Умный город: когда движением рулит искусственный интеллект

Мозг города

Ханчжоу называют технологической столицей Китая. В этом 12-миллионном мегаполисе базируются многие инновационные компании и стартапы, разработки которых внедряют там же, на улицах. Так было и с системой на базе искусственного интеллекта Hangzhou City Brain. Её запустили в 2016 году. Сначала она просто собирала данные, которые поступали с дорожных камер и светофоров, чтобы оптимизировать управление транспортными потоками и создавать коридоры для машин экстренных служб. Спустя два года «мозг города» связали со смартфонами сотрудников дорожной полиции. Благодаря этому они оперативно получают координаты мест происшествий. В 2020 году систему обновили, научив её реагировать на природные ЧС. Сегодня Hangzhou City Brain стал ещё умнее. Он не только контролирует трафик и работу городских служб, но может даже предсказать приход тайфуна и отследить его путь по территории Ханчжоу, активируя при необходимости соответствующие системы реагирования.

В Ханчжоу насчитывается более 6 млн уличных видеокамер  Фото: © zhu difeng / Shutterstock / FOTODOM

В России города тоже становятся умнее. Профильный проект Минстроя объединяет более двухсот населённых пунктов, среди которых и мегаполисы, и небольшие районные центры. Отечественные города буквально напичканы камерами видеонаблюдения, число которых уже свыше 20 млн. Круглосуточный мониторинг позволяет поддерживать уровень безопасности.

В 2024 году с помощью систем видеонаблюдения московская полиция раскрыла более 9 000 преступлений. За последние пять лет с помощью системы распознавания лиц удалось обнаружить свыше 26 тыс. человек, находящихся в розыске. По сравнению с 2010 годом число преступлений, совершённых в общественных местах, снизилось почти в три раза. 

«По многим инновациям в этой области Россия уже опережает зарубежные страны. К примеру, специалисты нашей компании ещё три года назад разработали интеллектуальный комплекс управления дорожным движением. Такие системы в режиме реального времени позволяют анализировать дорожную ситуацию и адаптировать работу светофоров с учётом трафика, минимизируя время ожидания и вероятность возникновения пробок», — говорит руководитель направления «Умный город» компании «Ситроникс КТ» Анастасия Ершова.

Москва лидирует по количеству установленных видеокамер в России — их около 300 тысяч Фото: © Viacheslav Lopatin / Shutterstock / FOTODOM

В России комплексы видеонаблюдения начали внедрять около десяти лет назад, и поначалу никакой видеоаналитики не было. Камеры просто вели запись, а за мониторами наблюдали операторы. Новые решения пришли с развитием компьютерного зрения, ведь ИИ, в отличие от человека, умеет следить за изображениями с сотни устройств одновременно. Благодаря способности анализировать входящую картинку работают системы, оценивающие соблюдение правил дорожного движения. Они были запущены ещё в 2008 году и с тех пор научились распознавать свыше 50 видов нарушений — от непристёгнутого ремня до разговора по телефону за рулём. На первом этапе всю входящую информацию обрабатывает искусственный интеллект, а потом подключается инспектор ГИБДД, он же принимает окончательное решение. Впрочем, штрафы выносят и в автоматическом режиме (например, за превышение скорости), и нередко система ошибается. 

За состоянием самих дорог тоже способен следить искусственный интеллект. Отечественная система видеонаблюдения, разработанная компанией «Ситроникс КТ», фиксирует деформацию или повреждение асфальта, оценивает процент износа, измеряет угол наклона и отклонение от нормативов. Так выявляются участки с критическим уровнем стёртости, требующие восстановления. Исходя из собранных данных, ИИ формирует отчёт для служб эксплуатации, которые планируют ремонт.

Рейтинг умных городов России

Москва, Санкт-Петербург и Казань лидируют в рейтинге крупнейших российских городов по внедрению инноваций в городскую среду и управление, согласно данным 2024 года. В категории крупных городов бесспорным лидером стала Тюмень.

«В Тюмени установленные на автомобилях дорожных служб специальные мобильно-программные комплексы сканируют поверхность дороги, фиксируя ямы, выбоины, трещины и прочие дефекты покрытия благодаря технологиям искусственного интеллекта. Полученные данные отображаются с географической привязкой на картографической подложке (с фотографиями выявленных дефектов и типов). Благодаря этому сотрудники дорожной службы формируют заявки на ремонт, а подрядные организации получают их в работу, что способствует своевременному и оперативному восстановлению инфраструктуры», — приводит пример цифровизации заместитель губернатора Тюменской области и директор Департамента информатизации Станислав Логинов.

#Москва #умный город

Максим Ликсутов о беспилотном метро и электросамокатах

Читать

На воде движение не такое активное, как на дорогах, но и там работает умное видеонаблюдение. Так, в акватории Санкт-Петербурга камеры идентифицируют маломерные суда по регистрационным номерам — аналогично тому, как это происходит с автомобилями. Все катера, яхты или лодки относятся к определённому классу, а значит, управляющие ими специалисты подчиняются соответствующим правилам. Система разработана компанией «Видеофор-Юг» — резидентом Инновационного научно-технологического центра «Сириус».

В акватории Санкт-Петербурга система видеонаблюдения на базе искусственного интеллекта идентифицирует маломерные суда по регистрационным номерам Изображение: © Видеофор-Юг

«Сегодня российские разработчики, как правило, используют для старта своих проектов библиотеки и решения ведущих мировых команд и кастомизируют их под российские проекты. Это разумный подход, ведь даже Ньютон признавался, что добился высот, потому что „стоял на плечах гигантов“. Правда, ограничения наших команд в серверных мощностях пока не позволяют им серьёзно соперничать с западными конкурентами в развитии новых методологий. Надеюсь, этот тренд изменится на фоне курса на развитие ИИ в России», — говорит технический директор по развитию и научной работе компании «Видеофор-Юг» Василий Земский.

Впрочем, сложности с развитием умных городов в России связаны не только с техническими ограничениями, но и с нормативно-правовыми. Об этом говорит Дмитрий Кретов, директор по развитию компании «Нетрис». Именно на базе её решений в стране внедряются региональные и городские системы «Безопасный город», создаётся единая национальная платформа видеонаблюдения. Последняя должна объединить видеокамеры наружного наблюдения в единую систему, чтобы повысить уровень безопасности. 

«Современные провайдеры предлагают разнообразные решения, направленные не только на обеспечение безопасности, но и на повышение качества городской среды (аналитика ЖКХ, диагностика дорог, оценка состояния зданий и зелёных зон). Но чётких норм и правил для внедрения этих технологий до сих пор нет. Действующие нормы часто принимаются на региональном уровне или определяются решениями межведомственных комиссий, что ведёт к фрагментации и затруднениям при интеграции цифровых решений. Такое положение дел тормозит развитие цифровой инфраструктуры и создаёт серьёзные препятствия для комплексного подхода к управлению городом. Необходимо как можно скорее разработать общегосударственные технические стандарты и нормативные акты, регламентирующие внедрение и интеграцию интеллектуальных систем в городскую среду», — говорит он.

Современные системы видеонаблюдения не просто фиксируют происходящее, но и в реальном времени анализируют видео, распознают лица, номера автомобилей и жесты Фото: © AntonSAN / Shutterstock / FOTODOM

Им сверху видно всё

Отношение людей к поездкам между городами и внутри них кардинально изменили картографические сервисы. Для активного передвижения давно не требуются навыки ориентирования — мобильный телефон приведёт вас куда надо (либо покажет, долго ли ждать нужного автобуса). Он же укажет, на каких улицах пробки, и предложит варианты объезда. Системы навигации буквально стали незаменимыми. Умный город без них уже непредставим.

Но для того чтобы всё это работало, нужны спутники. Именно они обеспечивают функционирование систем навигации, таких как GPS (США), Beidou (Китай), Galileo (ЕС), ГЛОНАСС (Россия). В последнюю входят 27 космических аппаратов, а всего в отечественной орбитальной группировке  220 спутников различного назначения — это лишь 2,5 % от общего количества (хотя Россия по их числу уступает лишь США и Китаю). О том, что этот показатель необходимо повышать, специалисты говорят уже не первый год. Этой задаче посвящён нацпроект развития космоса.

К Российской глобальной навигационной спутниковой системе подключены более 12,5 млн транспортных средств. ГЛОНАСС позволяет точно определять их местоположение и скорость движения в любой точке планеты. Работа системы зависит от орбитальной группировки из двух десятков спутников, которые двигаются асинхронно с вращением Земли. В этом главное преимущество перед американской GPS — космические аппараты не сбиваются с курса и не требуют постоянных корректировок, обеспечивая точную работу на протяжении всего срока службы. 

Космические навигационные спутники «Глонасс-М» во время сборки с ракетой-носителем  Фото: © Сергей Казак / ИТАР-ТАСС

По оценкам экспертов, к 2030 году России нужно собрать на орбите около 650 космических аппаратов, а на Земле буквально штамповать их — минимум один в день. Профильный нацпроект нацелен на создание пяти сетей спутниковой связи и пяти группировок для дистанционного зондирования Земли. В частности, благодаря группировке «Рассвет», которую называют аналогом Starlink Илона Маска, точность ГЛОНАСС вырастет настолько, что будет измеряться в дециметрах. Об этом заявил глава Роскосмоса Дмитрий Баканов. Проект реализует частная компания «Бюро 1440». Помимо развития системы навигации, в её планах повысить качество интернет-связи в России до 1 Гбит/с. 

«Сегодня космические технологии можно сравнить с информационными и мобильными технологиями в 1990-х годах — все о них знают, но особо не пользуются. При этом сегмент активно растёт и становится ключевым для разных отраслей. Сегодня это вопрос безопасности и развития страны. Сейчас основной барьер заключается в том, что отрасль нужно переводить  в частное направление. Кадры и технологии в России есть, но в госсекторе много бюрократии. У частных компаний таких проблем сильно меньше, поэтому скорость работы выше, а стоимость ниже», — отмечает генеральный директор компании SR Data (занимается анализом данных, получаемых со спутников) Игорь Кожелин.

Обязательное условие — вовлечение в производство космических аппаратов предприятий частного бизнеса. Они же примут участие в дальнейшем развитии сегмента дистанционного зондирования Земли

Денис Мантуров, вице-премьер России

Испытанное место

Вернёмся с небес на землю, на первую в России федеральную территорию. Сириус, как и упомянутый выше Ханчжоу, выступает тестовой площадкой для многих инновационных проектов. Они касаются и транспортной сферы — например, технологий умного города и беспилотных такси. Всё благодаря особому статусу и назначению территории, объясняет заместитель директора муниципального казённого учреждения «Цифра.ФТ» и центра компетенций аппаратно-программного комплекса  «Безопасный город» Светлана Овчинникова.

Олимпийский парк Сириуса — излюбленное место туристов для катания на электросамокатах Фото: © Славин Юрий / Медиадом «Сириус»

«Нам повезло создавать систему видеонаблюдения в эпоху тотального импортозамещения. Она построена исключительно на российском оборудовании и с использованием отечественного программного обеспечения. Это уникальное взаимодействие между отечественными разработчиками ПО и производителями всей линейки оборудования — от вычислительных мощностей до периферийных устройств. Некоторые решения были впервые реализованы в России. Также мы активно тестируем и внедряем инновационные решения резидентов Сириуса. На федеральной территории действует специальный правовой режим, позволяющий без ограничений проводить испытания программных продуктов и любых периферийных устройств. Сначала мы апробируем все кейсы, чтобы масштабировать на федеральной территории и делиться опытом с другими субъектами страны», — отмечает она.

Централизованная интеллектуальная система видеонаблюдения Сириуса на базе современного мониторингового центра непрерывно сканирует всю федеральную территорию в режиме реального времени. Камеры фиксируют происшествия разного характера — от дорожных аварий до конфликтов в местах массового скопления людей. Искусственный интеллект помогает оператору своевременно идентифицировать инцидент, а тот направляет сигнал в соответствующее ведомство. Система интегрирована с федеральной базой розыска и оперативно получает данные о людях, находящихся в розыске.

Центр управления — неотъемлемая часть системы «умный город» Фото: © Frame Stock Footage / Shutterstock / FOTODOM

Цифровые решения Сириуса:

— Интеллектуальная транспортная платформа — «мозг» дорожной-транспортной сети Сириуса, который собирает и анализирует данные с уличных контроллеров и детекторов транспорта в реальном времени. Это помогает регулировать работу светофоров и автомобильных потоков, прогнозировать риски и предлагать решения — от оповещения водителей о перекрытии дорог до отправки экипажей ДПС к местам аварий.

— Система автоматической фото- и видеофиксации нарушений ПДД. Выявляет до 12 видов нарушений, включая превышение скорости и проезд на красный свет.

— Система контроля самокатов. На первой федеральной территории около 7 тыс. самокатов. Больше только в Москве и Санкт-Петербурге. Такая высокая концентрация средств индивидуальной мобильности требует тщательных мер контроля за безопасностью, и Сириус одним из первых в России начал внедрять единую систему мониторинга СИМ. Единая система мониторинга самокатов интегрирована с системой видеонаблюдения, что позволяет в реальном времени отслеживать их передвижение по территории через данные агрегаторов. Она же с помощью ИИ фиксирует нарушения (езду вдвоем, по проезжей части и по пешеходному переходу), автоматически передавая эту информацию агрегатору. Если у клиента это первое нарушение, он получит предупреждение, если повторное — штраф. За полгода точность распознавания нарушений ПДД СИМ выросла с 40 до 90 %.

— Умные остановки. Павильоны для пассажиров общественного транспорта оснащены камерами видеонаблюдения, экранами с актуальным расписанием, USB-зарядками, Wi-Fi-точками.

— Портал «Мой Сириус». Сервис для жителей федеральной территории, где можно сообщить властям о проблемах с благоустройством городской среды, дорогами и транспортом, коммунальной инфраструктурой.

Десятки разрозненных сервисов объединит платформа «Единый цифровой профиль», в том числе в части транспортной инфраструктуры. Там можно будет в режиме реального времени отслеживать передвижение всех видов существующего в Сириусе общественного транспорта, получать информацию о ближайших парковках, остановках, станциях каршеринга, а ещё оплатить любую поездку.

На первой федеральной территории около 7 тыс. электросамокатов Фото: © Славин Юрий / Медиадом «Сириус»

Один из важных инструментов планирования и визуализации городской среды — цифровой двойник. Это виртуальная детализированная модель федеральной территории. Задача максимум — добиться того, чтобы искусственный интеллект полностью управлял движением транспорта и всей маршрутной сетью. Для этого в Сириусе проводятся социологические исследования (помогут определить транспортное поведение населения), создаётся единый банк транспортных данных, разрабатываются эффективные математические модели, а также инструменты машинного обучения и видеоаналитики.

«Созданный в итоге цифровой двойник транспортной системы Сириуса покажет, когда будет достигнут предел застройки и потребуется новый виток развития транспортной инфраструктуры. Кроме того, подобные модели позволяют увязать между собой различные уровни решений: градостроительные, транспортно-планировочные и проектировочные, мероприятия по организации дорожного движения и пассажирских перевозок, а также системы индивидуальной мобильности и другие аспекты городской инфраструктуры», — объясняет руководитель группы транспортного моделирования в Центре социально-экономического прогнозирования Университета «Сириус» Александр Гасников.

Если проект будет в полной мере реализован, федеральная территория может стать самым безопасным местом в России с нулевым уровнем смертности на дорогах.

«Некоторые регионы России демонстрируют заметные успехи в том, что касается внедрения технологий умного города. Но общий уровень развития этой концепции в транспортной отрасли пока уступает некоторым странам Европы и Азии. Основные причины: недостаток финансирования региональных проектов и закостенелая нормативная база, зачастую не соответствующая вызовам времени. И конечно, даёт о себе знать низкая квалификация кадров на местах. Да, за последние пять лет в транспортной сфере России произошли значительные перемены, предпринимаются шаги по модернизации инфраструктуры, цифровизации процессов, экологизации перевозок, но без решения обозначенных выше проблем отрасль не сможет полноценно развиваться». 

Елена Шмелева, председатель Совета федеральной территории «Сириус»