Vítejte ve městě 4.0

Města jsou pod trvalým tlakem. Urbanistická centra po celém světě se potýkají s narůstajícím počtem obyvatel, který zvyšuje poptávku po zdrojích, jako je energie, čistá voda a čistý vzduch. Poněvadž usilují o nalezení inovativních způsobů, jak se vypořádat se stále větším hlukem, zhušťující se městskou dopravou a negativními dopady na změny klimatu, čím dál tím více se obracejí k inteligentním technologiím. Otázkou již není, zda by se města měla digitalizovat a přetransformovat do chytrých měst, ale spíše, kdy se začnou chytré urbanistické projekty rozšiřovat na globální úroveň.

Propojená městská infrastruktura

V uplynulých desetiletích města a jejich základní infrastruktury začaly usilovat o vlastní výraznou optimalizaci ve vertikálním směru. Mnoho budov se již plánuje a staví s využitím standardizovaného softwaru BIM (Building Information Management); vlaky bez řidiče mají vyšší kapacity; energetické sítě se transformují do chytrých sítí (smart grids), které se dokážou rychle přizpůsobit měnícím se nárokům. Propojení nejrůznějších městských infrastruktur vyvolá další vlnu zlepšení a zvýšení efektivity provozu města. Tento model se občas nazývá Město 4.0 – analogicky k Průmyslu 4.0, který popisuje dopad automatizace a výměny dat na výrobu. V městském kontextu se tento pojem může vztahovat na budovy, které se aktivně propojují s energetickou sítí, na rozhraní zahrnující mobilitu nebo na samoučící se systémy, které budou poskytovat užitečné informace, například za účelem zlepšení kvality ovzduší.

Studie konzultační společnosti McKinsey z roku 2015 označila digitalizaci ve městech za průlomovou sílu. Potenciál digitalizace ke zvýšení produktivity městských infrastruktur je převyšován pouze jejím dopadem na průmysl a výrobu, kde ji již masivně uplatňuje napříč celým odvětvím – od malých a středních podniků až po ty největší. Prudký nástup digitalizace šel ruku v ruce s dramatickým poklesem cen tranzistorů během posledních 25 let. Připojeno je stále více a více zařízení; očekává se, že do roku 2020 bude aktivně komunikovat více než 50 miliard přístrojů a věcí. Služby, které se dnes nabízejí ve všech oblastech života ve městech, digitalizace ještě zlepší; co je ale mnohem důležitější, díky dostupnosti a analýze dat uvidíme stále více zcela nových služeb.

Není nutné rozbíjet prototypy

Co znamená digitalizace v praxi? Umožňuje například, aby projektanti vytvořili digitální dvojče fyzického pracovního prostředí a obě dvojčata vzájemně propojili za účelem vylepšení konstrukce, inženýringu a automatizace procesů, ale také kvůli end-to-end reportování a analýze. Simulace a prediktivní údržba se stávají stále snadnějšími a začleňují se do každodenních operací. Abychom si tyto přínosy dokázali lépe představit, uvažujme například o automobilovém průmyslu: Dříve vývojáři museli vyrobit nový prototyp, havarovat s ním a následně analyzovat, co se stalo a co bylo špatně; pak se postavil další prototyp a opět se s ním narazilo do zdi, a to se mohlo opakovat do nekonečna. Každému musí být hned jasné, jak obrovsky se tento proces zrychlil a zefektivnil, jakmile se začal používat simulační software.

Helsinky vytvářejí digitální dvojče

Pokud toto aplikujeme na města, digitalizace může nejen zlepšit efektivitu tím, že minimalizuje ztráty času a zdrojů, ale současně zlepšit produktivitu města, zajistit růst a podpořit ekonomické aktivity. Finské hlavní město Helsinky v současnosti již pracuje na tom, aby to dokázalo. Jako jedno z prvních si osvojilo technologii chytrých měst a modelování. Nyní zahájilo projekt Helsinky 3D+, jehož cílem je vytvořit trojrozměrný obraz města pomocí technologií, které slouží k zachycování reality, od softwarové společnosti Bentley Systems, za účelem geokoordinace, vyhodnocování možností, modelování a vytváření vizualizací. Cílem projektu je zlepšit interní služby a procesy ve městě a poskytnout data pro další rozvoj chytrého města. Po dokončení bude 3D městský model v Helsinkách sdílen jako otevřená data a bude sloužit k podpoře komerčního i akademického výzkumu a vývoje. Díky dostupným datům a analýzám bude město schopno řídit svou zelenou agendu způsobem, který bude mnohem více zaměřen na udržitelnou spotřebu přírodních zdrojů a zdravé životní prostředí.

První krok směrem k digitálně řízenému městu

Z vizuální trojrozměrné reprezentace lze získat množství dat, a to je první krok směrem k digitálně řízenému městu. Aby to ale fungovalo, vzájemně propojené součásti infrastruktury musí být schopné vzájemně komunikovat a rozumět si. Softwarová společnost Bentley Systems je průkopníkem v softwaru modelujícím realitu pro využití v průmyslu a infrastruktuře. Již řadu let jsou společnosti Bentley a Siemens technologickými partnery, v nedávné době dokonce pozvedly svoji vzájemnou spolupráci na strategickou alianci, která napomohla k bezproblémové integraci technologií obou společností.

Jak to tedy funguje? Trojrozměrná síť, vytvořená softwarem pro modelování reality od společnosti Bentley, se propojí s jednotlivými částmi infrastruktury vybavenými IoT prostřednictvím cloudového operačního systému pro internet věcí Siemens MindSphere. Ze spodní vrstvy městské infrastruktury, jako je energie, voda, doprava, bezpečnost, budovy a zdravotní péče, přicházejí data, která jsou odváděna do společné datové vrstvy, aby bylo možné provádět analytická a preventivní i normativní opatření. MindSphere dokáže spravovat obrovské množství dat. Jakmile budou tato data k dispozici, otevřené rozhraní pro programování aplikací umožní inovativním společnostem a městským správám, aby přišly s dalšími případy použití a vyvíjely aplikace založené na dostupných údajích pro potřeby občanů, městských úřadů a místních podniků.

Digitální vize je připravena odstartovat v celém světě

Helsinky nejsou samy, kdo sbírá otevřená data, která umožňují a zlepšují výzkum a vývoj konceptu Město 4.0. Dalším příkladem je město Columbus v Ohiu, které v roce 2016 získalo americkou cenu Smart City Challenge. Cílem kampaně Smart Columbus je zlepšit kvalitu života lidí, stimulovat hospodářský růst, poskytnout lepší přístup k příležitostem, stát se lídrem ve špičkové logistice a podporovat udržitelnost. Jak? Propojením infrastrukturních služeb, počínaje dopravou přes bydlení a zdravotní péči až po modelování toho, jak nové technologie fungují v reálném městě. Pokud je otázkou, kdy se projekty chytrých měst začnou rozšiřovat do celého světa, odpovědí je „nyní“.