Chytrá energetika měst (Smart City)

Rozsah problematiky, týkající se fenoménu chytrých měst, je opravdu široký a každé město jej řeší po svém, správným mixem sofistikovaných řešení vlastních problémů. Je proto jasné, že zjistit, které město je na tom nejlíp, je složité. Pokouší se o to například index Cities in Motion (Města v pohybu) organizace IESE. Jde o rozsáhlou studii založenou na zpracování velkého množství dat. 181 měst z celého světa je v ní hodnoceno na základě asi 60 indikátorů, vyhodnocujících udržitelnost a kvalitu života obyvatel v současnosti i v budoucnu.

A kterých oblastí se vlastně projekty chytrých měst dotýkají? Zkusme pojmenovat aspoň ty nejdůležitější z nich:

• Řízení a strategie rozvoje města – osobní a angažovaný přístup úředníků, dlouhodobě udržitelný rozvoj, strategické plánování,
• Rozvoj města – preference zelených urbanistických řešení, rozšiřování zeleně a vodních ploch, zlepšení mikroklimatu,
• Komunikace – rozvoj a využití městských komunikačních sítí, dostupné informace pro každého,
• Bezpečnost obyvatel – dosažení vysokého stupně ochrany osob i majetku,
• Zdroje energií – začlenění OZE do systémů zásobování energií, soběstačnost, řízení spotřeby, zvyšování energetické efektivnosti, chytré sítě,
• Správa budov – úspory spotřeby energií, kvalita vnitřního prostředí, monitorování provozu objektu a jeho chytré řízení dle požadavků uživatele,
• Doprava – optimalizace řízení dopravy v závislosti na dopravní situaci, priorita průjezdů vozidel s právem přednostní jízdy, sdílená doprava (bikesharing, carsharing),
• Ekologická doprava – preference bezemisních technologií pohonu (elektromobilita, vodík),
• Parkování – informace o dostupnosti parkovacích míst, navigace k volnému místu, jeho rezervace a zaplacení,
• Veřejné osvětlení – snížení spotřeby, zvýšení bezpečnosti ve městě, inteligentní řízení lamp podle momentální situace, rychlá diagnostika a cílená oprava, eliminace světelného smogu,
• Odpadové hospodářství – kvalitní a efektivní řízení svozu a třídění odpadů a jeho druhotné zpracování.

O koncept chytrých měst se postupně začínají zajímat i menší města, protože cítí, že i jich se tato změna v myšlení a přístupu k řešení problémů dotýká. Nejde jen o úspory energií a zklidnění dopravy, do popředí se dostávají otázky zlepšení životního prostředí nebo optimalizace odpadového hospodářství, e-government, zdravotnictví a sociální služby. Každopádně je přijetí koncepce chytrého města běh na hodně dlouhou trať, skládající se z koncepčního a kontinuálního prosazování chytrých řešení a připravování velkých, ale i docela malých projektů. Jak již bylo zmíněno, jde především o kvalitativní posun v myšlení zástupců vedení města, současně se změnou zažitých postojů a priorit firem i samotných obyvatel města.

Data o počasí, toku a hustotě dopravy, čistotě ovzduší, stavu cest a parkovišť a dalších událostech městské infrastruktury mají obrovský potenciál. Přispívají k tomu, že města jsou čistší, zdravější, bezpečnější a přístupnější. Na druhou stranu stále více ovlivňují životy lidí a zúčastňují se řízení světa kolem nás.

Komunikačním kanálem sběru a distribuce dat je ve většině případů celosvětová internetová síť s perspektivní platformou Internetu věcí (IoT – Internet of things). Internet věcí umožňuje vzájemnou propojitelnost obrovského počtu zařízení a senzorů, vybavených jednoduchou komunikační technologii, prostřednictvím sítě internetu. Od objektů městské dopravy, přes prvky městské infrastruktury, domácí zařízení až po veřejné služby, kulturní, komerční a zdravotnická zařízení – všechno může být propojeno a na určité úrovni spolu komunikovat. Internetový prostor je schopen díky adresování IPv6 připojit miliardy zařízení a díky vysokorychlostnímu přenosu v reálném čase sdílet obrovské objemy dat. Zavedení Internetu věcí do života někteří vizionáři označují za další stádium informační revoluce.

Zařízení a senzory se do sítě připojují pomocí několika bezdrátových technologií. Nejznámější jsou asi síť WiFi, technologie Bluetooth a mobilní síť GSM. Ze specializovaných technologií lze vzpomenout například ZigBee, Z-Wave nebo SigFox. Jednotlivé technologie se od sebe liší především dosahem a spotřebou energie. Některá zařízení potřebují k práci ještě určitý koncentrátor nebo lokální centrálu, sloužící jako propojovací prvek do sítě internetu.

Zařízení připojená do sítě většinou nekomunikují přímo mezi sebou, ale data proudí nejdřív do datových center, kde se v reálném čase zpracovávají. Díky vysokému výpočetnímu výkonu a dostatečné kapacitě úložišť dat lze současně zpracovávat velké objemy dat z různých oblastí a projektů chytrých měst včetně nestrukturovaných údajů a videosignálů městských kamer. Datové toky se v datových centrech ihned analyzují, agregují a pomocí pokročilých technologií vyhodnocují. Výsledky pak mohou být použity k řízení chytrých systémů nebo k informovanosti příslušných orgánů.

Pro využití a další zpracování dat co nejvíce uživateli je většina dat poskytována na platformě Otevřené datové architektury. Volně dostupná data umožňují vývoj různých aplikací třetích stran, které zvyšují zhodnocení pořizovaných dat. Sdílená data jsou cennější než data uzavřená a jen prostě hromaděná. Díky mobilním aplikacím mají obyvatelé města větší přísun informací, na jejichž základě se dál mohou lépe rozhodovat.

Strašákem velkých objemů dat je jejich zneužití hackerským útokem. Neautorizované zásahy, například do veřejného osvětlení nebo do prvků dopravní infrastruktury, mohou způsobit značné škody. Proto je kladen velký důraz na bezpečnost přenášených i ukládaných dat, přičemž úroveň zabezpečení komunikační sítě je u městských dat podobná zabezpečení finančních operací nebo dat krizového řízení.

Mezi základní strategické dokumenty patří určitě územní plán a strategický plán rozvoje města. A právě posledně jmenovaný by měl obsahovat dlouhodobou koncepci a cíle zaměřené na zlepšení ekonomické, sociální a v neposlední řadě i environmentální politiky, což je i obsahem koncepce chytrého města. Rozumné plánování je důležitým prvkem řízení a kvalitní strategický plán významně podporuje následnou realizaci chytrých projektů a opatření se synergickým efektem jako promyšlený a účinný proces. Strategický plán je vlastně takový výhled do budoucnosti s definovanými konkrétními cíli, vymezenými kritickými oblastmi a ujasněnými možnostmi a směry dalšího rozvoje města. Je to snaha o nalezení všeobecně přijatelného rozvojového programu v rámci současných možných zdrojů.

Cíle strategického plánování musí být prakticky realizovatelné pomocí kroků přesněji definovaných v operativním plánování. Postupnou realizací těchto kroků dojde ke splnění cíle. Vzhledem k tomu, že strategické plánování je dlouhodobého charakteru, nemůže počítat se všemi možnými efekty a skutečnostmi, které mohou nastat v průběhu realizace cílů. Je nezbytné počítat se zpětnou vazbou, kdy jsou již dosažené výsledky analyzovány a následující kroky a postupy aktualizovány.

Z pohledu chytrých měst může být zpětná vazba efektivnější, protože již částečně implementované systémy generují značné množství významných a důležitých dat, které usnadňují rozhodování o primárních směrech rozvoje města. Příkladem může být strategie čistoty ovzduší a regulace dopravy ve městě z hlediska priorit a financování. Obě oblasti mají definovány strategické cíle. Primární podmínkou je zjištění aktuálního stavu ovzduší instalací čidel v různých částech města. Na základě analýzy dat těchto čidel lze vytipovat městské části, kde je nejdříve nutné zainvestovat do projektů optimalizace a regulace dopravy. Opětovná analýza dat čistoty ovzduší následně odhalí správnost rozhodnutí i efektivitu vložených prostředků.