Nadchodzą smart cities – miasta przyszłości. Jak automatyka zmienia globalny krajobraz?

Kilka tygodni temu minister transportu i infrastruktury Korei Południowej ogłosił, że eksport smart cities ma w najbliższych latach stać się kluczowym elementem gospodarki kraju. Sama Korea od lat testuje inteligentne rozwiązania w swoich miastach, a teraz jest gotowa rozlać tę ideę na resztę globu. Chętnych nie brakuje – w pierwszej turze programu zostanie zrealizowanych 41 projektów w 23 państwach.

Od pucybuta do milionera

Jak to się mówi – potrzeba matką wynalazku. Pogrążone w skrajnej biedzie po wojnie koreańskiej społeczeństwo odbiło się od dna w bezprecedensowym tempie – krajowi potrzebnych było tylko 15 lat, aby potroić swoje PKB i niewiele więcej, aby na dobre rozsiąść się w grupie najważniejszych światowych graczy. Co Koreańczycy zaoferowali światu? Innowacyjne technologie w różnych branżach. Wraz z bogaceniem się społeczeństwa pojawiły się jednak nowe wyzwania – na przełomie wieków ponad 10-milionowy Seul tonął w smogu i korkach, a mieszkańcy Daegu na południowym wschodzie kraju żyli w strachu przed szkodami spowodowanymi częstymi klęskami naturalnymi. W poszukiwaniu rozwiązań dla nowo powstałych problemów nie szukano daleko – miasta oddano pod opiekę inteligentnej automatyki.

Inteligentny budynek rozpoczyna się od inteligentnego dostępu

Zamki na kod, NFC lub odcisk palca powoli zyskują w Polsce na popularności i stanowią jeden z filarów systemu dostępu Loxone. Czasem podejście klientów bywa sceptyczne ze względu na obawy o bezpieczeństwo takiego rozwiązania, jednak nie mają one uzasadnionych podstaw.

W Korei takie rozwiązanie rozprzestrzeniło się na początku lat 2000 i obecnie nie znajdziemy już mieszkania, restauracji czy sklepu wyposażonego w konwencjonalne zamki. Również hotele operują praktycznie wyłącznie wysyłając gościom kod dostępu lub wirtualny klucz na telefon.

Tego typu rozwiązanie dostępowe to ogromny wzrost komfortu użytkowania dzięki prostemu dodawaniu i usuwaniu użytkowników, poprawa bezpieczeństwa dzięki dokładnemu monitoringowi wchodzących osób oraz znaczne ograniczenie kosztów. Dzięki dostępowi Loxone lub integracji innych kompatybilnych rozwiązań, zarządzanie obiektem staje się prostsze, niż kiedykolwiek.

Cyfrowe megalopolis

Jak w metropolii liczącej 25 milionów mieszkańców przekonać ich, aby przesiedli się do komunikacji publicznej, zapewnić im bezpieczeństwo i ostrzegać przed wszelkimi zdarzeniami, które mogą mieć negatywny wpływ na ich życie? Projekt rozpoczęto od rozmieszczenia dziesiątek tysięcy czujników i kamer CCTV w całym mieście, które są odpowiedzialne za zbieranie danych. Połączone są one za pomocą sieci IoT, dzięki czemu informacje są przetwarzane w czasie rzeczywistym przez inteligentny system. Jeśli zajdzie potrzeba poinformowania o czymś mieszkańców, dostaną oni powiadomienie na telefon. Dotyczy to dosłownie dowolnego obszaru życia – ostrzeżenie przed pożarem, kolizją drogową czy nawet przepełnionym autobusem. Ba, jeśli autobus faktycznie jest przepełniony, przedsiębiorstwo transportu miejskiego otrzymuje powiadomienie, aby wysłać na daną trasę kolejne pojazdy.

Czujniki Loxone są podstawą działania systemu – to one odpowiadają za aktywację alarmu czy oświetlenia w naszych budynkach, a dane otrzymywane z nich mogą być wykorzystywane tak naprawdę w dowolny sposób, zależy to tylko od wyobraźni programującego. Nic nie stoi więc na przeszkodzie, aby rozwiązania, które ułatwiają nam codzienne życie w domu czy pracy przenieść na szerszą, miejską skalę.

Oszukać przeznaczenie

Matka natura nie rozpieszcza mieszkańców Korei – od srogich zim i ekstremalnie upalnych lat, przez trzęsienia ziemi, podtopienia i powodzie. Skala ofiar i zniszczeń po każdym takim zdarzeniu wymusiła reakcję rządzących. Czujniki i system bez przerwy zapewniają dane dotyczące poziomu wody w różnych zbiornikach, ruchów płyt tektonicznych czy suszy (analizując porowatość i wilgotność gleby). Oceniają równocześnie ryzyko wystąpienia kataklizmu i informują odpowiedzialne służby. W przypadku zbyt wysokiego poziomu wody, system sam aktywuje pompy i śluzy, aby opróżnić zbiorniki, a desygnowane osoby otrzymują nowe dane przez aplikację mobilną co minutę.

Czujniki dodatkowo wykrywają iskry o wymiarach 40 x 40 pikseli z odległości 20 metrów. Natychmiast wysyłany jest alert do służb i wszystkich osób znajdujących się na danym obszarze. Ponownie jest to rozwiązanie, które można oprzeć na możliwościach systemu automatyki, które znamy z domu. Skoro czujniki mogą powiadomić mieszkańców o dymie lub pożarze w budynku, to można zastosować ten system również w innych okolicznościach. Potrzebna jest naturalnie infrastruktura obejmująca gęstą sieć czujników oraz system, który analizuje informacje oraz podejmuje decyzje na ich podstawie, ale każdy, kto ma do czynienia z Loxone wie, że już mamy te możliwości.

Aby żyło się lepiej

Przecinająca Seul rzeka Han nie tylko zapewnia mieszkańcom miejsce odpoczynku, ale także wodę. Czujniki analizują jej stan 24 godziny na dobę wykrywając śladowe ilości każdej ze 163 substancji uznanych przez Światową Organizację Zdrowia za zanieczyszczenie, a także stale monitorują poziom pH oraz osadu. System samodzielnie uruchamia pompy i aktywuje uzdatnianie wody na podstawie danych dotyczących dostępności wody i zapotrzebowania. W samym 2013 roku pozwoliło to miastu zaoszczędzić 2 miliardy dolarów na kosztach energii. Rozwiązanie na mniejszą skalę przy wykorzystaniu czujników Loxone należy do standardu realizacji naszych partnerów. Obecnie najczęściej monitorowany jest stan wody w popularnych w ostatnim czasie zbiornikach na wodę deszczową, ale ponownie – kwestią programowania i odpowiedniego rozszerzenia infrastruktury jest ekspansja możliwości tego rozwiązania.

Przyszłość jest zielona

Idea koreańskiego smart city zakłada bardzo wysoki wskaźnik zrównoważonego rozwoju i ekologii w życiu codziennym. W miastach pilotażowych osiągnięto 100% recykling wody poprzez budowę inteligentnych oczyszczalni. Dzięki temu rozwiązano też problem ścieków. Rozwiązanie to jest zasilane energią solarną i wodną.

Co więcej, 10% zapotrzebowania na energię pochodzi z elektrowni hydrotermalnych. Reszta ma być pozyskiwana z oszczędnych i efektywnych elektrowni na ogniwa paliwowe. Do roku 2030 20% potrzebnej energii będzie pozyskiwane z odnawialnych źródeł energii, a do roku 2050 kraj ma osiągnąć pełną neutralność klimatyczną. Do końca 2024 roku Seul będzie zaopatrywany w energię pochodzącą z 16 elektrowni geotermalnych, a ich wykorzystanie będzie optymalizowane przez inteligentny system. Do zarządzania przepływem energii wykorzystywany jest system zarządzania energią (EMS) i sztuczna inteligencja. Energia będzie dostarczana tylko na żądanie, a rozbudowana sieć czujników będzie analizować zapotrzebowanie. Dzięki temu do końca tego roku kraj chce osiągnąć prawie 19% spadek zużycia energii w porównaniu z danymi z początku projektu. Wszystkie nowo budowane budynki, a także mieszkania przechodzące renowację mają być wyposażone w inteligentne gniazdka i liczniki. Ograniczą one bezsensowne zużycie energii oraz dostarczą systemowi cenne dane o zapotrzebowaniu i zużyciu, dzięki czemu elektrownie będą pracować w sposób jak najbardziej efektywny.

Proces ten nabiera tempa również w Europie. Dzięki nowym dyrektywom Unii Europejskiej, podobny obowiązek spada na inwestorów w naszym kraju. Loxone posiada potężny system zarządzania energią, który w oparciu o analizę danych w czasie rzeczywistym zarządza zapotrzebowaniem, dostarczaniem energii oraz optymalizacją funkcjonowania poszczególnych urządzeń przy wykorzystaniu najtańszego prądu.

Metropolie takie jak Seul mają ogromne zużycie energii – miliony mieszkańców, gospodarstw domowych, biznesów, reklam, oświetlenie całego miasta… To generuje monstrualne koszty, dlatego też oświetlenie w miastach w wersji smart będzie działać podobnie jak w inteligentnych domach – podyktowane ilością światła naturalnego, obecnością ludzi i wszelkimi innymi czynnikami, które zostaną zaprogramowane. W połączeniu z rosnącym udziałem zielonych elektrowni, plan osiągnięcia zerowej emisji CO2 w ciągu najbliższych 25 lat jest na dobrym torze.

Często mówiąc o realizacjach wykonanych z Loxone mówimy, że skala projektu nie ma znaczenia, ponieważ zdolności inteligentnej automatyki są nieograniczone. Tak naprawdę inteligentne miasto to zbitek setek tysięcy inteligentnych domów z dodatkiem kilku rozwiązań uzupełniających. Koncept jest jednak ten sam.

Miasta, w których żyje nam się wygodniej, prościej, bezpieczniej – czy to mrzonki? Czy ta sama automatyka, która zarządza naszym domem czy biurem może kontrolować wielomilionowe miasto, przyczyniając się do poprawy klimatu, jakości życia i ekologii? Pierwsze inteligentne miasta poza Koreą Południową zostaną oddane do użytku już w tym roku. Projekt zakłada też stworzenie smart cities za naszą wschodnią granicą w ramach powojennej odbudowy Ukrainy. Prace trwają już w Kuwejcie, gdzie koreańskie konsorcjum buduje nowe inteligentne miasto od zera. Efekty już wkrótce.