«Умные города» и «Будущий Интернет»: на пути сотрудничества с открытыми инновациями

Smart Cities and the Future Internet:
Towards Cooperation Frameworks for Open Innovation

Hans Schaffers, Nicos Komninos, Marc Pallot,
Brigitte Trousse, Michael Nilsson, Alvaro Oliveira

В настоящее время города сталкиваются со сложными проблемами для достижения целей, касающихся социально-экономического развития и качества жизни. Концепция «умных городов» - это ответ на эти вызовы. В этой статье рассматриваются «умные города» как окружающая среда открытых и ориентированных на пользователей инноваций для экспериментов и проверки будущих интернет-сервисов. Основываясь на анализе нынешнего ландшафта экспериментальных программ интеллектуального города, исследования и проекты Future Internet, основанные на экспериментальных исследованиях в области Living Labs, могут быть определены общие ресурсы в области исследований и инноваций, которые могут использоваться в открытых инновационных средах. Эффективное совместное использование этих общих ресурсов с целью создания городских и региональных инновационных экосистем требует наличия устойчивых партнерских отношений и стратегий сотрудничества между основными заинтересованными сторонами.

1. Введение

Концепция «умных городов» привлекла значительное внимание в контексте политики городского развития. Интернет и технологии широкополосной сети как средства электронных услуг становятся все более важными для развития городов, в то время как города все чаще принимают на себя ведущую роль в качестве инновационных факторов в таких областях, как здравоохранение, интеграция, окружающая среда и бизнес. Поэтому возникает вопрос о том, как города, окружающие регионы и сельские районы могут развиваться в направлении устойчивых открытых и ориентированных на пользователей инновационных экосистем, чтобы ускорить будущие интернет-исследования и эксперименты для пользовательских услуг и как они могут ускорить цикл исследований, инноваций и принятия в реальных условиях. В этом документе особое внимание уделяется рамкам сотрудничества, которые объединяют такие элементы, как будущие интернет-стенды и среды Living Lab, которые создают и стимулируют такие инновационные экосистемы.

Отправной точкой является определение, в котором говорится, что город можно назвать «умным», когда инвестиции в человеческий и социальный капитал и традиционная (транспортная) и современная (ИКТ) коммуникационная инфраструктура обеспечивают устойчивый экономический рост и высокое качество жизни, мудрое управление природными ресурсами, посредством участия правительства ». Это целостное определение прекрасно уравновешивает различные экономические и социальные требования, а также потребности, связанные с городским развитием, а также охватывают периферийные и менее развитые города. В нем также подчеркивается процесс восстановления экономики для целей благосостояния и благосостояния. Во-вторых, эта характеристика неявно основывается на роли Интернета и Web 2.0 в качестве потенциальных стимулов создания городского благосостояния посредством участия общественности в решении горячих социальных проблем, таких как энергоэффективность, окружающая среда и здоровье.

Если до сих пор роль городов и регионов в инновациях, основанных на ИКТ, в основном была сосредоточена на развертывании широкополосной инфраструктуры, то сейчас ключевым приоритетом становится стимулирование приложений на основе ИКТ, повышающих качество жизни граждан. В качестве следующего шага потенциальная роль городов как инновационной среды приобретает признание. Нынешняя программа Европейской комиссии FP7-ICT и CIP ICT-PSP стимулируют экспериментирование в концепции интеллектуальных городов как пилотирование открытой инновационной среды, ориентированной на пользователя. Неявная цель таких инициатив состоит в том, чтобы мобилизовать города и городские районы, а также сельскую и региональную среду в качестве агентов для перемен и как среду «демократических инноваций». Все чаще города и городские районы рассматриваются не только как объект инноваций, но и как инновационные экосистемы, расширяющие возможности коллективной разведки и совместного создания сообществ пользователей и граждан для разработки инновационных жизненных и рабочих сценариев.

Партнерства и четкие стратегии сотрудничества между основными заинтересованными сторонами необходимы для обмена исследовательскими и инновационными ресурсами, такими как экспериментальные технологические платформы, новые инструменты ИКТ, методологии и ноу-хау, а также сообщества пользователей для экспериментов по будущим интернет-технологиям и приложениям электронного обслуживания. Общие, общие исследовательские и инновационные ресурсы, а также модели сотрудничества, обеспечивающие доступ к таким ресурсам, станут будущим основой городских инновационных сред для использования возможностей, предоставляемых будущими интернет-технологиями. В настоящем документе рассматриваются три перспективы, чтобы изучить условия для достижения этой задачи.

Первая перспектива будущих интернет-исследований и экспериментов представляет собой технологический и долгосрочный вклад в развитие городских инновационных экосистем. Города и городские районы обеспечивают потенциально привлекательную среду тестирования и проверки. Тем не менее, существует широкий разрыв между технологической ориентацией будущих исследований в Интернете и потребностями и амбициями городов (например, такой сервис: адресная книга Москвы). Следовательно, вторая перспектива состоит из политики развития городов. Гражданские политики, граждане и предприятия в первую очередь заинтересованы в конкретных и краткосрочных решениях, содействуя созданию бизнеса, стимулированию МСП и социальному участию. В то время как многие города инициировали инновационные программы ИКТ для стимулирования деловых и общественных применений, в настоящее время решающее значение имеет расширение масштабов пилотных проектов для широкомасштабного реального развертывания. Таким образом, третья перспектива - это концепция открытых и управляемых пользователями инновационных экосистем, которые близки интересам и потребностям городов и их заинтересованных сторон, включая граждан и предприятий, и которые могут сократить разрыв между краткосрочными приоритетами развития городов и долгосрочные технологические исследования и эксперименты.

Ключевой задачей является разработка рамок сотрудничества и синергетических связей между будущими интернет-исследованиями, политикой городского развития и открытыми инновациями, основанными на пользователях. Элементы таких рамок включают совместное использование и доступ к различным наборам ресурсов знаний и экспериментальных средств; используя инновационную политику закупок для согласования развития технологий и проблем общества; и создание открытых инновационных моделей для создания устойчивого сотрудничества. Концепция открытых и ориентированных на пользователей инноваций выглядит хорошо, чтобы служить в качестве посреднической, поисковой и игровой площадки, объединяющей будущие интернет-толчок и градостроительную политику в рамках циклов экспериментов и инноваций, ориентированных на спрос. Инновационные экосистемы Living Labdriven могут развиваться, чтобы стать ядром экосистемы «4P» (Public-Private-People-Partnership), предоставляя гражданам и предприятиям возможности совместно создавать, исследовать, экспериментировать и проверять инновационные сценарии на основе технологических платформ, таких как Future Internet экспериментальные установки с участием МСП и крупных компаний, а также заинтересованные стороны из разных дисциплин.

2 Проблемы городского развития

В начале 1990-х годов фраза «умный город» была придумана для обозначения того, как городское развитие обращается к технологии, инновациям и глобализации. Всемирный фонд интеллектуальных сообществ выступал за использование информационных технологий для решения задач городов в глобальной экономике знаний. Тем не менее, недавний интерес к умным городам можно объяснить сильной заботой об устойчивости и появлением новых интернет-технологий, таких как мобильные устройства (например, смартфоны), семантическая сеть, облачные вычисления и Интернет вещей (IoT), продвигающих пользовательские интерфейсы реального мира.

Концепция умных городов, видимая с точки зрения технологий и компонентов, имеет некоторые специфические свойства в более широких кибер-цифровых, умных, интеллектуальных городах. Он фокусируется на последних достижениях в области мобильных и повсеместных вычислений, беспроводных сетей, промежуточного программного обеспечения и агентных технологий, поскольку они внедряются в физические пространства городов. Акцент на интеллектуальных встроенных устройствах представляет собой отличительную характеристику интеллектуальных городов по сравнению с интеллектуальными городами, которые создают территориальные инновационные системы, объединяющие наукоемкие мероприятия, институты сотрудничества и обучения и веб-приложения коллективного интеллекта.

Новая пространственность городов - несколько концепций

Кибер-города, из киберпространства, кибернетики, управления и контроля на основе информации обратной связи, городского управления; но также означает отрицательные / темные стороны киберпространства, киберпреступность, отслеживание, идентификацию, военный контроль над городами.

Цифровые города, от цифрового представительства городов, виртуальных городов, цифровой метафоры городов, городов аватаров, городов второй жизни, симуляции (сим) города.

Интеллектуальные города, новый интеллект городов, коллективный интеллект граждан, распределенная разведка, краудсорсинг, онлайн-сотрудничество, широкополосная связь для инноваций, социальный капитал городов, совместное обучение и инновации, инновации, ориентированные на людей.

Умные города, от смартфонов, мобильных устройств, датчиков, встроенных систем, интеллектуальных сред, интеллектуальных счетчиков и приборов, поддерживающих интеллект городов.

Предполагается, что интеллектуальные городские решения с помощью приборов и взаимосвязи мобильных устройств, датчиков и исполнительных механизмов, позволяющие собирать и анализировать данные в реальном масштабе времени, будут способствовать улучшению прогнозирования и управления городскими потоками, а также города вперед. Умные и интеллектуальные города обладают этим потенциалом модернизации, поскольку они не являются событиями в киберпространстве, а интегрированными социальными, физическими, институциональными и цифровыми пространствами, в которых цифровые компоненты улучшают функционирование социально-экономической деятельности и управление физическими инфраструктурами городов , а также усугубляет проблемы развития городских сообществ.

Самой неотложной задачей умных городских сред является решение проблем и приоритетов развития городов в глобальном и инновационном мире. Недавние публичные консультации, проведенные Европейской комиссией по основным проблемам городского и регионального развития в ЕС, определили три основных приоритета будущей политики сплочения после 2013 года. Похоже, что конкурентоспособность останется в центре политики сплочения, в частности, исследования, инновации и совершенствование навыков продвижения экономики знаний. Активная политика на рынке труда является главным приоритетом для поддержания занятости, укрепления социальной сплоченности и снижения риска бедности. Другими горячими социальными проблемами являются устойчивое развитие, сокращение выбросов парниковых газов и повышение энергоэффективности городской инфраструктуры. Ожидается, что решения Smart City будут решать эти проблемы, поддерживать инновационную экономику и богатство городов, поддерживать занятость и бороться с бедностью посредством создания рабочих мест, оптимизации использования энергии и использования воды и экономии, а также предоставления более безопасных городов. Однако для достижения этих целей городские власти должны предпринимать инициативы и стратегии, которые создают физико-цифровую среду интеллектуальных городов, реализуют полезные приложения и электронные услуги и гарантируют долгосрочную устойчивость интеллектуальных городов посредством жизнеспособных бизнес-моделей.

Первой задачей, которую должны решить города, стало создание богатой среды широкополосных сетей, поддерживающих цифровые приложения. Это включает в себя: (1) развитие широкополосной инфраструктуры, объединяющей кабельные, оптические и беспроводные сети, обеспечивающие высокую пропускную способность и пропускную способность для граждан и организаций, расположенных в городе, (2) обогащение физического пространства и инфраструктуры городов со встроенными системы, интеллектуальные устройства, датчики и приводы, предлагающие управление данными в реальном времени, оповещения и обработку информации и (3) создание приложений, позволяющих собирать и обрабатывать данные, веб-сотрудничество и актуализацию коллективного интеллекта граждан. Последние разработки в области облачных вычислений и появляющегося Интернета «Вещи», открытые данные, семантические сети и будущие медиатехнологии могут многое предложить. Эти технологии могут обеспечить экономию от масштаба в инфраструктуре, стандартизацию приложений и решения «под ключ» для программного обеспечения как услуги, которые резко сокращают затраты на разработку, одновременно ускоряя кривую обучения для работы смарт-городов.

Вторая задача состоит в том, чтобы инициировать широкомасштабные инновационные процессы, основанные на участии, для создания приложений, которые будут запускать и улучшать каждый сектор деятельности, городской кластер и инфраструктуру. Все виды экономической деятельности и коммунальных услуг города можно рассматривать как инновационные экосистемы, в которых граждане и организации участвуют в разработке, поставке и потреблении товаров и услуг. На рисунке 1 представлены три ключевые области потенциальных интеллектуальных городских приложений в областях инновационной экономики, инфраструктуры и коммунальных услуг и управления.

Рисунок 1. Области применения смарт-городов

Будущие исследования и технологии в области средств массовой информации предлагают ряд решений, которые могут работать параллельно с Интернетом вещей и встроенными системами, предоставляя новые возможности для управления контентом. Медиа-интернет-технологии находятся на перекрестке цифрового мультимедийного контента и интернет-технологий, которые охватывают средства массовой информации, предоставляемые через интернет-сетевые технологии, а также средства массовой информации, которые генерируются, потребляются, совместно используются и имеют опыт работы в Интернете. Технологии, такие как контент и контекстное слияние, захватывающие мультисенсорные среды, контент на основе местоположения, зависящий от местоположения и контекста пользователя, приложений дополненной реальности, открытых и интегрированных платформ для хранения и распространения контента, создают почву для новых электронных услуг в рамках инновационные экосистемы городов.

Спрос на электронные услуги в доменах, обозначенных на рисунке 1, растет, но не прерывается. Существует критический разрыв между программными приложениями и предоставлением электронных услуг с точки зрения устойчивости и финансовой жизнеспособности. Не все приложения превращаются в электронные службы. Те, кто преуспевают в устранении пробелов, полагаются на успешные бизнес-модели, которые превращают технологические возможности в инновации, обеспечивают непрерывный поток данных и информации и предлагают полезные услуги. Именно здесь вступает в действие третья задача для городских властей - создание бизнес-моделей, которые поддерживают долгосрочную работу интеллектуальных городов. На сегодняшний день среда для приложений и их бизнес-моделей была очень сложной, с ограниченными решениями, доступными «с полки», большим количеством экспериментов и множеством сбоев. В настоящее время в городах существует проблема стандартизации основных строительных блоков интеллектуальных / интеллектуальных городов с точки зрения приложений, бизнес-моделей и услуг. Стандартизация резко сократит расходы на разработку и обслуживание электронных услуг за счет сотрудничества, обмена и совместного использования ресурсов между населенными пунктами. Сообщества с открытым исходным кодом могут также существенно способствовать обмену передовыми методами и открытыми решениями.

Нынешнее исследование интеллектуальных городов частично определяется вышеуказанными приоритетами современного городского развития и управления городами. Крупные компании в секторе ИКТ, такие как IBM, Cisco, Microsoft, активно участвуют в формировании повестки дня исследований и вносят свой вклад. Исследования ЕС в контексте программ FP7 и CIP также направлены на стимулирование более широкого использования инновационных услуг на основе ИКТ для интеллектуальных городов, связывания интеллектуальных городов с инновациями, основанными на пользователях, будущих интернет-технологий и экспериментальных установок для изучения новых приложений и инновационных сервисов.

Технологический толчок по-прежнему остается доминирующим в реальной повестке дня исследований. Недавнее исследование Forrester гласит, что интеллектуальные городские решения в настоящее время являются более продвинутыми, чем городское правительство. Тем не менее, исследование указывает, что «умные городские решения должны начинаться с города, а не умного». Позитивное влияние доступных интеллектуальных городских решений на европейские города пока не продемонстрировано, и не были разработаны необходимые механизмы финансирования и бизнес-модели для их устойчивости. Создание рынка является первоочередной задачей. Инновационные экосистемы для «умных городов» должны определяться с точки зрения приложений, услуг, финансовой инженерии и партнерских отношений. Это поможет городам обеспечить финансирование, определить потоки доходов, партнерские отношения между государственным и частным секторами и открыть публичные данные до разработчиков, а также сообществ пользователей. Поскольку главной задачей, стоящей перед европейскими городами, является обеспечение высокого уровня жизни через инновационную экономику, умные города должны разработать новые пути для улучшения местных инновационных экосистем и экономики знаний в целом.

Использованные источники

1.    Kroes, N.: European Commissioner for Digital agenda, The critical role of cities in making the Digital Agenda a reality. Closing speech to Global Cities Dialogue Spring Summit of Mayors Brussels, 28 May (2010)

2.    Caragliu, A., Del Bo, C., Nijkamp, P.: Smart cities in Europe. Series Research Memoranda 0048. VU University Amsterdam, Faculty of Economics, Business Administration and Econometrics (2009)

3.    Eurocities: Strategic Policy Paper on Broadband in Cities (2010)

4.    Eurocities: Cities and Innovation in Europe. Discussion paper (2010)

5.    Von Hippel, E.: Democratizing Innovation. The MIT Press, Cambridge (2005)

6.    Gibson, D.V., Kozmetsky, G., Smilor, R.W. (eds.): The Technopolis Phenomenon: Smart Cities, Fast Systems, Global Networks. Rowman & Littlefield, New York (1992)

7.    WFSC: Smart Communities, smartcommunities.org/about.htm

8.    Komninos, N.: Intelligent Cities: Innovation, knowledge systems and digital spaces. Taylor & Francis, London and New York (2002)

9.    Komninos, N.: Intelligent Cities and Globalisation of Innovation Networks. Routledge, London and New York (2008)

10.    Chen-Ritzo, C.H., Harrison, C., Paraszczak, J., Parr, F.: Instrumenting the Planet. IBM Journal of Research & Development 53(3), 338–353 (2009)

11.    European Commission: Growing Regions, Growing Europe: Fifth progress report on economic and social cohesion. European Commission COM(2008) 371 final (2008)

12.   European Commission: Future Media Internet: Research challenges and road ahead. DG Information Society and Media, Luxembourg, Publications Office of the European Union (2010)

13.    European Commission: Future Media Networks: Research challenges 2010. DG Information Society and Media, Luxembourg, Publications Office of the European Union (2010)

14.    Belissent, J.: Getting clever about smart cities: New opportunities require new business models. Forrester for Ventor Strategy Professionals (2010)

15.    European Commission, DG INFSO: Future Internet Research and Experimentation (September 2010)

16.    Chesbrough, H.W.: Open Innovation: The New Imperative for Creating and Profiting from Technology. Harvard Business School Press, Boston (2003)

17.    O’Reilly, T., Battelle, J.: Web Squared: Web 2.0 Five Years On. Special Report, Web 2.0 Summit, Coproduced by O’Reilly & Techweb (2009)

18.    European Commission, DG INFSO: Advancing and Applying Living Lab Methodologies (2010)

19.    Ballon, P., Pierson, J., Delaere, S., et al.: Test and Experimentation Platforms for Broadband Innovation. IBBT/VUB-SMIT Report (2005)

20.    Pallot, M., Trousse, B., Senach, B., Scapin, D.: Living Lab Research Landscape: From User Centred Design and User Experience Towards User Cocreation. Position Paper, First Living Labs Summer School (www-sop.inria.fr/llss2010/), Paris (August. 2010)

21.    Schaffers, H., Garcia Guzmán, J., Navarro, M., Merz, C. (eds.): Living Labs for Rural Development. TRAGSA, Madrid (2010), c-rural.eu

22.    Porter, M.: The Competitive Advantage of Nations. Free Press, New York (1990)