О «цифровой экономике» и «умном» smart-городе

Энергетика будущего / РЭЭ №3, 2019

О «цифровой экономике» и «умном» smart-городе

Сегодня мы наблюдаем в обществе хайп вокруг цифровых технологий «шестого технологического уклада». (Хайп (hype) – шумиха, ажиотаж, крикливая реклама и в том числе обман, возбуждение (эмоциональное) и т.д. HYIP – аббревиатура от High Yield Investment Program – высокодоходный и высокорискованный, якобы инвестиционный проект). И это не первый шум вокруг модного термина. Совсем недавно мы все рукоплескали электронному правительству, которое должно было сократить количество чиновников и уничтожить коррупцию. И где это электронное правительство? Все забыто.

Профессор Горского Государственного Аграрного Университета, д.т.н.

Хузмиев Измаил Каурбекович

А теперь у нас новый хайп. Не видеть его нельзя. На всех уровнях произносят модные слова: цифровая экономика, умный (smart) город, умная сеть, искусственный интеллект, биткоин, блокчейн… Все срочно должны надеть умные цифровые одежды, иначе мы отстанем от всех навсегда. Складывается впечатление, что большинство из тех, кто это все произносит, не понимает сути происходящего. Главное – участие. И хорошо бы при этом получить бюджетных средств. Так что вперед в цифровой рай, который уже, кажется, наступил.

Сегодня в цивилизованных странах все больше различных функций по контролю, управлению, принятию решения, обмену информацией осуществляется с помощью цифровых информационных технологий, в том числе и с использованием интернета. Мир вступает в цифровой век. Подробно этот процесс описал Клаус Шваб в книге «Четвертая промышленная революция», который отметил: «Мы стоим у истоков революции, которая фундаментально изменит то, как мы живем, работаем и общаемся друг с другом. По масштабу, объему и сложности четвертая промышленная революция не имеет аналогов во всем предыдущем опыте человечества. Нам предстоит увидеть ошеломляющие технологические прорывы в самом широком спектре областей, включая искусственный интеллект, роботизацию, автомобили-роботы, трехмерную печать, нанотехнологии, биотехнологии и многое другое».

Под этими процессами понимают цифровую трансформацию жизнеобеспечения – цифровую экономику, она же Экономика 4.0. Владимир Путин, выступая с посланием Федеральному собранию 1 декабря 2016 года, отметил: «Цифровая экономика – это не отдельная отрасль, по сути, это уклад жизни, новая основа для развития системы государственного управления, экономики, бизнеса, социальной сферы, всего общества». Цифровая экономика вошла в перечень основных направлений стратегического развития России до 2025 года.

Термин «цифровая экономика» впервые начал широко использовать Дон Тапскотт, автор книги «Электронно-цифровое общество», изданной в 1994 году. Во Всемирном банке считают, что нужно очень широко понимать это явление, которое не просто касается отрасли ИКТ, а глубоко трансформирует всю экономику. Эксперты банка предлагают такое определение: «Цифровая экономика – это новая парадигма ускоренного экономического развития».

Можно полагать, что будущее жизнеустройство будет опираться на экономику, основанную на сетевых децентрализованных локальных малозатратных ресурсо- и энергосберегающих технологиях с интеллектуальными активно-адаптивными системами контроля и управления (умные системы). Ее можно рассматривать как сетевую структуру, состоящую из узлов различной природы, связанных между собой многочисленными формальными и неформальными связями для обмена материальными и нематериальными ресурсами. Отдельные узлы общей системы могут представлять собой различные подсистемы жизнеобеспечения в виде отдельных специализированных сетей. Например, подсистемы инфраструктуры, сотовые операторы связи, активно-адаптивные электрические сети и т.п.

Такая экономика представляет собой сложную интеллектуальную активно-адаптивную социально-экономическую структуру, цель которой – повышение качества жизни граждан в соответствии с общепринятыми для данного региона критериями. Функционирование активно-адаптивных интеллектуальных систем зависит от быстрого доступа к базам данных и их анализа, для адекватного, в соответствии с поставленной целью, принятия решений. Этот процесс может быть успешно реализован только с помощью цифровых технологий как базы цифровой экономики (экономика 4,0). То есть цифровые информационные системы – это современный инструмент, на основе которого появилась возможность изменить весь ход современной технологической революции. Главное – это при принятии решения иметь возможность быстро осуществлять рутинные операции управления и мгновенно реагировать на форс-мажорные изменения параметров и переменных. Эти функции могут формироваться, как в автоматическом автономном режиме, так и при участии физических лиц, причастных к принятию решения. Сам инструмент принятия решения также оказывает влияние, как на формулирование задач, так и на архитектуру систем, для которой эти задачи решаются. То есть возникает симбиоз новейших технологий и устройств управления ими, основанных на сетевой архитектуре, интернет-вещах и цифровых информационных системах.

В связи с цифровой экономикой в научных кругах и обществе часто стал употребляться термин умный – smart. Что же это такое?

В англо-русском словаре smartрезкий, сильный (удар). В другом смысле, в котором чаще всего употребляется этот термин, это мнемоническая аббревиатура следующих английских слов:

Specific (конкретный) – что мы хотим получить?

Measurable (измеримый) – как будет оцениваться полученный результат?

Attainable, Achievable (достижимый) – за счет чего планируется получить результат?

Relevant (realistic) (актуальный) – реально ли получение поставленной цели?

Time-bound (ограниченный во времени) – определение времени достижения цели.

То есть при дословном толковании термина в соответствии с аббревиатурой нужно понимать, это интеллектуальная технология, которая решет конкретную цель с измеряемыми критериями оценки, достижимая как актуальная значимая для общества задача, исполняемая в заданный срок. Однако часто термин «smart» толкуется несколько шире. Под умным объектом: вещь, дом, город и т.д. понимается объект с цифровой, интеллектуальной активно-адаптивной информационной системой контроля, мониторинга, диагностики, управления и принятия решения. Одним из общественно значимых проектов в этой связи может проект умного города.

Умный город – это сложная техноэкосистема людей, процессов, политики, технологий, городского хозяйства, инфраструктуры, базы данных, сервисов, приложений и других факторов, работающих вместе для поддержания устойчивого комфортного образа жизни горожан в доброжелательной для людей окружающей среде. Это политико-административные системы, администрирование, мобильность, сети, сооружения, здания, инфраструктурные объекты, большие и открытые данные, услуги и финансирование, коммуникации (связь), жилье, энергетика, водоснабжение, уборка отходов, здоровье, образование, рекреация и спорт, культура, транспорт.

Город можно представить как интеллектуальную активно-адаптивную сеть в виде совокупности автономных ячеек – узлов (отраслей), объединенных общими связями – сетями различной природы. Ячейки-узлы системы это активно-адаптивные микросети на базе группы потребителей-поставщиков различных услуг, связанных между собой. По сути в каждом узле сети может происходить производство, использование, потребление, обмен, транспорт и хранение различных ресурсов. Сетевую архитектуру сети можно рассматривать как двухмерную структуру с многочисленными связями узлов между собой, состоящей из общественных структур, технологических установок, устройств и сооружений с известными параметрами с заданными граничными условиями. Граничные условия включают в себя также требования к результату, то есть к целевой функции. Поставленные цели при этом должны достигаться с минимальным расходом ресурсов, с получением заданных показателей не ниже некоторых заданных величин.

За всеми процессами должен происходить контроль, мониторинг, диагностика и управление посредством с помощью современных компетенций на базе информационных технологий. Ясно, что мониторинг и принятие решения должны осуществляться интеллектуальным «умным» активно-адаптивным центром управления, технологической основой которого являются цифровые информационные технологии. В основе такого управления лежит концепция минимизации транзакционных издержек. Для решения всех проблем реализации целевых функций необходимо разработать ее математическую модель, разработать и исследовать алгоритмы решений и составить программные продукты. Это позволит в полной мере, используя методы и средства информационных технологий, находить оптимальные решения с учетом граничных условий и ограничений.

Подход к решению проблемы умный город может быть двоякий:

  1. Отраслевой. Взяться за внедрение современных интеллектуальных технологий в отдельных отраслях городского хозяйства, решая при этом частные задачи этих отраслей. Такое решение проблемы создает иллюзию решения проблемы умный город, так как известно, что локальная оптимизация подсистемы большой системы, может дать отрицательный результат для всей системы в целом.
  2. Системный. Подойти к решению задачи системно, сформулировав общую концепцию решения.

Для повышения эффективности «умного города» необходимы системные решения, а не попытка лечения симптомов. Это должно привести к сокращению количества чиновников на всех уровнях, уменьшению коррупции, повышению эффективности и скорости принятия решения. Это требует разработки системы мониторинга, обработки получаемой информации и интеллектуального управления состоянием всего городского социально-экономического комплекса. Для принятия решений, поддерживающих устойчивое функционирование всей системы в целом, необходимо в режиме on-line производить обработку всей информации как внешней, так и внутренней, Управляющие решения должны приниматься в интересах социально-экономического развития и граждан, и территории.

Оперативность и точность при принятии решений во многом зависит от состояния общего информационного поля. Условия поставки всех ресурсов, состояние транспортных систем, исполнение технологий, тарифы, оплата, параметры и исполнение регламентов, системы учета, уровень персонала, его работа и т.д. являются предметом мониторинга для лиц, принимающих решения. Проведенный системный анализ тенденций и особенностей развития системы управления показывает, что для реализации задач принятия решения необходимо следующее:

  • Создание и постоянное совершенствование системы мониторинга, обеспечивающего получение достоверной информации о техническом состоянии и финансово-экономических показателях субъектов регулирования путем формирования необходимого информационного ресурса на базе ведомственной отчетности и аудита.
  • Комплексный анализ экономической обоснованности затрат, включаемых в структуру себестоимости продукции; ценовой анализ рынков сбыта; анализ тенденций динамики финансово-экономических показателей деятельности субъектов регулирования.
  •  Обучение и повышение квалификации специалистов по вопросам менеджмента на базе современных информационных технологий с учетом опыта функционирования подразделений территории.

Указанная деятельность должна осуществляться с использованием организованных на уровне отдельных субъектов регулирования систем управления, включающих подсистемы:

  • сбора информации о технологической деятельности и показателях финансово-экономического состояния;
  • хранения получаемой информации в рамках комплексных баз данных, предусматривающих возможность иерархической системы обмена данными с учетом обеспечения защиты коммерческой тайны;
  • обработки и анализа баз данных для принятия решений.

Реализация указанной системы предусматривает выполнение работ по созданию идеологии, схем построения, разработки программного обеспечения, поставке и монтажу оборудования и специальных технических средств, обучению пользователей. При этом создаваемая система должна обеспечивать возможность ее модификации и адаптации к изменяющимся условиям и требованиям. В этой связи создание системы мониторинга в реальном времени за состоянием всех элементов, контроль за режимами их работы, как в целом, так и отдельных предприятий – сложная и актуальная проблема, имеющая большое значение для повышения эффективности экономики. В связи с неоднозначностью возможных ситуаций и сложностью принятия решений, подобная система должна быть реализована по принципу интеллектуальных цифровых активно-адаптивных информационно-управляющих систем, предполагающих наличие человека как лица, принимающего решение о выдаче необходимых управляющих команд.

В случае стандартных ситуаций, которые имеют утвержденные регламенты и протоколы, требующие однозначной реакции, подобная система должна иметь функции автоматического управления, которые задействованы там, где участие человека не требуется. В этом случае за лицом, принимающим решение, остается только функция регистратора и наблюдателя. Когда же возникает нестандартная ситуация в дело включается команда кризис-менеджеров, которые разрешают проблему. Система должна быть построена на принципах адаптации и самообучения, чтобы в случае повторения подобной ситуации все работало без участия человека автоматически. Такой подход к созданию подлинного интеллектуального «умного города» позволит сократить количество чиновников в разы, что приведет к кардинальному снижению коррупции и повысит качество принимаемых решений.

Для успешной реализации обработки поступающей информации необходимо упорядочить параметры в форме иерархии и классифицировать по степени важности для обобщенного показателя устойчивости.

В состав системы входят:

  • внешние аппаратно-программные модули наблюдения управления;
  •  единый банк данных, содержащий обрабатываемую информацию;
  • ядро системы – программные модули обработки информации и расчета;
  • пользователь системы.

В предлагаемой концепции системы мониторинга и управления основным показателем, характеризующим устойчивость работы системы, является «Комплексный показатель устойчивости», состоящий из субпоказателей и параметров, характеризующих состояние отдельных подсистем управляемой системы.

Для разработки информационно-управляющей системы мониторинга и управления «умного города» на основе интегрального показателя устойчивости необходимо:

  • Обоснование и разработка «Комплексного показателя устойчивости», субпоказателей и параметров, характеризующих состояние всех элементов системы.
  • Разработка информационного и программного обеспечения по объектно-ориентированному принципу, обеспечение возможности простого расширения и сопровождения системы с использованием нейропрограмирования.
  • Применение современных аппаратно-программных систем слежения, поддерживающих сетевое взаимодействие по технологиям и протоколам, соответствующим требованиям современных информационных технологий.
  • Создание пользовательского интерфейса, ориентированного на простое и понятное представление о режимах функционирования управляемой системы и окружающей среды.

Приведенная концепция информационно-управляющей системы может быть использована при разработке концепции «умного города» и будет способствовать дебюрократизации общества и создания комфортных условий проживания для городских жителей.

Переход от отраслевой системы управления, построенной по иерархическому принципу к концепции «умного города», основанной на современной интеллектуальной цифровой активно-адаптивной системе с использованием концепции системы мониторинга и управления на основе «Комплексного показателя устойчивости», – важная задача перехода к цифровой экономике.

Как отметила Н.Касперская на Парламентских слушаниях в Госдуме 12.03.2018, важно помнить о следующих правилах:

  • Идти не за хайпом, а от реальных потребностей общества, бизнеса и государства.
  • Идти не от модной «технологии», а от продукта, внедрять не «технологии», а средства повышения производительности, прозрачности управления.
  • Не торопиться внедрить что угодно на пике популярности и моды, а ждать «плато производительности» новых продуктов и платформ.
  • Помнить о цифровом суверенитете, как необходимом условии внедрения любых технологий.

Хотите читать больше подобных новостей?

Подпишитесь на электронную рассылку!

Свежий выпуск РЭЭ с доставкой прямо в почтовый ящик