Smart City: využití pro datové analytiky a vzdělání
Před sto lety žil ve městě přibližně každý pátý člověk. Dnes je to skoro polovina a podle odhadů by v roce 2050 mělo žít 7 z 10 obyvatel. Pro města to znamená investovat do technologií, které zajistí kvalitní život všem obyvatelům a turistům. Na přelomu tisíciletí se některá města po celém světě zapojila do programu Smart Cities. Pomocí informačních a komunikačních technologií (ICT) a Internet of Things (IoT) řešení se tato města snaží vylepšit životní podmínky pro jejich obyvatele i návštěvníky. Pomocí analýzy dat, které se získávají skrze využití nových technologií, se vedení měst snaží vylepšovat své služby nabízené občanům. Mezi nejčastější instituce a oddělení využívající tyto data se řadí školy, nemocnice, knihovny, hromadná věřejná doprava, energie, vodní a odpadní sítě, doprava, bezpečnostní složky a mnoho dalších. Data sbíraná z každodenního využívání veřejných prostor a služeb jsou využívány k okamžité reakci na jakýkoliv problém a městské je využívají i k budoucím plánům na rozvoj měst.[1]
Pomocí sbíraných dat o chování obyvatel se jednotlivé městské orgány učí, kde a jak upravovat nabízené služby. Velkým problémem většiny větších měst je doprava. Díky novým technologiím a mobilním aplikacím jsou schopna dopravní oddělení a bezpečnostní složky okamžitě reagovat na aktuální dopravní situace. Sběr dopravních informací pomocí dopravních kamer je možný již delší dobu. Díky všudepřítomným technologiím jako jsou mobilní telefony, lze tyto data určovat ještě více přesněji. Data, která poskytují mobilní operátoři nebo poskytovatelé mapových a navigačních řešení, jsou tak využívána k efektivnějším opravám komunikací a především slouží k odlehčení frekventovaných a problémových oblastí. [2]
Ve světě se mezi nejprogresivnější Smart Cities řadí Barcelona, New York, Londýn, Nice a Singapur. V České republice se města pomalu do této iniciativy také zapojují. Jedná se především o Brno, Prahu, Písek, Pardubice, Litoměřice a Vrchlabí.
Příklady využití technologií ve městech
Parkování v Barceloně a v Pardubicích
Katalánská metropole je považována za jedno z nejchytřejších měst světa. V ulicích Barcelony jsou umístěny senzory, které monitorují kvalitu ovzduší a míru hluku. Díky tomu mohou odpovědné orgány reagovat a aplikovat opatření na potřebných místech rychleji. Barcelonský systém parkování je opravdu revoluční. Řidiči si mohou pomocí mobilní aplikace najít volné parkovací místo a rovnou si jej zarezervovat a zaplatit. Díky tomu se šetří jejich čas a energie.
Barcelonským parkovacím systémem se inspirovala i radnice v Pardubicích. V ulicích Pardubic by se měly v nejbližší době objevit chytrá parkovací místa, která na dálku dokážou informovat řidiče o volném místě k zaparkování. Tyto informace budou obdobně jako v Barceloně, dostupné pomocí mobilní aplikace. Parkovacími místy to v Pardubicích v rámci chytré dopravy nekončí. Město plánuje pořídit moderní navigační systém, který bude řidiče informovat o dopravní situaci ve městě.[3]
Odhalování problémů dřív než nastanou
Data se dají využívat i jinými způsoby než jen ke zlepšení životního pohodlí, ale i k záchraně životů a majetku. V roce 2015 se bylo v USA zabito 2 685 lidí během požárů budov. New Orleans se jako mnoho dalších měst zapojilo do programu distribuce požárních hlásičů. Problém byl, že alarm dostali obyvatelé pouze po předchozí žádosti. Po tragické události, kdy uhořelo 5 lidí v požáru v domě, se New Orleanští hasiči rozhodli k novému způsobu, jak zajistit požární hlásiče ve více domech.
Díky sběru dat z již instalovaných alarmů a dalších dat o obyvatelích budov, jako jsou domácnosti s největší potencionálním vzniku požáru — malé děti a naopak senioři. Tyto data využili pomocí machine-learning technologií a vytvořili mapu, která ukazuje městské části s největší pravděpodobností vzniku požáru a kde by se mělo hasičské oddělení zaměřit s rozšířením požárních alarmů.
Tento program běží od začátku 2015 a New Orleans hlásí, že již instalovali více jak 18 tisíc požárních hlásičů. V rámci předchozího programu se zapojilo přibližně 800 alarmů ročně. Několik měsíců po zahájení nového programu propukl požár v budově. Hasiči zachránili 3 rodiny díky rychlému zásahu, který umožnil instalovaný hlásič v rámci nového programu.[4]
Úspora času a energie v Kansas City
V Kansas City bylo nainstalováno nové pouliční osvětlení se zabudovanými senzory, které sbírají informace o dopravní situaci a volnému parkování. Data jsou k dispozici na webové stránce a ukazují, kde se provoz pohybuje pomalu a volná parkovací místa. Data z osvětlení jsou využitelná nejen pro automobilisty. Senzory snímají i peší chodce. Pomocí otevřených dat, které jsou dostupné pro každého, mohou podnikatelé zjistit, kolik potencionálních zákazníků projde kolem jejich nově otevíraného podniku a jestli je lokalita zajímavá. Dále tyto data o provozu využívají městské úklidové služby. Pohybové senzory umožňují upravovat míru jasu LED osvětlení. Světla se naplno rozsvítí pouze, když senzory zaregistrují pohyb auta nebo chodce. Po zbytek času jsou ztlumená a spotřebovávají méně elektřiny.[5]
Vodohospodaření v Písku
V rámci projektu chytrých měst u nás, je Písek průkopníkem. V nejbližších osmi letech se plánuje investovat 570 milionů korun do vodohospodářské infrastruktury města. V rámci modernizace potrubí budou nainstalovány senzory, které mají hlídat tlak a proudění vody. V případě havárie odhalí praskliny v potrubí. Město si od projektu slibuje snížení ztrátovosti vody o 3% ročně, což je přibližně 30 milionů litrů vody. Veškeré informace budou dostupné veřejnosti, protože se město rozhodlo zapojit i open data. Lidé tak uvidí reálné úspory a hospodaření města.
Čisté ovzduší díky astmatikům
Města často zapojují do sběru dat i své obyvatele. V Louisville rozdali 1 000 inhalátorů se zabudovanými senzory do rukou astmatiků. Pomocí těchto dat byly městské orgány schopny zjistit, v jakých částech města je znečištěné ovzduší. Senzory v inhalátorech zaznamenaly každé nadechnutí pomocí přístroje a analytici pak tyto data použijí k odhalení míst ke zlepšení. Pomocí těchto dat z inhalátorů se již podařilo vylepšit ovzduší v jedné ulici. Astmatici užívali inhalátory třikrát více než v jiných částech města. Město na to zareagovalo a vysázelo alej, která oddělila silnici od obydlené čtvrti. Ovzduší se v tomto místě zlepšilo o 60% a lidem se tak dýchá opět o něco lépe.[6]
Účinnější kontroly
Podobně jako hasiči v New Orleans, tak i zdravotní inspekce v Chicagu využívá data k efektivnější práci a prevenci. V Chicagu je přibližně 15 000 podniku v gastronomii, ale pouze přibližně 40 inspektorů hlídajících kvalitu a zdravotní nařízení. Město potřebovalo efektivnější postup kontrol v restauracích a zaměřit se na podniky, ve kterých by se potencionálně mohly porušovat podmínky. Tým datových analytiků vytvořil algoritmus, který zohledňoval 11 proměnných jako jsou např.: jestli se restaurace dopustila v minulosti přestupku, jak dlouho je podnik otevřen (čím déle, tím lépe), počasí (v horkých dnech je větší pravděpodobnost přestupků) a v jakém sousedství se restaurace nachází.
Tento nástroj začali úředníci využívat během roku 2015 a následující analýzy projektu zjistily, že inspektoři kontrolovali možné restaurace, které porušují zdravotní a hygienické nařízení, o sedm dní dříve. Dále byl zjištěn 15% nárust objevených závad, zatímco počet stížností na zdravotní potíže zůstal zachován.[7]
Data v edukaci
Školní instituce čím dál častěji směřují ke sběru dat. Smart education se tak dá považovat za součást Smart City. Kvůli zkvalitnění výuky a celkového zlepšení studentských zkušeností se vzděláním, vznikají tzv. chytré třídy. Několik různých informací lze sbírat v učebnách a lze i pozorovat úroveň zájmu studentů. Tyto informace jsou využitelné jak pro studenty, tak i pro univerzitu.
Z pohledu univerzity se zájem studentů dá pozorovat na úrovni učeben, fakultní a celouniverzitní, takže se dá sledovat chování jednotlivých studentů i celé skupiny. Na jednotlivých úrovní lze s daty pracovat odlišně.
Každé oddělení pracuje s informacemi z jednotlivých úrovní rozdílně. Na úrovni učeben učitelé většinou neřeší jaká je teplota či intenzita osvětlení v místnosti, ale naopak vedení fakulty z ekonomického hlediska se těmito provozními daty zajímá, a tak se na stejné úrovni prolíná zájem o data více oddělení. Pro učitelský sbor je důležitý okamžitá odezva na jeho způsob učení a pro správce budovy zase technická data.
Jednotlivé fakulty porovnávají data mezi jednotlivými učebnami a vedení univerzity zase porovnává výsledky všechn fakult, které spadají pod akademickou obci. Více univerzit pak může porovnat data navzájem a vylepšovat tak kvalitu výuky pro budoucí i stávající studenty. Díky datům získaným pomocí nových technologií, lze zkvalitnit a zefektivnit nejen výuky, ale celého působení vysoké školy.
Student může těžit z těchto dat například tím, že zjistí oblíbenost předmětů z minulých let a následně tyto informace pomohou při zápisu do následujících semestrů. Zároveň získává student i zpětnou vazbu na jeho výkony během výuky a na základě těchto dat se může dále do budoucnosti zlepšovat. Student zjistí, které předměty pro něj byly zajímavé, a kterým nevěnoval příliš pozornosti.. Pro středoškolské studenty jsou tyto informace důležitým zdrojem při rozhodování, kterou univerzitu, fakultu a obor zvolit při výběru vysokoškolského studia.[8]
Zapojení studentů do projektu Brno Smart City
Města vytvářejí spolupráce s univerzitami, aby studenti mohli přicházet s nápady na efektivní využití nových technologií při chodu měst. Jeden takový projekt vznikl i v Brně. Masarykova univerzita ve spolupráci s Vysokým učením technickým v Brně a Mendelovou univerzitou v Brně připravila projekt MUNISS-Meziuniverzitní studentská soutěž, který má propojit vysokoškolské vzdělání s praxí, navázat lepší propojení spolupráce se statutárním městem Brno a propojit i studentské projekty napříč fakultami a univerzitami. Ve školním roce 2016/2017 se jedná již o šestý ročník soutěže a nově se do něj zapojila i Slovenská technická univerzita v Bratislavě a Hlavní město Slovenské republiky Bratislava. Soutěž se tak stala mezinárodní a stala se tak ještě atraktivnější pro účastníky, kteří si mohou předávat své znalosti z obou měst. Do příštích ročníků by se mělo zapojit i Hlavní město Rakouska Vídeň, které je v projektech Smart City daleko progresivnější.[9]
Během šesti ročníků soutěže MUNISS se vypracovalo mnoho skvělých nápadů na zlepšení organizace a životních podmínek města. Mezi nejzajímavější projekty se řadí např.:
Zatraktivnění regionu a města vůči mladým lidem
Studenti se zaměřili ve spolupráci s Centrálou cestovního ruchu na přilákání mladých do města Brna. Studenti analyzovali slabé a silné stránky v přístupu města k mladým lidem a jak by se mohla zvýšit atraktivita města Brna pro mladé rodiny či zahraniční studenty.
Efektivní monitoring návštěvníků města Brna
Aby se mohlo město považovat za chytré, je potřeba aby efektivně vedlo sběr dat o městských návštěvnících. Tento projekt měl za úkol jak sbírat data o návštěvnících a stanovit na základě těchto informací stanovit cílové skupiny návštěvníků města Brna a popsat jejich chování v ulicích a městských zařízeních.
Open Data ve městě Brně
Studenti v rámci projektu analyzovali data, které jsou v držení města nebo jeho organizací a firem. Souhrn dat měl posloužit k vytvoření přehledu dat, které by bylo možné zveřejnit formou open data a jejich následné využití. Open data se nazývají data, která jsou přístupná široké veřejnosti a každý s těmito daty může nakládat ve vlastním zájmu. Město Brno i Masarykova univerzita zveřejňují např. data o návěštěvnících z jejich webových stránek.[10]
E-government města Brna
Moderní města se snaží zkrátit co nejvíce dobu, kterou obyvatelé stráví čekáním na úřadech. E-government má za úkol přístupnit co nejvíce úřednických povinností a informací pro občany v online elektronické podobě. V rámci projektu MUNISS se studenti snažili navrhnout chybějící komplexní informační systém pro město Brno. [11]
Závěr
Na uvedených příkladech bylo ukázáno, že integrace big data a propojených technologií vedou k nutnému vzniku chytrých měst. Ještě bude potřeba ujít dlouhou cestu k tomu, aby se dala města nazývat geniálními, ale několik světových metropolí má tímto směrem nakročeno. Aby mohla města poskytovat občanům bezpečí, komfort a dostupné místo k životu, potřebují pracovat s novými technologiemi a dokázat je využívat k lepší budoucnosti. Já osobně se těším, jaké vymoženosti v rámci Smart City nabídnou města, ve kterých se pohybuji.
Mnoho lidí je proti projektu chytrých měst skeptická. Obávají se, že automatizace a nasazení strojů místo lidí připraví obyvatele o práci. V některých se to opravdu může stát, ale v rámci zlepšování služeb se neustále vytvářejí nové pracovní pozice. Použití nových technologií nepřipraví lidi o práci, ale bude možné práci dělat efektivněji, chytřeji.
Je dobré vidět, že i česká města se začínají o Smart City technologie zajímat. Jak už je zvykem z ostatních oborů, tak i tady pokulháváme za západním světem, ale to by se mělo v blízké době změnit. Města mají vypracované koncepce a vize na delší dobu, které mají zajistit i českým občanům lepší podmínky pro život. Projekty zahrnující chytré technologie se v českých městech týkají především energetického managementu.
Zdroje:
[1]Michael Totty: The Rise of the Smart City. In: The Wall Street Journal [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: https://www.wsj.com/articles/the-rise-of-the-smart-city-1492395120
[2]Kaushik Pal: How Big Data Helps Build Smart Cities. In: KDnuggets [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: http://www.kdnuggets.com/2015/10/big-data-smart-cities.html
[3]Hospodářské Noviny: SMART CITY: Cesta za lepším životem ve městě. In: iHned.cz [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: http://service.ihned.cz/smartcity/
[4]Harikrishna Patel: Smart city - Heading towards a better future!. In: LinkedIn [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: https://www.linkedin.com/pulse/smart-city-heading-towards-better-future-harikrishna-patel
[5]Daniel Newman: Big Data And The Future Of Smart Cities. In: Forbes [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: https://www.forbes.com/sites/danielnewman/2016/08/15/big-data-and-the-future-of-smart-cities/#13d8e7bb26b8
[6]DATA-SMART CITY SOLUTIONS: A Catalog of Civic Data Use Cases. In: Harvard.edu [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: http://datasmart.ash.harvard.edu/news/article/how-can-data-and-analytics-be-used-to-enhance-city-operations-723
[7]David Barton: 7 Uses For Analytics In Smart Cities. In: The Innovation Enterprise [online]. [cit. 2017–06–17]. Dostupné z: https://channels.theinnovationenterprise.com/articles/158-7-uses-for-analytics-in-smart-cities
[8]Smart education in a smart city . In: MCRLab[online]. [cit. 2017–07–11]. Dostupné z: http://www.mcrlab.net/research/smart-education-in-a-smart-city/
[9]Brno podpoří studenty v projektu MUNISS. In: Dnešní Brno [online]. [cit. 2017–06–11]. Dostupné z: http://dnesnibrno.cz/2017/brno-podpori-studenty-v-projektu-muniss/
[10]OpenData: Iniciativa za otevřenou datovou infrastrukturu. In: OpenData.cz[online]. [cit. 2017–07–11]. Dostupné z: http://www.opendata.cz
[11]MUNISS: Meziuniverzitní studentská soutěž. In: muniss.cz[online]. [cit. 2017–07–11]. Dostupné z: http://www.muniss.cz
