HomeNet: уютный новый мир

Вы бы хотели жить в городе, в котором люди ездят на беспилотных автомобилях, умные дома сами регулируют микроклимат и заказывают доставку продуктов, охраняя покой своих жильцов, где нет пробок, не бывает аварий в системах водоснабжения и энергетики, новые дома строятся быстро и качественно, а городская планировка радует глаз? Кто-то скажет, что это идиллическая картина, однако энтузиасты создания рынка HomeNetуверены, что она не просто станет реальностью, а уже возникает на наших глазах.

50 лет назад небольшой остров к югу от полуострова Малакка обрел независимость. У островитян не было практически ничего — даже пресной воды и песка для замешивания цемента. Была только коррупция, нищета и враждебно настроенные соседние страны.
А сегодня туристические компании заманивают на этот остров туристов, обещая показать наяву город будущего: да, Сингапур стал одним из самых богатых и высокотехнологичных государств и старается держать эту планку, постоянно внедряя различные ноу-хау, в том числе в области развития своей территории.

Например, недавно здесь построили новый жилой комплекс Clement Canopy, состоящий из двух 40-этажных домов — каждый высотой 140 м. Его отличительная особенность в том, что здания построены по модульной технологии из сборных объемных конструкций. Готовые модули с чистовой отделкой и инженерными сетями (часто даже с мебелью) доставляют прямо на строительную площадку, а дома собираются из них по принципу «Лего». По сравнению с традиционными способами строительства экономия времени составляет 20–30 %, количество строительных отходов сокращается на 70 %, при этом изготовление деталей этого «конструктора» под строгим заводским контролем защищает от возможной ошибки (даже если появляется дефект, его можно тут же устранить). Кроме того, сборка готовых «кубиков» создает гораздо меньше шума и пыли, что практически исключает жалобы от местного населения. ЖК Clement Canopy поставил мировой рекорд по высоте среди модульных конструкций, но вскоре он будет побит: на острове началось строительство двух 200-метровых 56-этажных модульных домов.

Но не надо думать, что такие здания знакомы лишь жителям Сингапура и подобных ему высокотехнологичных кластеров. В России такой подход использовался еще в советские времена и сейчас переживает второе рождение. К примеру, в Москве создается технополис модульного домостроения, рассчитанный на 550 тыс. кв. м жилья в год. По прогнозу замглавы Минстроя РФ Дмитрия Волкова, до 2030 г. модульное многоэтажное домостроение может занять до четверти отечественного строительного рынка.

Строительство по модульным технологиям — лишь один из многих трендов, которые меняют облик человеческих поселений и преобразуют нашу среду обитания. Также это один из важных трендов, отражающих становление мирового рынка HomeNet, под которым подразумевается формирование в ближайшее десятилетие высокотехнологичной экосистемы для комфортной и безопасной жизни и деятельности человека.

Обустраивая жизненное пространство

На протяжении всей истории человечество только и делало, что преобразовывало пространство вокруг себя. Поначалу процесс шел довольно стихийно, а доля сознательного планирования была невелика. В древности города возникали как торговые центры на месте ярмарок, как резиденции правителей со складами-хранилищами припасов и убежищами на случай войны. За редкими исключениями застройка шла хаотично — примеров сознательной политики по созданию городской инфраструктуры в мировых масштабах немного.

К ХХ веку стали преобладать поселения-конгломераты «завод-человек-город», в которых люди стали, по сути, лишь приложением к промышленным производствам. Но к веку XXI все изменилось.

«Трансформация ключевых отраслей провоцирует существенные изменения в типах расселения, градостроительной политике и строительстве… Предприятия больше не нуждаются в большом количестве рабочих рук. Раз нет необходимости в строительстве социального жилья, исчезает и классический тип поселений», — считает генеральный директор венчурного фонда Росатома «Орбита Капитал Партнерз» Евгений Кузнецов.

Процессы автоматизации и роботизации, распределение производства и рост сферы услуг начали превращать города из убежища и места работы в место максимально комфортной жизни.

«Люди не уезжают из мегаполисов потому, что там есть работа. Однако переход к частично или даже полностью удалённой занятости во многих профессиях всё больше становится реальностью. Компании экономят на аренде офисов, а люди ведут более здоровый и комфортный образ жизни, не тратя много времени на транспорт. Соответственно, изменится спрос и предложение в строительной сфере: произойдёт переориентация на малоэтажное частное жильё вместо «человеческих муравейников», к которым мы привыкли», — соглашается профессор Сколковского института науки и технологий (Сколтех), профессор РАН Артем Оганов. По его мнению, трансформация отношений человека со средой своего обитания лишь ускоряется благодаря пандемии COVID-19.

«Жизнь в перенаселенных городах не только некомфортна — она многократно увеличивает риск в эпоху пандемий. Насколько мне известно, в США эпидемия поразила именно бедные городские районы, где очень высокая плотность населения. И наоборот: люди, живущие в пригородах, особо не беспокоятся насчет коронавируса», — также отмечает Артем Оганов.

Формирование и развитие городов нового типа — процесс многофакторный. Он включает:

  • создание рациональной планировки и оптимальных трехмерных пространств;
  • создание эффективной транспортной, инженерно-технической, социальной и производственной инфраструктуры,
  • понимание устремлений и потребностей жителей;
  • появление условий, стимулирующих раскрытие потенциальных возможностей людей и развитие их творческих способностей;
  • создание атмосферы общественной поддержки;
  • формирование экологически, психологически и эстетически комфортной городской среды, поощрение здорового образа жизни и многих других важных качеств.

Нетрудно заметить, что в каждом пункте в центре стоят нужды человека. В Новой программе развития городов, принятой 20 октября 2016 г. на Конференции Организации Объединенных Наций по жилью и устойчивому городскому развитию (Хабитат III), прямо заявлено о приверженности городскому и сельскому развитию, ставящему во главу угла интересы людей: «Мы ˂…> обязуемся содействовать равному распределению возможностей и преимуществ, которые способна предложить урбанизация и которые позволяют всем жителям, независимо от того, живут они в организованных или неорганизованных поселениях, вести нормальную, достойную и приносящую удовлетворение жизнь и полностью реализовать свой человеческий потенциал».

По прогнозу авторов Хабитат III, к 2050 г. число горожан вырастет вдвое. Это актуализирует вопросы устойчивого развития, экологии, безопасности и др.

Рисунок 1. Источник: Департамент по экономическим и социальным вопросам ООН

При этом участники Хабитата III выражают уверенность в том, что города будут скорее решать проблемы, чем создавать их: «Если процесс урбанизации будет разумно спланирован и эффективно организован, он сможет стать значимым инструментом для достижения устойчивого развития как в развитых, так и в развивающихся странах».

Схожие подходы закладываются и в основы градостроительной политики в России. Например, в стандарты комплексного освоения территорий, разработанные компанией «ДОМ.РФ» и конструкторским бюро STRELKA при поддержке Минстроя РФ. В частности, в них заложено, что не менее 20 % жилой застройки должны составлять общественные пространства и инфраструктура.

Эти стандарты имеют рекомендательный характер, однако они разработаны в поддержку федерального проекта «Формирование комфортной городской среды», рассчитанного до конца 2024 г. Его цели — сделать города более комфортными для жителей, повысить на 30 % индекс качества городской среды, вдвое сократить количество городов с неблагоприятной средой, вовлечь граждан в процесс благоустройства, чтобы доля активного населения составляла не менее 30 %, и др.

Новому городу — новый рынок

Эволюция жизненного пространства не происходит сама по себе: она порождает спрос на новые товары, услуги, программные решения. Все вместе они приведут к появлению нового рынка, который в Национальной технологической инициативе принято называть HomeNet. Работу над созданием концепции рынка и его дорожной карты ведет форсайтная группа, объединяющая экспертов и предпринимателей, верящих в то, что Россия может преуспеть в этом направлении. Присоединиться к ней можно в рабочем telegram-чате HomeNet.

«Рынок, название которому мы еще придумываем, на самом деле уже существует. Он уже составляет более 500 млрд долл., а мы — увы! — являемся догоняющей стороной, — комментирует руководитель одного из сегментов Рабочей форсайта HomeNet Павел Милосердов. — Сфера деятельности — вообще вся экосистема существования человека в городах и вне их. Это глубокое проникновение интернета вещей в нашу жизнь, удобство и комфорт повседневного существования. С другой стороны, важно осознавать риски и угрозы развития технологий с точки зрения прав и свобод каждого конкретного человека. А значит, необходимо найти такое решение, которое позволит экосистеме этого NETа приносить пользу людям во всем мире».

Другой участник форсайтной группы HomeNet, Андрей Коваль, подчеркивает всеохватность и глобальные перспективы нового рынка: «Определение HomeNet — это способ взять под контроль эволюцию жилой среды в самом широком ее понимании. Те, кто живет в такой среде, должны самостоятельно определять ее развитие».

Рисунок 2. Источник: форсайтная группа HomeNet

Концепция нового рынка — живой инструмент. Она постоянно меняется, уточняется, становится совершеннее. На сегодняшний день наиболее удачная формулировка гипотезы рынка выглядит так: «Рынок HomeNet — это высокотехнологичная экосистема для комфортной и безопасной жизнедеятельности человека (Smart & Sustainable), базирующаяся на аппаратно-программных решениях, включая цифровые платформы, для проектирования, строительства, эксплуатации и утилизации среды проживания и деятельности человека, в том числе в суровых и неосвоенных природно-климатических зонах, и позволяющая при необходимости обеспечить автономность».

Рабочая группа считает, что важнейшей характеристикой рынка HomeNet станет его человекоцентричность (и это отлично сочетается с трендами, о которых мы говорили выше). Он будет ориентирован прежде всего на конечных потребителей, при этом в нем будет преобладать сетевая бизнес-логика. К 2035 г. объем глобального рынка HomeNet может превысить 100 млрд долл., и не менее 6 % будет составлять российский сегмент.


Рисунок 3. Источник: форсайтная группа HomeNet

Руководитель Рабочей группы форсайта HomeNet Илья Шкабара считает, что HomeNet откроет новые возможности для бизнеса: «В первую очередь это сервисные компании, потому что у нас возникают умные дороги, на которых происходит обмен информацией. Нам нужно прокладывать трассы для дронов внутри городов, строить систему управления воздушным движением. И на этом рынке пока никого нет. Производителей дронов уже достаточно много, в том числе в России, а здесь — еще непаханое поле. У нас есть большие потребности в логистических компаниях, которые хотят снижать фонд оплаты труда и которым интернет-магазины предъявляют совершенно иные требования по скорости доставки, то есть нужна доставка в любую точку за 24 часа, автономная логистика. Беспилотный автотранспорт сделает инфраструктуру для отдыха водителей на трассах совершенно другой. Она станет более разреженной, автоматизированной, она укрупнится. Полтора года назад был озвучен проект создания зарядной инфраструктуры в 30 городах России. И здесь могут возникнуть тысячи рабочих мест для предпринимателей, которые будут создавать эту инфраструктуру. Умные дороги тоже потребуют большого количества людей, которые будут делать это на уровне города, региона. Понадобится объемное 3D-картирование наших городов для полетов дронов — фактически должна быть создана структура транспортных коридоров. В общем, это большой рынок».

По большому счету Илья Шкабара перечисляет основные сегменты будущего рынка. Их можно представить в виде следующей схемы:



Рисунок 4. Источник: форсайтная группа HomeNet

Этажи HomeNet

Вкратце разберем основные характеристики сегментов возникающего рынка.

«Новая мобильность» и «Автономная логистика»

Эти сегменты рынка HomeNet тесно соприкасаются с рынками AutoNet и AeroNet, предполагающими развитие новых транспортных систем, таких как беспилотные электромобили, вакуумные поезда, беспилотные воздушные суда и др. Здесь сфера интересов HomeNet — создание инфраструктуры для новых способов перемещения людей и грузов (в том числе для автономной логистики, подразумевающей создание грузоперевозчиками собственной транспортной инфраструктуры для использования беспилотных средств), а также интеграция этой инфраструктуры в пространство жизни и деятельности человека с максимальным сохранением его комфорта и безопасности.


Рисунок 5. Источник: форсайтная группа HomeNet

Эксперты полагают, что беспилотные автомобили будут массово внедряться в логистику намного быстрее, чем в какую-либо другую отрасль. Во-первых, вопрос ответственности и безопасности менее актуален при перевозке грузов, а не людей, поэтому войти в отрасль проще. Во-вторых, беспилотный транспорт быть использован в закрытых условиях на контролируемых участках (на складах, промышленных площадках).

Применение беспилотного транспорта на автомагистралях пока затруднительно, поскольку нужно обеспечить безопасность для окружающих транспортных средств. Тут интересен эксперимент, который был проведен голландскими логистами в марте 2016 г. Они запустили колонну, в которой первый грузовик являлся ведущим, а остальные машины подстраивались под его параметры с помощью Wi-Fi. Расстояние между автомобилями составляло не более 10 метров, и в целом они успешно прошли дистанцию.

В отличие от закрытых участков и автомагистралей, в логистике «последней мили» (этап поставки товара со склада продавца непосредственно клиенту) имеются более сложные задачи: нужно перемещаться в разных направлениях, часто среди большого количества других транспортных средств и пешеходов, заезжать в перекрытые шлагбаумами дворы и т. д. Тут предлагается множество идей: например, применение автономных автомобилей общего пользования. Такой вид транспорта может быть использован как для доставки товара, заказанного в системе электронной коммерции, так и для совершения покупок в обычных магазинах без физического присутствия самого покупателя (предполагается, что автомобиль самостоятельно приедет в магазин, позволит загрузить в багажник покупки и довезет их до дома заказчика). Еще пример: приложение Volvo On Call позволяет отслеживать состояние автомобиля, находясь далеко от него (в будущем шведский производитель планирует с его помощью создать парк машин для доставки товаров).

В нашей стране, как известно, тоже идет работа над беспилотными автомобилями и их интеграцией в логистические схемы. В апреле 2020 г. на Восточно-Мессояхском месторождении (Ямало-Ненецкий автономный округ) «Газпром нефть» провела испытания беспилотных грузовых автомобилей «КамАЗ». Главной целью тестирования было подтвердить потенциальную эффективность использования беспилотников. Во время арктического тест-драйва челнинские грузовики безаварийно преодолели 2,5 тыс. км, продемонстрировав весь потенциал цифрового ресурса — умение передвигаться по заданным маршрутам с высокой точностью, обмениваться информацией через дублируемые системы связи, распознавать препятствия за доли секунды. Перемещение беспилотных грузовиков через Гыданскую тундру контролировалось из оборудованного на Восточно-Мессояхском месторождении центра управления.

Еще более актуальной в рамках HomeNet представляется задача развития беспилотников в городских условиях. В августе 2018 г. «Яндекс» и Правительство Татарстана подписали соглашение о развитии в Иннополисе (городе — спутнике Казани) соответствующей тестовой зоны. Здесь созданы пять точек посадки и высадки пассажиров, расположенные рядом с ключевыми городскими объектами — университетом, стадионом, медицинским центром, жилым кварталом «Зион» и административно-деловым центром имени Попова, где находятся офисы многих компаний, включая «Яндекс». За два года беспилотные такси выполнили в Иннополисе более 10 тыс. поездок. Это единственный европейский город, где можно проехаться на беспилотнике (правда, в салоне постоянно находится инженер-испытатель, который контролирует работу всех систем и следит за тем, чтобы поездка проходила в штатном режиме).

Доставку посылок, еды и даже крупногабаритных грузов в последние годы тоже пытаются опробовать с помощью беспилотных воздушных судов (БВС или проще — дроны). Однако в России, как и в большинстве стран мира, использование дронов-курьеров пока является незаконным.

В настоящее время, в соответствии с Правилами использования воздушного пространства РФ, беспилотники могут использоваться только после подачи в госорган плана полета управляемого оператором беспилотного средства. Нужно получить разрешение, а в некоторых случаях и лицензию на транспортировку грузов. Кроме того, пока отсутствуют технические регламенты, которые должны контролировать безопасность беспилотных перелетов. Есть и многие другие технологические трудности, касающиеся, например, доставки с использованием дронов в многоэтажные дома и бизнес-центры, поскольку для организации этого процесса требуется написание сложного программного обеспечения.

А вот Китай выходит в лидеры по адаптации своего законодательства к использованию беспилотной авиации. В мае 2020 г. власти этой страны первыми в мире разрешили полеты тяжелых пассажирских дронов: китайский регулятор сертифицировал двухместный электрический беспилотник EHang 216 — пока лишь на полеты с грузом до 150 кг, но разрешение на пассажирские перевозки ожидается в скором времени. В пассажирской модификации EHang 216 рассчитан на двух человек и оснащен восемью парами роторов, которые расположены вокруг двухместной кабины. Его максимальная скорость — 130 км/ч, крейсерская — 100 км/ч. Аккумулятора хватает на 21 минуту полета. Первый рейс китайского дрона-такси с пассажиром на борту состоялся в начале 2018 г. и прошел успешно.

Экосистема городского движения

Средства новой мобильности и инфраструктура автономной логистики должны стать составной частью транспортных систем. Транспортные системы рассматриваются форсайтной группой HomeNet в качестве средства автоматической оптимизации движения личного, общественного и коммерческого транспорта в пространстве жизни и деятельности человека с учетом актуальных потребностей жителей и в реальном времени для обеспечения комфортной и безопасной мобильности людей и грузов.

Рисунок 6. Источник: форсайтная группа HomeNet

Согласно исследованию Research And Markets, в 2019 г. продажи аппаратного обеспечения возглавили рынок технологий управления дорожным движением. Данные, собранные с помощью аппаратных устройств, составляют основу интеллектуальной системы трафика. Среди таких устройств — автоматические идентификаторы транспортных средств, автоматические локаторы транспортных средств на основе глобальной системы позиционирования (GPS), датчики и камеры. Предполагается, что в 2020-2024 гг. быстрее всего будет расти сегмент систем динамического управления трафиком. Они используют имитационные модели, которые сочетаются с информацией в реальном времени, для прогнозирования воздействия различных стратегий контроля трафика. Это позволяет пользователям более эффективно обмениваться информацией и управлять дорожным движением.

Современные автоматизированные комплексные программно-аппаратные решения способны на многое. Например, российская система управления технологическим процессом «Автоматическая парковка» широко применяется для организации парковочных систем вокзалов, больниц, коммерческих предприятий, аэропортов, торговых центров и т. п. Гибкость программного обеспечения позволяет создавать различные конфигурации парковочной системы, наиболее подходящие тому или иному объекту. В такую систему могут быть включены технологии идентификации транспортного средства, стандартные RFID, интеллектуальные системы видеоаналитики и распознавания машины и номеров.

А компания «ВымпелКом» разработала цифровую платформу «Интеллектуальная транспортная система». Решение позволяет повысить качество и эффективность управления транспортной системой региона (муниципалитета) за счет интеграции существующей программно-аппаратной инфраструктуры региона, агрегации потоков данных об объектах транспортной системы в едином хранилище и их обработки с использованием инструментов искусственного интеллекта для принятия эффективных управленческих решений. Система осуществляет мониторинг, контроль и анализ загруженности дорог и маршрутной сети, пассажиропотока, нарушений, движения на межмуниципальных маршрутах, грузоперевозок, а также формирует предложения по оптимизации дорожного движения, разрабатывает оптимальные алгоритмы работы светофоров и т. п. Стоимость ее внедрения составляет от 100 млн руб. И эта система уже опробована в Пензенской, Саратовской и Воронежской областях. Результатом стал рост качества пассажирских перевозок и работ спецавтотранспорта, оптимизация маршрутов при снижении бюджетных расходов до 30 % (обслуживание, амортизация, ГСМ). За счет оптимизации дорожного движения и работы светофоров срок службы дорожного полотна увеличился почти вдвое, снизилось количество ДТП и смертность — до четырех человек на 100 тыс. населения.

В 2020 г. на внедрение интеллектуальных транспортных систем (ИТС) в российских регионах было предусмотрено более 3,3 млрд руб. На участие в пилотных проектах по устройству элементов интеллектуальной транспортной системы поступило 56 заявок от 50 субъектов РФ, участниками пилотного внедрения ИТС стали 22 региона. Элементы системы должны появиться в городских агломерациях с населением свыше 300 тыс. человек. В 2020 г. регионы — участники пилотного внедрения ИТС должны выполнить проектирование объектов, непосредственную реализацию которых планируют начать в 2021-2022 гг.

Адаптивные пространства Этот сегмент рынка включает решения, направленные на радикальное повышение комфорта жизни и деятельности людей путем проектирования, строительства, эксплуатации и утилизации модульных, изменяемых и быстро модернизируемых пространств.


Рисунок 7. Источник: форсайтная группа HomeNet

Первые разработки «модульного строительства» в России иногда датируются 1928 годом, когда архитектор К. Мельников разработал идею дома, состоящего из двух врезанных друг в друга цилиндров с определенным функциональным зонированием. В данном доме под модульностью понималось принципиально новое объемно-планировочное решение жилой ячейки.

Выдающимся примером первого модульного строительства (не стоит путать его с панельным домостроением) в мире является жилой комплекс «Хабитат 67» в Монреале (Канада), являющийся сегодня памятником архитектуры. Архитектор — Моше Сафди. Объект возведен в 1967 г., он собран из одинаковых железобетонных блок-модулей с размерами 5,2 х 11,5 х 2,8 м и по сей день остается образцом футуристического стиля, доказывая, что архитектура модульных зданий не ограничена рамками прямоугольной конфигурации.

Еще один яркий пример модульного строительства из объемных блоков другого конструктивного типа — капсульная башня «Накагин» в Токио, построенная в 1972 г. по проекту Кисе Курокавы. У данного объекта смешанная структура. Блок-модули (капсулы) из железа (2,5 х 4 х 2,5 м на одну жилую ячейку) прикреплены к железобетонному стволу высокопрочными болтами. При этом капсулы могут объединяться и даже заменяться по мере необходимости.

В настоящее время за рубежом тяжелые железобетонные блок-модули почти полностью вытеснены из массового строительства легкими объемно-пространственными конструкциями из металла или дерева с межкомнатной и фасадной облицовкой, потолочным и напольным покрытиями, заполнениями оконных и дверных проемов, а иногда и со встроенной мебелью. В Европе и ряде других государств возведение зданий из таких легких блок-модулей развилось до полноценных объемов и активно применяется во многих видах строительства (жилье, офисы, школы и др.). Такие здания минималистичны, но при этом современны, энергоэффективны и отвечают требованиям устойчивого развития, часто они наделены функциями умного дома и выполнены из экологичных перерабатываемых материалов. Лидером по строительству модульных зданий из легких конструкций является Великобритания: на ее территории располагается несколько десятков предприятий, выпускающих легкие блок-модули, которые широко применяются при строительстве общественных и жилых зданий.

В современном жилищном домостроении России отдельные модули заводского производства — сантехнические кабины (СТК) — использует в частности девелоперская компания «ПИК», специализирующаяся на строительстве жилья комфорт-класса. При этом она применяет СТК, поставляемые как сторонним подрядчиком (российской компанией Modulbau), так и собственным дочерним предприятием.

«Модульную технологию мы используем около двух лет на всех наших объектах стандарт-класса в Москве, — поделился руководитель блока СТК департамента продукта группы компаний «ПИК» Михаил Гинзбург. — Во-первых, это решает системную проблему дефицита квалифицированных рабочих, потому что мы строим миллионами квадратных метров, а санузел — это половина от всего объема работ в квартире. Во-вторых, все затраты, которые вы несете на стройке, контрактуясь с подрядчиками, находятся в зоне риска и пониженного конт­роля. Вам некогда с этим разбираться, ведь важно не сорвать сроки сдачи. А при использовании заводских модулей все изготавливается в строгом соответствии с техническим заданием. Плюс еще и в том, что мы получаем понятную структуру стоимости по производству, поставке и подключению каждого санузла. Кроме того, на заводе осуществляется стопроцентный контроль качества».

Во многих странах мира создаются решения модульных зданий для проживания и работы в суровых природно-климатических зонах. Например, в 2005 г. Британская антарктическая служба и Королевский институт британских архитекторов провели конкурс на лучший проект станции в Антарктиде — Halley VI. Победила компания Hugh Broughton Architects, спроектировавшая станцию, срок службы которой составляет не менее 20 лет (предыдущие станции функционировали в жестких условиях гораздо меньше). В дополнение к интересному визуальному эффекту Halley VI предоставляет исследователям более просторную и удобную среду для жизни и работы (кстати, зимой здесь дежурят 16 человек, летом — 71). Станция состоит из восьми модулей, причем жилые модули чуть больше вспомогательных. Все они соединены крытыми переходами, так что пройти из жилого модуля в служебный можно не выходя на улицу. Объект установлен на гидравлических сваях, что позволяет операторам поднимать его из накапливающихся снежных заносов. А если вся станция будет нуждаться в перемещении (а это происходит часто, ведь она стоит на дрейфующем ледяном шельфе), лыжи у основания этих «ходулей» сделают это возможным.

Новые решения создаются и для российских полярников. В 2020 г. компанией «Запсибгазпром» (Тюмень) по проекту датской компании Ramboll Group был изготовлен новый зимовочный комплекс (ЗК) для антарктической станции «Восток». Частный инвестор — глава НОВАТЭКа Леонид Михельсон — заплатил за него 4 млрд руб. ЗК оснащен комфортабельными каютами, фитнес-центром и сауной, а также новейшим научным оборудованием. В сильные морозы («Восток» находится на полюсе холода нашей планеты, где зафиксирован абсолютный температурный минимум — -89,2 °С) новая станция сможет существовать полностью автономно. Зимовать на новом «Востоке» будет экипаж из 15 научных и технических сотрудников. Снаружи ЗК представляет собой трехэтажное здание на мощных лапах-опорах, а композиционно это пять жилых модулей: два технических, два — для проживания и работы, а один общий.

«Модули изготовлены из металла и утеплителя, толщина их стен составляет около метра, — рассказал главный инженер ОАО «Запсибгазпром» Константин Кондратьев. — При отборе материалов проводились испытания на нагрузки при температуре до -100 °С, так что станция выдержит даже новый рекорд».

Ожидается, что полярники антарктической станции «Восток» отпразднуют новоселье уже в 2023 г.

И даже жилые космические объекты проектируются по модульному принципу. Так, в 2020 г. американская компания Northrop Grumman получила контракт на сумму 187 млн долл. на проектирование модуля экипажа Habitation And Logistics Outpost (HALO) для лунной станции Gateway в дальнем космосе. Он будет создан на основе беспилотного грузового корабля Cygnus, разработанного Orbital Science Corporation (это «дочка» Northrop). Аванпост Gateway задумывается как модульная космическая станция, которая будет находиться на лунной орбите для поддержки пилотируемых и беспилотных полетов на Луну и Марс.

Моделирование жизнедеятельности

Данный сегмент рынка HomeNet включает комплексные системы моделирования, рекомендаций и управления социально-экономическим и технологическим пространством жизни и деятельности человека.

Рисунок 8. Источник: форсайтная группа HomeNet

Считается, что первый дом с интеллектуальным управлением создали японцы. Его построили в Токио в 1989 г. Владельцем смарт-дома под названием «Дом Трона» был известный в те времена профессор информатики Кен Сакамура. Главной особенностью этого строения стало применение инновационных в те времена технологий: датчиков температуры и влажности, автоматизированных окон, специализированных табло с набором заданных команд.

Однако сегмент «Моделирование» — это далеко не только умные дома. Системы моделирования и управления жизненным пространством включают в себя не только умные здания, но и умные города. Концепция таких поселений предполагает централизацию управления с балансировкой интересов различных подсистем города — социальной, транспортной, экологической. Она позволяет экономить энергоресурсы, снижать затраты на обслуживание коммунальных сетей, сокращать время на передвижение по городу и аварийность на дорогах. Так, в ряде городов США уменьшилось потребление тепла до 25 %, а потребление энергии на освещение — до 60 %. К 2020 г. в стране ожидается экономия около 1,8 трлн долл. В Лондоне снижены транспортные задержки на 15–40 %, на 10–15 % повысилась пропускная способность улично-дорожной сети, среднее время поездки сократилось на 15–20 %, на 20–25 % уменьшились вредные выбросы, на 20 км/ч увеличилась средняя скорость движения. В Стокгольме система переменных транспортных сборов на базе потока машин в город и обратно позволила сократить интенсивность дорожного движения на 20 %, время ожидания — на 25%, а объемы выхлопных газов — на 12 %. В Сингапуре контролирующие организации в реальном времени получают информацию с датчиков, чтобы моделировать и предсказывать сценарии дорожного движения с точностью 90 %.

Отдельные элементы системы «Умный город» (умное освещение, умный общественный транспорт, умное ЖКХ и т. п.) активно внедряются и в ряде российских городов. Большие перспективы тут у использования искусственного интеллекта (ИИ), в том числе для территориального планирования. Так, в июне 2020 г. отечественная Rocket Group (Санкт-Петербург) начала тестировать цифровую платформу комплексного развития территорий собственной разработки. Искусственный интеллект анализирует нормативы и требования к застройке конкретной территории, геодезические данные, социально-демографические показатели, имеющуюся инфраструктуру и транспортную доступность, после чего формирует оптимальный вариант развития территории с готовой проектной документацией, расчетом стоимости и сроков работ. Предполагается, что с его помощью время на обработку данных и подготовку документов территориального планирования сократится с трех – шести месяцев до 15 минут. В компании отмечают, что внедрение ИИ поможет сэкономить порядка 10 млрд руб. в год — примерно столько сейчас тратится на работы, связанные с разработкой и актуализацией документов территориального планирования. Платформа может использоваться как при комплексном развитии территорий, так и для решения точечных вопросов (например, проблем с парковкой). Пилотными регионами внедрения новой технологии станут Ленинградская, Свердловская и Челябинская области.

«Первая миля» управления отходами Если при доставке продуктов и товаров основные проблемы приходится решать на «последней миле» (перед вручением груза покупателю), то в случае с твердыми коммунальными отходами (ТКО) главные вопросы возникают на «первой миле» — то есть, при сборе отходов у населения и предприятий.

Рисунок 9. Источник: форсайтная группа HomeNet

Современная система обращения с твердыми коммунальными отходами предполагает управление качеством и количеством образующихся ТКО на основе их разделения на несколько несмешивающихся потоков. К началу XXI века в ведущих странах ЕС, а также в США количество захораниваемых ТКО снизилось от двух до десяти раз. В Евросоюзе такой алгоритм действий закреплен законодательно: выделение на стадии сбора ТКО ресурсов, пригодных для вторичного использования (создание системы селективного сбора и развитой индустрии вторсырья), выделение опасных отходов; переработка (преимущественно термическая) остаточных отходов с утилизацией энергии; захоронение неутилизируемой части ТКО с соблюдением природоохранных норм.

В нашей стране тоже разработано и реализуется большое количество программных и технологических решений «первой мили» ТКО. Например, система «Управление отходами» от московской компании «Большая тройка» позволяет местным органам власти получать в режиме онлайн информацию о деятельности всех операторов с отходами в единой информационной системе, вплоть до каждой контейнерной площадки и каждой автомашины, что обуславливает высокий уровень управления и эффективности контрольной деятельности. Алгоритмы системы позволяют разработать оптимальную территориальную схему обращения с отходами с соблюдением принципа минимизации расходов и тарифов. Заявленная цена внедрения — от 1,7 млн руб.

А «ВымпелКом» предлагает АИС «Электронная модель территориальной схемы обращения с отходами» стоимостью до 30 млн руб. Это решение позволяет повысить эффективность системы обращения с ТКО в регионе за счет использования цифровой платформы, которая обеспечивает повышение экономической и технологической эффективности процессов сбора, транспортирования, обработки, утилизации, обезвреживания и захоронения отходов, а также развивает систему анализа данных и оценки последствий принятия управленческих решений. На базе единой региональной платформы система автоматизирует деятельность регионального оператора, операторов по обращению с ТКО, УК (ТСЖ), контролирующих органов и иных участников системы обращения с отходами, а также моделирует, управляет территориальной схемой и обеспечивает контроль ее соблюдения.

Инклюзивный градплан

Этот сегмент рынка HomeNet включает архитектурное и градостроительное планирование и стандарты проектирования 3.0 «Живой градостроительный план», позволяющий оперативно менять город и поселение под новые потребности жителей.

Рисунок 10. Источник: форсайтная группа HomeNet

«Живой градостроительный план» — это платформа для созидания среды жизни и деятельности человека. Как отмечается в рабочих материалах форсайтной группы HomeNet, одним из инструментов такого созидания является BIM, англ. Building Information Model (или Modeling), — информационная модель (или моделирование) зданий и сооружений.

BIM-модель — это 3D-прототип (база данных) строительного объекта, наполненный атрибутивной информацией, необходимой для реализации жизненного цикла (планирования, проектирования, управления затратами и строительством, эксплуатации и утилизации).

BIM-технология предусматривает прототипирование объекта и работу с этим объектом на всех жизненных циклах. BIM меняет цепочку взаимодействия между заказчиком и конечным потребителем. В этом заинтересованы как строители, так и девелоперы, поскольку BIM позволяет получать дополнительную прибыль за счет оптимизации расходов: например, происходит снижение материалоемкости при вариативном проектировании за счет сокращения числа проектных ошибок (они устраняются не на стройке, а в модели) и т. д.

При использовании прототипирования будущих строительных объектов достигается прозрачность стоимости строительно-монтажных работ, возможность полной оценки расходов стройматериалов. Для застройщиков это важно, потому что повышается прозрачность в привлечении банков для использования эскроу-счетов и привлечения независимых частных инвесторов. Имея полноценный прототип еще не построенного объекта, можно его показать обществу, повысив уровень доверия пользователей определенного общественного пространства.

Поскольку рынок HomeNet предполагает создание комфортной и безопасной среды для человека, здесь BIM-технология предоставляет широкий набор возможностей. Так, на стадии проектирования объекта можно проверить эргономику, спроектировать удобное пространство. С точки зрения климатического комфорта проводятся расчеты как энергоэффективности, так и энергомоделирования для создания благоприятных климатических условий. В плане эстетики комфорт обеспечивается большим количеством вариативных решений с применением генеративного веб-дизайна, для безопасности в виртуальной модели рассчитываются и проверяются несущие способности конструкций, а в вопросах кибербезопасности на помощь приходят умные инженерные системы, цифровизация объектов.

Живой градостроительный план учитывает прогнозируемые потребности общества. Он потому и называется живым, поскольку способен корректироваться и подстраиваться под изменяющиеся запросы жителей.

В России имеются большие компетенции в части BIM-проектирования. В частности, московская компания «ИНГРАД Проект» в ходе разработки концепции, проектной и рабочей документации предлагает услуги по созданию 3D-визуализации будущего здания. Фирма может «показать» каждое помещение (квартиры, офисы, склады, входные группы, паркинги, лифты, коридоры) и даже продемонстрировать реальный вид из любого окна каждой квартиры (текущее окружение, будущие построенные корпуса, проход солнца). В итоге покупатели могут составить полное представление о строящемся объекте. Также имеется возможность на разных стадиях реализации проекта получать данные о физическом объеме используемых материалов и отдельных видах работ, а также планировать, управлять и контролировать ход строительства по многим критериям (сроки, объемы, деньги).

Нео БДЖ

Этот сегмент отвечает за обеспечение безопасного пространства для жителей городов и поселений. Но это, конечно, не сторожа с двустволками, а, скорее, вопросы разработки алгоритмов и этических норм применения систем кибернетической, инфраструктурной и личной безопасности для обеспечения комфортного пространства. Хотя и сегодняшние сторожа с двустволками тоже со временем войдут в эту систему.

А с технической точки зрения это прежде всего решения мирового уровня по видеоаналитике и распознаванию лиц, а также просчет угроз, выявление и устранение факторов, потенциально опасных для жителей той или иной территории. По прогнозам форсайтной группы, к 2035 г. объем этого сектора на глобальном рынке превысит 0,5 трлн долл., при этом потенциальная доля РФ может составить до 22 % — в основном благодаря имеющимся у нас заделам.

Рисунок 11. Источник: форсайтная группа HomeNet

Российских проектов в рамках данного сегмента довольно много — тут нам есть чем похвастаться. К примеру, «Лаборатория Касперского» (ЛК) давно стала игроком на глобальном рынке кибербезопасности, да и не только «кибер-» — достаточно вспомнить разработанную в ЛК систему противодействия беспилотникам, которые могут покушаться на приватность, имущество и даже жизнь людей. Среди других компаний можно отметить, например, Vocord, предлагающий на рынке системы видеонаблюдения и видеоаналитики, решения по фиксации ДТП и распознаванию автомобильных номеров и др. Также можно отметить технологии по распознаванию лиц FindFace на базе нейронных сетей. Первоначально они применялись для поиска пользователей в социальных сетях, однако с 2018 г. разработчик переключился на решения для бизнеса и государства: во время чемпионата мира по футболу система FindFace помогала искать в Москве правонарушителей, а в 2020 г. — тех, кто пренебрегает нормами карантина.

Что мешает дом построить

Каждый рынок на своем пути сталкивается с определенными барьерами. Выделим наиболее значимые препятствия, сдерживающие развитие HomeNet и его отдельных сегментов.

Социальные барьеры

С развитием новых технологий без работы могут остаться представители ряда профессий, что может вызвать локальные социальные протесты. Например, водители такси и грузовиков — а эти профессии одни из самых востребованных и стабильных — рискуют столкнуться с серьезными изменениями, вызванными развитием беспилотного транспорта. Также без работы могут остаться тысячи сотрудников логистических комплексов и курьеров. Это достаточно массовые, но в то же время низкоквалифицированные профессии, поэтому технический прогресс может поставить вопрос о повышении благосостояния наиболее уязвимых слоев общества.

Другая сторона социального барьера — острый дефицит высококвалифицированных кадров, требующихся для разработки и обслуживания технологий и инфраструктуры рынка HomeNet (например, наземные пилоты беспилотных воздушных судов). Ведь в BIM-проектировании вместо проектировщиков старого формата, по сути, требуются конструкторы-программисты.

Правовые барьеры

Новые технологии нуждаются в государственном регулировании. Так, в сфере технологии информационного моделирования в строительстве важным шагом стало принятие закона 151-ФЗ в 2019 г. в части внесения изменений в Градостроительный кодекс. В нем официально признано, что BIM имеет право на жизнь. Но к закону должно быть разработано примерно два десятка нормативных правовых актов, конкретизирующих применение его положений.

Особого регулирования требует применение беспилотного транспорта — как автомобилей, так и дронов. Например, сейчас в России все беспилотные воздушные суда летают только отдельному по разрешению и в специально закрываемом воздушном пространстве. Это существенно сдерживает их массовое коммерческое использование.

Как отмечается в рабочих материалах группы, требуется картирование и ведение кадастрового учета в 3D для возможности перемещения дронов и иного воздушного транспорта на территории муниципальных образований. Также требуется изменение порядка и процедуры автоматического согласования проектов, выполненных с применением элементов ИИ.

Инфраструктурные и технологические барьеры

В рабочих материалах группы HomeNet отмечается, что для эффективного функционирования беспилотного транспорта требуется создание соответствующей инфраструктуры: умных дорог, сети электрозаправочных станций, вертикальной инфраструктуры транспортной сети, мест для стоянки дронов и др. Также требуется организация взаимодействия беспилотников друг с другом для предотвращения столкновений. Возникает необходимость создания принципиально новых станций для беспилотного пассажирского транспорта. Для повышения безопасности перевозок (как пассажирских, так и грузовых) необходим непрерывный сбор большого массива данных и их быстрая обработка. Требуется интеграция магазинов электронной торговли (маркетплейсов) и логистических центров. Возникает необходимость 3D-картирования и диспетчеризации.

В числе отсутствующих сегодня технологий:

  • комплексные платформы пространственного развития среды жизни и деятельности человека с целью удовлетворения индивидуальных потребностей и запросов целевых групп потребителей;
  • строительные материалы и системы, адаптирующиеся под воздействием окружающей среды и эксплуатационных задач;
  • технологии пространственного зонирования воздушного пространства населенных пунктов, ориентированные на создание безопасной для человека инфраструктуры движения воздушного транспорта и др.

Часть этих барьеров со временем исчезнет благодаря естественному развитию рынка, появлению новых технологий и т. п. Однако этот процесс можно и нужно ускорить, чтобы обеспечить устойчивые позиции России на глобальном рынке технологий и решений HomeNet и помочь отечественным компаниям преуспеть на нем. С этой целью в рамках НТИ была сформирована рабочая форсайт-группа по разработке концепции рынка. В течение 2020 г. более 60 бизнесменов и экспертов обсуждали, каким будет HomeNet и что необходимо сделать для его развития, и в итоге сформировали стройную концепцию. Она была представлена в ноябре 2020 г. на форуме «Сильные идеи для нового времени» с участием главы государства. Однако это еще не конец работы. Концепция будет развиваться дальше. Ближайшая цель — формирование и утверждение на официальном уровне дорожной карты развития рынка, а затем предстоит, пожалуй, главное: нужно будет реализовать эту карту.

Если вы хотите внести свой вклад в развитие HomeNet, присоединяйтесь к сообществу этого рынка в telegram-чате HomeNet.

Дополнительные материалы:

Автор публикации

не в сети 2 месяца

Платформа НТИ

Комментарии: 1Публикации: 329Регистрация: 27-07-2020

Добавить комментарий

Авторизация
*
*
Регистрация
*
*
*
Пароль не введен
Генерация пароля