, так и в условиях российской практики. Цель исследования: уточнение сущности концепции «Умный город» как теоретико-методической концепции на основе технологий управления данными в целях повышения качества жизни граждан. Объект исследования: концепция «Умного города» как теоретико-методическая конструкция в цифровой экономике, российская практика. Предмет исследования: концепция «Умного города» как совокупность участников, запатентованных технологий управления данными в ее внешней, внутренних средах, объединенных в целях повышения качества граждан в российском экономическом пространстве. Методы исследования: общенаучные методы (анализ, синтез, классифицирование). Информационная база исследования: труды авторов в Научной электронной библиотеке; материалы совместного исследования Федерального института промышленной собственности и международной юридической компании Dentons; материалы образовательной платформы «ЮРАЙТ» в области цифровых технологий государственного управления. Результаты исследования: уточнено понятие «умного города» (smart сity); сформирована концептуальная схема «Умного города» с уточнением внешних и внутренних участников процесса; уточнена роль участников процесса с точки рассмотрения ее внутренней среды в аспектах: разработчик технологий «умного города», потребитель продуктов и услуг «умного города»; поставщик информации для больших данных «умного города». Научная новизна заключается: во-первых, в уточнении использования принципов открытых инноваций, открытых технологических платформ при формировании стандартов концепции «Умного города», во-вторых, в базировании стандартов концепции «Умного города» на открытых инновациях, открытых технологических платформах в международном плане.
Практическая значимость: статья представляет ценность для заинтересованных сторон в области развития концепции «Умного города», внешних и внутренних участников процесса, включая органы технического регулирования, разработчиков и потребителей. Представленные результаты позволят концентрировать усилия органов государственной власти, бизнес-сообществ, научно-образовательного сообщества, гражданского общества при решении вопросов применения технология «Умного города» на основе моделей искусственного интеллекта, включая запатентованные решения.
1. Введение
Управление данными в глобальном масштабе с конца XX века обозначило необходимость развития высокотехнологичного государственного управления, принятия государственных управленческих решений на основе управления информацией, данными , . Концепция «Умный город» (smart city) является практическим приложением, практико-ориентированной областью применения цифровых технологий в государственном управлении в целях повышения качества жизни граждан. В этом исследовательском ключе цифровые технологии г. Москвы как образца российского «Умного города», ее цифровой экосистемы являются целевыми показателями для многих российских городов .
Концепция «Умного города» (smart city) является в фокусе разработки, развития инициатив в зарубежных странах (напр., в странах Европейского Союза), где под «умным городом» понимается «…место, где традиционные сети и услуги становятся более эффективными благодаря использованию цифровых решений на благо его жителей и бизнеса. Умный город — это не только использование цифровых технологий для более эффективного использования ресурсов и сокращения выбросов. Это означает более интеллектуальные городские транспортные сети, модернизированные системы водоснабжения и утилизации отходов, а также более эффективные способы освещения и обогрева зданий. Это также означает более интерактивную и отзывчивую городскую администрацию, более безопасные общественные пространства и удовлетворение потребностей стареющего населения…» .
Концепция «Умного города» включает: реализацию соответствующих стандартов; развитие и патентование соответствующих технологий в ключевых направлениях «smart city» в патентных ведомствах зарубежных стран, в первую очередь, стран-членов БРИКС; участие образовательных учреждений в подготовке кадров, разработке технологий в периметре «Умного города», развитие компетенций государственных и муниципальных служащих на основе управления данными .
Развитие концепция «Умного города» взаимодействует с развитием процессов перехода к датацентричным управленческим решениям в организациях, в том числе, государственных и муниципальных. Развитие концепция «Умного города» становится возможным благодаря цифровым преобразованиям во всех сферах деятельности социо-технических систем, включая процессы формирования цифровых экосистем , .
2. Методы и принципы исследования
Цель настоящего исследования заключается в уточнении сущности концепции «Умный город» как концепции на основе технологий управления данными в целях повышения качества граждан в российском экономическом пространстве.
Задачи исследования:
1) исследовать концепцию «Умного города» как совокупности технологий управления информацией, данными на основе материалов патентной активности зарубежных (в первую очередь, китайских) и российских изобретателей;
2) сформировать перечень качеств «Умного города» как феномена охвата технологий;
3) уточнить характеристики «Умного города»;
4) сформировать концептуальную схему «умного города» с выделением внешних и внутренних участников, указания их роли.
Методы исследования: общенаучные методы (анализ, синтез, классифицирование).
Информационную базу настоящего исследования составили:
– труды авторов в Научной электронной библиотеке (НЭБ);
– материалы совместного исследования Федерального института промышленной собственности (ФИПС) и международной юридической компании Dentons (далее — материалы ФИПС) ;
– материалы образовательной платформы «ЮРАЙТ», в частности, учебно-методические материалы С.Г. Камолова, Н.Д. Александрова в области цифровых технологий государственного управления , .
3. Концепция «Умного города» как совокупности технологий управления информацией и данными
В исследовании Е.В. Попова, К.А. Семячкова, Д.Н. Борисова рассматриваются вопросы в области «…разработки алгоритма проведения аудита инновационных проектов «умных городов»…» . Согласно авторам, «…«умный город» — это инновационный город, использующий цифровые технологии для повышения уровня жизни, эффективности деятельности и оказания услуг в городе, а также конкурентоспособности при обеспечении удовлетворения потребностей настоящего и будущих поколений в экономических, социальных, культурных и природоохранных аспектах…» . Влияние на развитие «умных» городов оказываются — согласно результатам работы авторов — институциональные условия, отсюда возникают различия в процессе формирования «умных» городов в глобальном масштабе. Сформированное определение «умного города» является базовым в настоящей работе: данное определение представлено в совместном исследовании ФИПС и международной юридической компании Dentons, где рассмотрены патентный ландшафт в области умного города в глобальном масштабе, включая сведения о патентных заявках и выданных патентах, их анализ , . В данной работе отмечено, что «…согласно определениям … Международной организации по стандартизации, Международной электротехнической комиссии, Международного союза электросвязи и Европейского института стандартизации электросвязи … концепция «умный город» представляет собой системный подход к использованию информационных и телекоммуникационных технологий и анализа данных в реальном масштабе времени для повышения уровня экономического развития и конкурентоспособности города, повышения качества жизни и качества городских услуг, повышения эффективности работы городских служб и городской инфраструктуры…» (рис. 1) .
Рисунок 1 - Основные качества «умного города» на основе феномена охвата технологий
Примечание: составлено по источнику [8, С. 15, 119]
1) человекоцентричность: город ориентирован на жителей, бизнес, работников, туристов;
2) управляемость;
3) доступность и открытость для людей и новых идей;
4) раскрытие данных о своей деятельности;
5) защита персональных данных;
6) базирование на интегрированных службах и инфраструктуре;
7) проактивность в обучении и развитии граждан .
Отсюда, согласно материалам ФИПС, к настоящему времени сформировалась общемировое видение «умного города», согласно которому город: «…становится устойчивым (экологичным); вовлекает общественность, применяет совместные методы управления городом; работает на пересечении разных сфер жизни и городских подсистем; эффективно использует собираемые данные; ставит целью повысить качество сервисов и уровня жизни для жителей города…» . Согласно материалам ФИПС, городу требуется свыше тридцати тысяч новых технических решений для того, чтобы стать «умным». К числу «умных городов» отнесены: Барселона, Лондон, Москва, Санкт-Пебербург, Сеул, Нью-Йорк, Шанхай, Дубай, Токио, Амстердам, Сингапур (по состоянию на 2019 г.) (рис. 1) .
Согласно материалам ФИПС, необходимо разделять два сегмента в коллекции документов: китайский сегмент и некитайский (ввиду патентной активности китайских организаций, вузов в области технологий «умного города»).
1. Необходимо отметить период с 2015 по 2018 г. как период активизации патентуемых технологий в глобальном масштабе .
2. 2013 г. является годом, когда «…количество публикаций [патентных документов] начало превышать количество семейств…[группировка патентных семейств на основе патентных документов]», что свидетельствует о начале фазы коммерциализации технических решений в сфере «умного города» .
Согласно материалам ФИПС, в китайском сегменте коллекции необходимо отметить:
3. Особенность китайской патентной активности заключается — в анализируемый период — в следующем: высокие показатели активности китайских изобретателей (около 50% патентных семейств); доминирование числа патентов на полезные модели (связано с особенностями китайской патентной системы) .
4. Присутствие в рейтинге правообладателей по числу семейств большого числа университетов и научных организаций, что связано с государственной поддержкой научных исследований в Китае .
Согласно материалам ФИПС, в некитайском сегменте коллекции необходимо отметить следующее:
5. Один из первых документов, имеющий «…ценность в области телекоммуникаций «умного города» является публикация KR20090035955 «Cистема и способ идентификации местоположения движущегося объекта с использованием RFID и сетей связи» южно-корейской компании KT Corporation (техническое решение с датой приоритета 28.08.2007). Здесь необходимо отметить доминирование южно-корейских компаний в некитайском сегменте коллекции, в числе лидеров — компания Samsung. Далее следует (с большим отрывом) американская компания Cisco .
6. Компания Samsung заявляет о своих интересах в сфере «умного города» на основе патентной активности в наибольшем количестве стран (ведущих экономик и стран БРИКС, всего рынок 11 стран) . Далее следует американская компания Google (12 стран), Qualcomm (11 стран), нидерландская Phillips (11 стран), японские NEC (9 стран) и Hitachi (8 стран) .
Согласно материалам ФИПС, в некитайском сегменте коллекции, необходимо отметить активность российских компаний в сфере «умного города»:
7. Патентование российских технических решений в области «умного города»: выявлено 115 патентных семейств, большая часть которых относится к «…публикациям зарубежных заявителей в составе семейств при выходе на зарубежные рынки стран… В качестве страны первого приоритета, то есть патентование резидентами, Россия отмечена всего в 22 патентных семействах…» .
8. В российской коллекции патентных документов в сфере «умного города» является публикация Ru79494 с датой приоритета 08.06.2008 «Автомобиль-трансформер» (патентообладатель, автор — Ванин Андрей Сергеевич) .
В исследовании Ю.С. Афанасьевой, Н.Е. Поповой рассматриваются вопросы реализации Национального проекта «Умный город», разработанного Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации (Минстроем России) в 2018 г. . В данной работе сформированы тренды «Умных городов» в РФ: социальные и экономические. К социальным трендам отнесены: доступ к современным технологиям, коллективное потребление информации, компетенции эксперта, краудсорсинговые и посткраудсорсинговые технологии, развитие экономики знаний, цифровое неравенство и его опасность . Здесь необходимо отметить, что вопросы качества жизни в цифровой экономике рассматриваются в работе . К числу экономических трендов отнесены: цифровая экономика, «Бережливое производство» ИСО 9001, тайм-менеджмент, Индустрия 4.0, инженерно-технические разработки, информационно-коммуникационные технологии .
Необходимо отметить о функционирование платформы «Умный город» в процессе реализации Национального проекта «Умный город» город», где представлены:
– понятие «Умный город», под которым понимается «…ведомственный проект на территории субъектов Российской Федерации и муниципальных образований реализуется посредством региональных и муниципальных программ цифровизации городского хозяйства. Проект реализуется на территориях городов-пилотов, отобранных Минстроем России и подписавших соглашение по реализации пилотного проекта в рамках ведомственного проекта…» ;
– сборники лучших муниципальных практик по итогам 2024, 2022 гг. согласно Всероссийским конкурсам «Лучшая муниципальная практика» этих лет. В частности, в 2024 и 2022 гг. конкурс проводился по номинации «Модернизация городского хозяйства посредством внедрения цифровых технологий и платформенных решений (Умный город)»;
– индекс IQ российских городов , .
В учебных материалах С.Г. Камолова, Н.Д. Александрова под понятием «умный город» (smart city) понимается «…высокотехнологичная территория, реализующая эффективную интеграцию физических, цифровых и человеческих систем в искусственно созданной среде с целью обеспечения устойчивого и благополучного будущего для граждан…» . Рассмотрение «умного города» в работе С.Г. Камолова, Н.Д. Александрова представлено с точки зрения высокотехнологичной парадигмы государственного управления, где под «высокотехнологичным государственным управлением» понимается «…совокупность технологий программного и аппаратного уровня и административных процедур, позволяющих осуществлять функции государственного управления с помощью автоматизированных систем измерения физических и социально-экономических переменных, адекватно описывающих качественные и количественные характеристики состояния общества, имеющего конкретные пространственно-временные координаты, соединенные каналами связи (локальными сетями) в единую интегрированную систему поддержки принятия решений или цифровой центр ситуационного и стратегического управления города или региона…» .
В работе С.Г. Камолова, Н.Д. Александрова перечислены экономические агенты цифровой экономики, оказывающие влияние на развитие «умного города»: электронное правительство, информационное общество, цифровой бизнес, цифровой персонал, интеллектуальные технологии .
4. Концепция «Умный город»: внешние и внутренние участники процесса
При формировании концептуальной схемы «Умного города» с уточнением внешних и внутренних участников процесса использованы следующее теоретико-прикладные разработки:
– перечень участников процесса развития и реализации концепции «Умного города», с реализацией ими конкретных функций в области проектов «умного города» согласно материалам ФИПС ;
– учебно-методические, исследовательские работы С.Г. Камолова, Н.Д. Александрова в области стратегии, технологий высокотехнологичной парадигмы государственного управления , ;
Рисунок 2 - Формирование концептуальной схемы «Умный город»: внешние и внутренние участники, ключевые направления
Примечание: составлено по источникам [8], [16], [18], [21]
Таблица 1 - Участники процесса развития и реализации концепции «Умного города»: внутренняя среда концепции
Участник процесса | Сущность | |
Характеристика | Роль в разработке/потреблении технологий «умного города» | |
Органы технического регулирования | Определение требований к системам «умного города» | Регулятор процессов в технической сфере |
Органы государственной власти | Формирование политики развития цифровой экономики, внедрения ИКТ во все сферы социально-экономической деятельности, реализации бюджетного финансирования проектов «умного города» | Регулятор процессов в нормативно-правовой сфере Разработчик технологий «умного города» |
Бизнес-сообщество | Разработка технологий, продуктов, услуг «умного города»; реализация и финансирование проектов «умного города» | Разработчик технологий «умного города» Потребитель продуктов и услуг «умного города» Поставщик информации для больших данных «умного города» |
Научно-образовательное сообщество | Подготовка специалистов для «умного города» | Разработчик технологий «умного города» Потребитель продуктов и услуг «умного города» Поставщик информации для больших данных «умного города» |
Гражданское общество | Основной источник информации для больших данных «умного города» | Потребитель продуктов и услуг «умного города» Поставщик информации для больших данных «умного города» |
Примечание: составлено по источникам [8], [15], [18], [21]
5. Обсуждение и дискуссии
Вопросы, раскрываемые в настоящей работе, развивают, дополняют результаты в исследованиях российских, зарубежных авторов.
Так, в работе Д.А. Архиповой рассматриваются вопросы использования интеллектуальных систем для управления транспортными потоками . В работе Д.А. Архиповой отмечено отсутствие технических ограничений для установки «умных светофоров» в городах. Здесь необходимо отметить роль органов технического регулирования, определяющих потребность к интеллектуальным системам, а также их роль в качестве регулятор процессов (таб. 1). Развивая данную мысль, отмечаем работу Д.В. Овчинникова, Е.А. Шевченко, П.А. Уфилин, где проведен «…обзор популярных архитектур нейронных сетей, таких как YOLO, SSD и Faster R-CNN, и обосновывается выбор YOLO как оптимальной архитектуры для решения задач обнаружения, подсчета и определения скорости автомобилей…» . Применительно к теме исследования речь идет о научно-теоретической разработке оптимальных интеллектуальных систем, развитию государственно-частного партнерства, в рамках которого данная информация поступает в регулирующий орган для принятия соответствующего решения
В исследовании У.У. Пандуман и соавторов исследуются вопросы разработки серверной платформы для интеллектуального мониторинга окружающей среды и аналитики в режиме реального времени. Данная система предоставляет различные возможности интеграции для сбора, отображения и анализа данных датчиков на единой платформе . Данная область, как и интеллектуальные системы для управления потоками транспортных средств, должны быть представлены в виде объектов интеллектуальной собственности, запатентованы в соответствующем патентном ведомстве (российском, других странах применения данного объекта интеллектуальной собственности). В таких разработках могут участвовать обучающиеся вузов, развивая идею интеллектуальной системы для участия в проектной деятельности вуза, повышая уровень университетского технологического предпринимательства (с учетом опыта Китая). В этой связи теоретической основой развития данного направления являются: открытые инновации, раскрывающие сущность использования объектов интеллектуальной собственности партнеров, конкурентов; капитализация знаний вузов на основе открытых инноваций. Данные темы исследуются в авторской работе, а также в исследовании М.А. Боровской и соавторов применительно к вузу . Здесь необходимо отметить, что тема «открытых инноваций», исследуемая в авторской работе с 2009 г. применительно к открытым технологическим платформам, для концепции «Умного города» имеет решающее значение в области формирования, развития стандартов данной концепции . Так, в частности, в Национальном стандарте РФ «Устойчивое развитие сообщества. Показатели городских услуг и качества жизни», подготовленному АО «Институт региональных экономических исследований» (АО «ИРЭИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указано, что данный стандарт «…идентичен международному стандарту ИСО 37120:2018 «Устойчивое развитие сообщества. Показатели городских услуг и качества жизни» (ISO 37120:2018 «Sustainable cities and communities — Indicators for city services andquality of life», IDT)…» . Изменения коснулись «…наименования указанного международного документа для увязки с наименованиями, принятыми в существующем комплексе национальных стандартов Российской Федерации, и приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5)…», данный стандарт введен в российскую практику 01.08.2021 . Отсюда можно сформулировать научную новизну настоящего исследования, заключающуюся, во-первых, в использовании принципов открытых инноваций, открытых технологических платформ при формировании стандартов концепции «Умного города», во-вторых, в базировании стандартов концепции «Умного города» на открытых инновациях, открытых технологических платформах в международном плане.
Сформированный результат по новизне настоящего исследования, в рамках дискуссии и обсуждений результатов работы, затрагивает вопросы рисков и этики использования моделей искусственного интеллекта (ИИ), открытых инноваций в концепции «Умного города» . Так, в работе Л. Парентон, где рассматриваются вопросы ожиданий, рисков от ИИ, показано, что «…ИИ не представляет собой единую концепцию. Напротив, он охватывает широкий спектр приложений в различных секторах рынка и основан на огромном количестве методов и моделей, используемых для самых разных целей. Поэтому оценка должна производиться в каждом конкретном случае с учетом конкретной системы и стратегии разработчиков и ретейлеров по ее внедрению на рынок…» . Концепция «Умного города», представляя собой единую конструкцию (концепцию), опирается на использование ИИ в различных направлениях развития городского хозяйства, жизнедеятельности человека в городе, системе городского управления. В работе А.В. Гараганова выделены пять основных зон доверия в области применения ИИ к городскому управлению: прозрачность и объяснимость, точность и надежность, автоматизация, антропоморфизм, массовое извлечение данных . Решение вопросов рисков, этики использования в использовании ИИ, включая сбор данных, киберугрозы находится в области рассмотрения эффективности «…инвестиционных проектов как фактора развития экономической сферы «умного города»…» на примере г. Москвы как первого российского города, развивающим данную концепцию на уровне, получившим признание в глобальном масштабе. В работе Е.В. Рудь, К.А. Якушовой отмечено, что «…за последний год столицу номинировали на 15 отечественных и 5 международных наград, а 30 проектов получили признание. Среди них интерактивный гид «Узнай Москву», победивший на WSIS Prizes 2022. Большинство решений, принимаемых властями, основываются на анализе больших данных и искусственном интеллекте. Несмотря на более позднее начало цифровой трансформации Москва постепенно укрепляет свои позиции в рейтингах умных городов. Те инвестиционные проекты, которые были реализованы, благоприятно сказываются на экономике города. В частности, создаются новые рабочие места, упрощается технологический процесс, что позволяет людям работать быстрее и эффективнее. Москва должна стать не только инновационным умным городом и лицом страны, но и экспериментальной площадкой для цифрового развития других городов России. Проект «Умный город» реализуется с 2021 г. Министерством строительства и жилищно-коммунального хозяйства в рамках национальных программ. Опыт Москвы в цифровизации всех сфер городского хозяйства будет крайне полезен для всего государства. Можно выделить, что проект «Умный город» выступает в роли значительного катализатора, способствующего увеличению инвестиционного потенциала регионов, с акцентом на значимость человека как ключевого ресурса… » . Таким образом, решение упомянутых вопросов (рисков, этики использования в использовании ИИ, включая сбор данных, киберугроз) формируется в практике «Умного города» — г. Москва — в настоящее время для дальнейшего масштабирования данных решений — в том числе, запатентованных в Роспатенте, патентных ведомствах странов-членов БРИКС — в российских регионах, международных рынках.
6. Заключение
В завершении исследования можно сделать следующие выводы:
1. Уточнено понятие «умного города» (smart сity), под которым понимается концепция на основе технологий управления данными, реализующая высокоэффективную интеграцию физических, цифровых и социотехнических систем, в искусственно созданной среде с целью обеспечения устойчивого настоящего, будущего граждан на основе высокого качества жизни.
2. Сформирована концептуальная схема «Умного города» с уточнением внешних и внутренних участников процесса.
3. Уточнена роль участников процесса с точки рассмотрения ее внутренней среды в аспектах: разработчик технологий «умного города», потребитель продуктов и услуг «умного города»; поставщик информации для больших данных «умного города».
4. Выявлена необходимость активизации исследовательской, патентной деятельности обучающейся вузовской молодежи в рамках разработок интеллектуальных систем «Умного города» для повышения уровня университетского технологического предпринимательства, участия на «Платформе университетского технологического предпринимательства», применения данных разработок в межстрановом общении стран-членов БРИКС, в том числе, с китайскими производителями и разработчиками. Целевым показателем здесь является показатель в «тридцать тысяч» новых актуальных технических решений в области «Умного города», запатентованных российскими разработчиками, вузовскими сотрудниками и обучающимися, согласно данным ФИПС.
Использование принципов открытых инноваций, открытых технологических платформ при формировании стандартов концепции «Умного города», базирование стандартов концепции «Умного города» на открытых инновациях, открытых технологических платформах в международном плане — полученные результаты исследования формируют основу ее научной новизны.