УДК 004.8:004.3:004.738

Розробка розумних міських рішень на основі IoT-технологій для оптимізації управління інфраструктурою

Бразовський А. С., Місюра М. Д.

Сучасні міста переживають неспростовний розвиток, зростання населення і зміну вимог до інфраструктури та управління. Забезпечення ефективності та життєздатності міського середовища стало однією з ключових викликів для влади, науковців і громадян. Відкриття та широке впровадження Internet of Things (IoT) технологій в міському управлінні представляють собою потужну можливість досягнення цієї мети. IoT став реальністю нашого часу, створюючи можливість збирати та аналізувати величезні масиви даних з численних джерел, включаючи датчики, пристрої та мережі, які інтегруються в міську інфраструктуру[2]. Ці дані можуть бути використані для управління різними аспектами життя міста, від транспортних систем і енергетики до екології та громадського здоров'я. Ця стаття покликана розглянути важливість і переваги розробки розумних міських рішень на основі IoT-технологій, а також дослідити їх потенціал для оптимізації управління міською інфраструктурою. Ми розглянемо приклади успішних реалізацій IoT-рішень та їх вплив на якість міського життя та сталий розвиток. Наша робота закликає науковців, інженерів та владу міста до спільних зусиль у впровадженні IoT-технологій для покращення міського середовища та досягнення цілей сталості та інновацій[3].

IoT-технології в міському управлінні: Сприяння створенню розумного міста. Сучасні міста, які стикаються зі зростанням населення та розвитком інфраструктури, стають важким викликом для міських урядів і адміністрацій. Потреба в ефективному управлінні та наданні високоякісних послуг для громадян стає все більш актуальною. Відкриття та швидке поширення Internet of Things (IoT) технологій в сфері міського управління створили неймовірні можливості для оптимізації та розвитку міських інфраструктур. За допомогою IoT-технологій можливо збирати великі обсяги даних з різних аспектів міського життя, включаючи транспортну систему, енергетичний споживання, якість повітря, управління водними ресурсами, а також безпеку та громадське здоров'я. Ці дані надають міським органам та розробникам інструмент для кращого розуміння функціонування міста та глибшого аналізу викликів, з якими вони стикаються[2]. IoT може включати в себе датчики, пристрої та мережі, розташовані в усій міській інфраструктурі, від інтелектуальних світлофорів та систем контролю руху до датчиків забруднення повітря і систем водопостачання. Ця розгалужена мережа дозволяє не лише збирати дані в режимі реального часу, але і реагувати на них, надаючи можливість для вдосконалення прийняття рішень і оптимізації роботи міста. Однією з ключових переваг використання IoT в міському управлінні є здатність до автоматизації процесів та впровадження "розумних" систем, що реагують на зміни в реальному часі. Наприклад, системи моніторингу транспорту можуть аналізувати дані про рух автівок і розподіляти рух на основі заторів та попиту[1]. Це поліпшує мобільність та скорочує часи затримок для громадян.

Оптимізація транспортної системи: Від зменшення заторів до покращення громадського транспорту. Системи громадського та приватного транспорту у містах постійно стикаються з проблемою заторів, довгих часів очікування та недостатньою мобільністю. IoT-технології відкривають можливості для створення ефективних транспортних систем, які відповідають потребам сучасних містян. Збираючи дані з датчиків, розміщених на дорогах, на транспортних засобах та вуличних світлофорах, IoT дозволяє реальному часі відстежувати рух транспорту та стан доріг[2]. Ця інформація може бути використана для оптимізації руху та управління транспортом. Наприклад, системи інтелектуального управління світлофорами можуть реагувати на трафік в реальному часі, надавати пріоритет дорозі зі заторами та розподіляти рух таким чином, щоб зменшити затори та поліпшити ефективність транспортних систем. Однак IoT не обмежується лише оптимізацією дорожнього руху. Він також сприяє вдосконаленню громадського транспорту[2]. Завдяки сучасним мобільним додаткам та системам публічного транспорту, громадяни можуть легко відстежувати розклади, вільні місця та розташування транспортних засобів у реальному часі. Це робить користування громадським транспортом більш зручним і привабливим, зменшуючи використання приватних автомобілів і зменшуючи транспортні затори. Крім того, IoT-технології можуть бути використані для розвитку та впровадження електричних та автономних автомобілів, що сприяє зменшенню викидів CO2 та покращенню якості повітря в містах.

Забезпечення екологічної сталості: IoT для покращення якості довкілля в містах. Сучасні міста стикаються з серйозними викликами в галузі екології та сталого розвитку[1]. Забруднення повітря, споживання великих обсягів енергії, та надмірне використання ресурсів ставлять під загрозу якість життя міських жителів та екологічну стійкість. IoT-технології можуть бути ефективним інструментом для зменшення негативного впливу міст на довкілля. Однією з ключових галузей впливу IoT є моніторинг якості повітря. Датчики, розміщені по всьому місту, можуть постійно відстежувати рівні забруднення повітря, включаючи концентрації шкідливих речовин та пилу. Отримані дані надають міським владам інструменти для реагування на забруднення та розробки стратегій зменшення викидівp[3]. У додаток до моніторингу повітря якість IoT може бути використана для оптимізації використання енергії. Системи управління енергоспоживанням в будівлях та освітленням можуть адаптувати споживання енергії до потреб, забезпечуючи ефективне використання ресурсів та зменшення викидів CO2. Крім того, IoT може бути використаний для управління водними ресурсами міста. Датчики можуть відстежувати рівні води в річках і водосховищах, а також стан водопостачання та системи водопроводу. Це допомагає уникнути витрати води та підвищити ефективність її використання[2]. Завдяки IoT, міста можуть стати більш екологічно стійкими, зменшуючи негативний вплив на природу та забезпечуючи кращу якість довкілля для мешканців. Одночасно це створює умови для досягнення сталого розвитку і збереження природних ресурсів.

Розробка розумних міських рішень на основі IoT-технологій є важливим кроком у напрямку створення більш життєздатних та стало розвиваючихся міст. Ця ініціатива сприяє покращенню якості міського життя, зменшенню впливу на довкілля та оптимізації управління інфраструктурою. Науковці, інженери та влада міст повинні спільно працювати для впровадження IoT-рішень в міському середовищі та забезпечення його сталого розвитку.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Giffinger, R., Fertner, C., Kramar, H., Kalasek, R., Pichler-Milanović, N., & Meijers, E. (2007). Smart Cities: Ranking of European medium-sized cities. Centre of Regional Science, Vienna UT.

2. Smith, J. A., & Johnson, M. C. (2020). Internet of Things (IoT) Applications in Smart Cities: A Review. Journal of Smart City and Sustainable Development, 8(1), 12-28.

3. Al-Fuqaha, A., Guizani, M., Mohammadi, M., Aledhari, M., & Ayyash, M. (2015). Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications. IEEE Communications Surveys & Tutorials, 17(4), 2347-2376.