Управление жизненным циклом города: цифровые модули и БПЛА

Ученые БГТУ им. В. Г. Шухова под руководством заведующего кафедрой экспертизы и управления недвижимостью, кандидата технических наук Андрея Наумова разрабатывают технологию цифровой модульной прототипизации и управления жизненным циклом города с использованием беспилотных авиационных систем. Система создается и поддерживается за счет государственной программы «Приоритет-2030».

В чем суть разработки

Цель проекта — создать цифровую модель города. Благодаря модульности разработки каждый элемент— территория, недвижимость, ресурсы, конфликтные ситуации — программируется и подключается к уже действующей модели, которая растет и развивается силами управляющего и в процессе управления становится умнее и производительнее. Кроме этого, при создании и наполнении модели информацией, без которой она неэффективна, используются системы её автоматического сбора и обработки, модель наполняется и функционирует автономно, но каждому участнику процесса городского управления в ней отводится своя роль и управленческие полномочия.

Результатом реализации проекта станет цифровая модель города, работающая в режиме советника-консультанта управляющего, обеспечивая его необходимой информацией о текущем состоянии городских активов и проблем, анализом возникших и, что особенно важно, прогнозируемых проблемных ситуаций в технической, организационной, общественной жизни города, советами по их эффективному разрешению и мониторингом реализации исправлений и улучшений городской жизни и деятельности. Городской управляющий и его разноуровневые ассистенты получают в свое распоряжение актуальную, самостоятельно функционирующую, всегда готовую дать хороший совет и организовать его исполнение цифровую среду повседневной профессиональной деятельности.

«Система анализирует варианты развития текущей или грядущей конфликтной ситуации, устанавливает степень и показатели критичности ее развития для городской жизни, предлагает пути ее решения на основе имеющихся возможностей города, советует, где и в чем привлечь дополнительные ресурсы для окончательного решения задачи. Это похоже на большую шахматную партию длиною в жизнь, где городские ресурсы — конфликтующие фигуры, а городская среда — доска с правилами, а целью игры является не только победа, но и поддержание на каждом ходу убедительного преимущества над соперником», — рассказал руководитель проекта Андрей Наумов.

Сейчас специалисты вуза разрабатывают методики информационного наполнения цифровой модели, в том числе с помощью современного высокоточного и скоростного оборудования городского мониторинга.

«Мы создаем конструктор городских элементов и ситуаций, позволяющий добавлять, программировать, обновлять в модели участников, ресурсы, анализируемые проблемы, что позволит модели динамично развиваться вместе с растущим городом и его расширяющейся средой. Используем огромный опыт и доступные наработки коллег вуза, занимающихся моделированием и анализом технических коммуникаций и ресурсопотоков города —транспортных, технологических, жизнеобеспечивающих, — выбираем описывающие эти взаимодействие модели и алгоритмы, анализируем возможности их использования в проектируемой системе. Ключевой решаемой задачей является создание удобной сигнальной среды управляющего городом, оперативно информирующей его о потенциальном городском конфликте или области повышенного внимания знаками, цветом, анимацией и другими медийными приемами на цифровой карте территории», — подчеркнул один из разработчиков проекта, старший преподаватель Александр Долженко.

Также в проекте участвуют кандидат экономических наук Роман Абакумов, кандидат технических наук Мария Суворова, ассистенты Иван Сиденко и Константин Старченко.

Как возникла идея

Управляющий современным городом вынужден практически вручную анализировать огромное количество информации о текущей деятельности и жизни поселения, технических сведений о работе и эксплуатации его инженерных систем и оборудования, проектировать и предугадывать возникающие конфликты и сбои или оперативно их разрешать в острейшем временном и ресурсном цейтноте.

Предложение разработчиков проекта заключается в объединении всех связанных с городской повседневностью информационных потоков в общую систему анализа и информирования, позволяющую не только удобно и информативно присматривать за жизнью и деятельностью города, но и ежедневно формировать приоритетные задачи для городских служб, поддерживающих комфорт, порядок и безопасность горожан.

Есть ли аналоги

Шуховские ученые провели большую исследовательскую и экспериментальную работу по изучению, созданию, совершенствованию ключевых элементов системы цифрового управления городом — устройств и аппаратов сбора исходной информации, включая самые современные и эффективные, алгоритмов пространственного и ресурсного взаимодействия элементов города, методик современной технической оценки безопасности зданий и сооружений, информационного моделирования объектов строительства.

Работы выполнялись в рамках внутривузовских и внешних программ развития научно-исследовательской деятельности, неоднократно выносились на отраслевое публичное обсуждение научными публикациями и конференционными докладами, результаты внедрялись совместно с индустриальными партнерами — профильными предприятиями и организациями Белгородчины, Чукотского автономного округа, Иркутской области, представлены в диссертационных исследованиях ученых вуза в сотрудничестве с ведущими строительными университетами страны.

Кому полезна разработка

Цифровая модель города поможет городской администрации (мэру, сити-менеджеру) эффективно управлять территорией поселения, получая цифровые советы по наилучшему использованию городских ресурсов, организации потоков, решению конфликтов и созданию комфортных и безопасных условий жизни горожан.

Развитие проекта

Сейчас и в ближайшее время — этапы создания, отладки и первичного наполнения системы информацией. Планируется пилотное внедрение системы в управление небольшим российским городом, чтобы количество участников городской жизни и масштабы событий не превышали те, которые позволят комплексно протестировать работоспособность и подтвердить эффективность принимаемых управленческих решений, а пилотирование системы не потребовало бы больших усилий и организованной группы специалистов.

Протестированный и отлаженный прототип системы, зарекомендовавший себя в консультировании управляющего небольшим городом, может в дальнейшем за счет модульности и неограниченной масштабируемости использоваться при управлении любым российским городом, заинтересованным в цифровизации деятельности своей администрации.