Ученые ПГУ знают, как создавать «умные» города
Разработанная в подведомственном Минобрнауки России Пензенском государственном университете (ПГУ) интеллектуальная система способна спрогнозировать и устранить внештатные ситуации и ЧП.
По задумке авторов, ученых из Пензенского государственного университета, сеть сможет охватить целый город и будет управлять городской инфраструктурой, прогнозировать и ликвидировать возникновение внештатных и аварийных ситуаций. Ноу-хау исследовательской работы в том, что интеллектуальная система будет проработана индивидуально для каждого города.
Работа над проектом длится более трех лет. В 2020 году разработка поддержана грантом Российского научного фонда с правом пролонгации.
В ПГУ уже проработали интеллектуальную систему, которая способна предотвращать экстренные и аварийные ситуации на дорогах города. Сейчас ученые работают над объединением концепции интернета вещей, информационных и коммуникационных технологий для управления городской инфраструктурой: транспортом, образованием, здравоохранением, системами ЖКХ и так далее.
«Умный город — это комфортная и безопасная для проживания территория. Аварийные ситуации нарушают этот баланс. ДТП, разумеется, — одни из основных негативных проявлений, которые мешают спокойной жизни горожан. Но, помимо этого, в городе может происходить и ряд других ЧП. Например, аварии на коммунальных системах. Важно своевременно о них знать, то есть прогнозировать их. Этим мы сейчас и занимаемся, мы значительно расширили исследование, буквально, охватив весь город. Цель создания „умного города” — улучшение качества жизни людей»,— поделился руководитель проекта, доцент кафедры «Системы автоматизированного проектирования» Антон Финогеев.
Ученые предлагают использовать цифровые данные для анализа слабых мест городских служб. Они уверены, что многие системы контроля, например, камеры фотовидеофиксации нарушений ПДД, счетчики, терморегуляторы отопительных систем и другие регистраторы различных показателей могут быть полезными не только по своему прямому назначению. Их показания необходимо включить в большую систему данных, где они будут «обучать» интеллектуальную систему умного города.
Авторы предполагают собирать всю «городскую информацию» из двух основных источников: от внешних сенсоров (например, камеры фотовидеофиксации) и из открытых источников в сети Интернет.
Вся поступающая информация пройдет «фильтр»: дублированные инфоповоды, фейковая и неполная информация — удаляются. При этом ученые предлагают также повышать достоверность базы данных. Например, путем сравнения данных из разных источников.
«Их требуется формализовать и структурировать, выполнить кластеризацию событий в пространстве признаков. В дальнейшем они сравниваются с архивными данными об аналогичных событиях для выявления корреляционных связей. Для их хранения формируются блоки данных с вычислением хэшей для идентификации, привязки к координатам места и времени события, установления связей и формирования распределенного реестра (блокчейн)», — пояснил Антон Финогеев.
Исследователи из ПГУ хотят видеть полную картину происходящего в пределах городского пространства. Только так интеллектуальная система будет работать на 100%. Непогода (дождь, снег, туман) сильно снижает качество распознавания элементов изображений с камер. Однако качество распознавания можно существенно улучшить за счет использования обученных нейронных алгоритмов, например, при помощи оператора Canny.
Глобальной системой управления городской инфраструктурой будет управлять единый портал. Сюда будет стекаться вся информация, пройдя анализ, она будет включаться в общую базу. Интеллектуальная система сможет прогнозировать возникновение аварийных ситуаций, ЧП, а также вырабатывать управленческие решения по их ликвидации. Вовремя устраненное отклонение предотвратит возникновение нештатных ситуаций.
Антон Финогеев уверен, что каждый город будет «умным» по-своему:
«Большие данные станут источником для выработки управленческих решений в городах. Город — это живой организм со своими сложными законами функционирования, особенным ритмом и потребностями. Никогда нельзя точно сказать, что опыт выработки управленческих решений в одном городе можно без изменений транслировать на другой. Тем не менее, большинство событий, аварий или нештатных ситуаций в городской среде имеют схожие причины и могут быть идентифицированы по ряду признаков с определенной степенью достоверности».
Научный коллектив продолжает свое исследование. Умный город сможет охватить все сферы городской жизни. Это позволит сделать жизнь горожан безопаснее и комфортнее.
