РОЛЬ ИСКУССТВЕННОГО ИНТЕЛЛЕКТА В ОПТИМИЗАЦИИ ГОРОДСКОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ
DOI:
https://doi.org/10.5281/zenodo.13960913Ключевые слова:
смарт-город, искусственный интеллект (ИИ), Интернет вещей (IoT), беспроводные технологии, блокчейн, Smart Transportation, Smart Utilities, Smart Buildings, урбанизация, устойчивое развитие, международное сотрудничество, инвестиции, инновации.Аннотация
Статья посвящена исследованию текущего состояния смарт-городов и технологий, лежащих в их основе. Определена роль искусственного интеллекта (ИИ) как ключевого фактора трансформации городов в «смарт-города», способного объединить разрозненные технологические решения в единую эффективную систему. Смарт-города представляют собой сложные экосистемы, где разнообразные сферы деятельности, такие как транспорт, коммуникации и строительство, гармонично взаимодействуют, благодаря интеллектуальным технологиям.
Проанализированы основные составляющие технологической базы смарт-городов: Интернет вещей (IoT), беспроводные технологии и блокчейн. Выявлены тенденции развития каждой из этих областей, а также их взаимосвязь с ИИ. Рассмотрены как потенциальные преимущества, так и существующие вызовы, связанные с внедрением этих технологий, включая вопросы безопасности, масштабируемости, совместимости и регуляторной неопределенности.
Особое внимание уделено применению ИИ в трех ключевых секторах смарт-городов: транспорте (Smart Transportation), коммуникациях (Smart Utilities) и строительстве (Smart Buildings). В каждом из этих секторов рассмотрены конкретные примеры использования ИИ для решения актуальных городских проблем, таких как: управление транспортными потоками, оптимизация энергопотребления, управление отходами, повышение эффективности коммунальных служб и создание умных зданий. Приведены примеры успешных международных проектов и инициатив, а также отмечены тенденции развития этих технологий в России.
Проанализированы приоритетные направления развития смарт-городов с учетом мнения экспертов и инвесторов. Выделены ключевые факторы, влияющие на эффективность инвестиций в технологии смарт-городов.
Скачивания
Библиографические ссылки
1. Fortune Business Insights (2023). IoT in Smart Cities Market. Получено из: https://www.fortunebusinessinsights.com/iot-in-smart-cities-market-105029 (дата обращения: 01.09.2024).
2. World Economic Forum (2019). The anatomy of a smart city. Получено из: https://www.weforum.org/agenda/2019/01/the-anatomy-of-a-smart-city/ (дата обращения: 01.09.2024).
3. World Economic Forum. (2022). Homes are getting smarter. Here's how the smart tech market will grow. Получено из: https://www.weforum.org/agenda/2022/04/homes-smart-tech-market/ (дата обращения: 01.09.2024).
4. Statista (2023). Number of IoT connected devices worldwide from 2019 to 2030. Получено из: https://www.statista.com/statistics/1183457/iot-connected-devices-worldwide/ (дата обращения: 01.09.2024).
5. Shah, S.A.A., Yaqoob, I., & Kumar, R. (2023). Towards sustainable smart cities: Challenges, opportunities, and enabling technologies. Sensors, 23(8), 3880. Получено из: https://doi.org/10.3390/s23083880 (дата обращения: 01.09.2024).
6. ThinkRF. (n.d.). Smart Cities Powered by Wireless Technologies. Получено из: https://thinkrf.com/smart-cities-powered-by-wireless-technologies/ (дата обращения: 01.09.2024)
7. Allied Market Research. (2021). Wireless Connectivity Technology Market. Получено из: https://www.alliedmarketresearch.com/wireless-connectivity-technology-market-A06094 (дата обращения: 01.09.2024).
8. Zanella, A., Bui, N., Castellani, A., Vangelista, L., & Zorzi, M. (2016). Internet of Things for Smart Cities. IEEE Internet of Things Journal, 1(1), 22–32. Получено из: https://doi.org/10.1109/JIOT.2014.2322488 (дата обращения: 01.09.2024).
9. IDEMIA (2023). IDEMIA and Teal Forge Strategic Partnership Enabling Seamless Connectivity for Future IoT Use Cases. Получено из: https://www.idemia.com/press-release/idemia-and-teal-forge-strategic-partnership-enabling-seamless-connectivity-future-iot-use-cases-2023-11-21 (дата обращения: 01.09.2024).
10. KBV Research. (n.d.). Blockchain IoT Market. Получено из: https://www.kbvresearch.com/blockchain-iot-market/ (дата обращения: 01.09.2024).
11. Margret, M.K. and Julie, E.G. (2024) Smarter and resilient smart contracts applications for smart cities environment using blockchain technology, Automatika, 65(2), pp. 572–583. doi: 10.1080/00051144.2024.2307228.
12. Montes J.M., Ramirez C.E., Gutierrez M.C. and Larios V.M. Smart Contracts for supply chain applicable to Smart Cities daily operations, 2019 IEEE International Smart Cities Conference (ISC2), Casablanca, Morocco, 2019, pp. 565-570, doi: 10.1109/ISC246665.2019.9071650.
13. Comply Advantage. (n.d.). Cryptocurrency Regulations Around the World. Получено из: https://complyadvantage.com/insights/cryptocurrency-regulations-around-world/ (дата обращения: 10.09.2024).
14. Hashstudioz Technologies (2022). Smart City Ecosystem Using Blockchain Technology. Получено из: https://hashstudioz.com/blog/smart-city-ecosystem-using-blockchain-technology/ (дата обращения: 10.09.2024).
15. World Economic Forum. (2024). How blockchain could change the world of finance. Получено из: https://www.weforum.org/agenda/2024/01/blockchain-change-world-finance-stablecoins-internet/ (дата обращения: 09.09.2024).
16. Grand View Research. (2023). Intelligent Transportation Systems Market Size, Share & Trends Analysis Report By Offering (Traffic Management, Advanced Public Transportation Systems, Automotive Telematics), By Region, And Segment Forecasts, 2023 – 2030. Получено из: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/intelligent-transportation-systems-industry (дата обращения: 01.09.2024).
17. Google Maps unveils new AI-powered navigation tools. Получено из: https://www.fastcompany.com/90973083/google-maps-unveils-new-ai-powered-navigation-tools (дата обращения: 10.09.2024).
18. Babic, Mladen & Vekić, Aleksandar & Stanojevic, Milos & Ostojic, Gordana & Borocki, Jelena & Stankovski, Stevan. (2019). Modern Parking Solutions for Smart Cities. Получено из: https://www.researchgate.net/publication/368073250_Modern_Parking_Solutions _for_Smart_Cities.
19. Cleverciti: Smart parking solutions for cities. Получено из: https://www.cleverciti.com/en/verticals/city (дата обращения: 14.09.2024).
20. ModeShift. (n.d.). What is the Future of Artificial Intelligence (AI) in Transportation? Получено из: https://www.modeshift.com/what-is-the-future-of-artificial-intelligence-ai-in-transportation/ (дата обращения: 14.09.2024).
21. McKinsey & Company (2023, 24 мая). Autonomous driving’s future: Convenient and connected. Получено из: https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/autonomous-drivings-future-convenient-and-connected (дата обращения: 14.09.2024).
22. Enterprise Apps Today. (n.d.). Smart City Statistics: Facts, Trends and Predictions. Получено из: https://www.enterpriseappstoday.com/stats/smart-city-statistics.html (дата обращения: 14.09.2024).
23. RTS. (n.d.). What is a Smart Waste Bin? Получено из: https://www.rts.com/blog/what-is-a-smart-waste-bin/ (дата обращения: 14.09.2024).
24. Construction21 (2017, 26 апреля). 9 Ways Smart Cities Can Use Renewable Resources. Получено из: https://www.construction21.org/articles/h/9-ways-smart-cities-can-use-renewable-resources.html (дата обращения: 14.09.2024).
25. Deloitte. (n.d.). Define Your Smart City Strategy. Получено из: https://www2.deloitte.com/us/en/pages/consulting/solutions/smart-citiesstrategies.html (дата обращения: 14.09.2024).
26. ABB. (2011, 19 сентября). ABB curbs energy costs with intelligent control system for sustainable Shanghai bank. Получено из: https://new.abb.com/news/detail/74152/abb-curbs-energy-costs-with-intelligent-control-system-for-sustainable-shanghai-bank (дата обращения: 14.09.2024).
27. Tan, T.M. (2018). Governance for green urbanisation: Lessons from Singapore’s green building certification scheme. Cities, 74, 122–133. Получено из: https://doi.org/10.1016/j.cities.2017.11.002 (дата обращения: 14.09.2024).
28. Allied Market Research (2023). Smart Building Market Size, Share & Trends Report, 2023-2032. Получено из: https://www.alliedmarketresearch.com/smart-building-market#:~:text=Smart %20Building %20Market %20Statistics %2C %202032,12.3 %25 %20from %202023 %20to %202032. (дата обращения: 14.09.2024).
29. Smart Energy. (2019, 24 октября). The role of smart buildings in the development of smart cities. Получено из: https://www.smart-energy.com/industry-sectors/iot/the-role-of-smart-buildings-in-the-development-of-smart-cities/ (дата обращения: 14.09.2024).
30. Smart Cities Marketplace. (2024, 15 января). €17 million EU project supports Zaragoza becoming a climate-neutral city. Получено из: https://smart-cities-marketplace.ec.europa.eu/news-and-events/news/2024/eu17-million-eu-project-supports-zaragoza-becoming-climate-neutral-city (дата обращения: 15.09.2024).
31. Architechtures: Architecture news and projects. Получено из: https://architechtures.com/en (дата обращения: 15.09.2024).
32. Urbanistai: City Innovation and Technology. Получено из: https://www.urbanistai.com (дата обращения: 15.09.2024).
33. IMD World Competitiveness Center. (n.d.). Smart City Observatory. Получено из: https://www.imd.org/smart-city-observatory/home/ (дата обращения: 15.09.2024).
34. Расходчиков, А.Н. Искусственный интеллект и «умный город»: от цифровизации к городу-инновации / А.Н. Расходчиков // Социально-политические науки. – 2022. – №4. Получено из: https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-i-umnyy-gorod-ot-tsifrovizatsii-k-gorodu-innovatsii (дата обращения: 07.09.2024).
35. UN-Habitat. (2022). World Cities Report 2022: Envisaging the Future of Cities. Получено из: https://unhabitat.org/sites/default/files/2022/06/wcr_2022.pdf (дата обращения: 15.09.2024).
36. Ластовская М.Р., Адамов Т.А., Багарян К.С., & Мелконян А.Л. (2021). Смарт города, как ключ к решению проблем с глобальным потеплением. StudNet, 4 (8). doi: 10.24412/2658-4964-2021-103679.
37. Никушина А.Н., & Сарафанов А.Д. (2016). «Умный» город как вектор социально-экономического развития территорий // Теория и практика современной науки. 3 (9), 354-357. Получено из: https://cyberleninka.ru/article/n/umnyy-gorod-kak-vektor-sotsialno-ekonomicheskogo-razvitiya-territoriy (дата обращения: 07.09.2024).
38. Горда О.С. (2023). Сущностные характеристики и особенности функционирования смарт-городов в мировой экономике // Научный вестник: финансы, банки, инвестиции. 3(64), 69-81. Получено из: https://cyberleninka.ru/article/n/suschnostnye-harakteristiki-i-osobennosti-funktsionirovaniya-smart-gorodov-v-mirovoy-ekonomike (дата обращения: 07.09.2024).
39. Kim, S.-C., Hong, P., Lee, T., Lee, A., & Park, S.-H. (2021). Determining Strategic Priorities for Smart City Development: Case Studies of South Korean and International Smart Cities. Sustainability, 13(16), 9189. Получено из: https://doi.org/10.3390/su13169189 (дата обращения: 17.09.2024).
40. Schreiner, C. (2016). International Case Studies of Smart Cities Rio de Janeiro, Brazil. Получено из: https://webimages.iadb.org/publications/english/document/International-Case-Studies-of-Smart-Cities-Rio-de-Janeiro-Brazil.pdf (дата обращения: 07.09.2024).
41. Колодий Н.А., Иванова В.С., & Гончарова Н.А. (2020). Умный город: особенности концепции, специфика адаптации к российским реалиям // Социологический журнал, (2), 102-123. Получено из: https://cyberleninka.ru/article/n/umnyy-gorod-osobennosti-kontseptsii-spetsifika-adaptatsii-k-rossiyskim-realiyam (дата обращения: 07.09.2024).
42. Montes J. M., Ramirez C. E., Gutierrez M. C. and Larios V. M. (2019) Smart Contracts for supply chain applicable to Smart Cities daily operations. IEEE International Smart Cities Conference (ISC2), Casablanca, Morocco, 2019, pp. 565-570, doi: 10.1109/ISC246665.2019.9071650. Получено из https://ieeexplore.ieee.org/document/9071650.
References
1. Fortune Business Insights (2023). IoT in Smart Cities Market. URL: https://www.fortunebusinessinsights.com/iot-in-smart-cities-market-105029 (Accessed: 01.09.2024).
2. World Economic Forum. (2019, January 14). The anatomy of a smart city. URL: https://www.weforum.org/agenda/2019/01/the-anatomy-of-a-smart-city/ (Accessed: 01.09.2024).
3. World Economic Forum. (2022, April 25). Homes are getting smarter. Here's how the smart tech market will grow. URL: https://www.weforum.org/agenda/2022/04/homes-smart-tech-market/ (Accessed: 01.09.2024).
4. Statista (2023, November 16). Number of IoT connected devices worldwide from 2019 to 2030. URL: https://www.statista.com/statistics/1183457/iot-connected-devices-worldwide/ (Accessed: 01.09.2024).
5. Shah, S.A.A., Yaqoob, I., & Kumar, R. (2023) Towards sustainable smart cities: Challenges, opportunities, and enabling technologies. Sensors, 23(8), 3880. Available at: https://doi.org/10.3390/s23083880 (Accessed: 01.09.2024).
6. ThinkRF. (n.d.). Smart Cities Powered by Wireless Technologies. Available at: https://thinkrf.com/smart-cities-powered-by-wireless-technologies/ (Accessed: 01.09.2024).
7. Allied Market Research (2021). Wireless Connectivity Technology Market. Available at: https://www.alliedmarketresearch.com/wireless-connectivity-technology-market-A06094 (Accessed: 01.09.2024).
8. Zanella, A., Bui, N., Castellani, A., Vangelista, L., & Zorzi, M. (2016). Internet of Things for Smart Cities. IEEE Internet of Things Journal, 1(1), 22–32. URL: https://doi.org/10.1109/JIOT.2014.2322488 (Accessed: 01.09.2024).
9. IDEMIA. (2023, November 21). IDEMIA and Teal Forge Strategic Partnership Enabling Seamless Connectivity for Future IoT Use Cases. URL: https://www.idemia.com/press-release/idemia-and-teal-forge-strategic-partnership-enabling-seamless-connectivity-future-iot-use-cases-2023-11-21 (Accessed: 01.09.2024).
10. KBV Research. (n.d.). Blockchain IoT Market. URL: https://www.kbvresearch.com/blockchain-iot-market/ (date of access: 01.09.2024).
11. Margret, M.K. and Julie, E.G. (2024) Smarter and resilient smart contracts applications for smart cities environment using blockchain technology, Automatika, 65(2), pp. 572–583. doi: 10.1080/00051144.2024.2307228. (accessed: 10.01.2024).
12. Montes J.M., Ramirez C.E., Gutierrez M.C. and Larios V. M. Smart Contracts for supply chain applicable to Smart Cities daily operations, 2019 IEEE International Smart Cities Conference (ISC2), Casablanca, Morocco, 2019, pp. 565-570, doi: 10.1109/ISC246665.2019.9071650.
13. Comply Advantage. (n.d.). Cryptocurrency Regulations Around the World. URL: https://complyadvantage.com/insights/cryptocurrency-regulations-around-world/ (accessed: 10.09.2024).
14. Hashstudioz Technologies. (2022). Smart City Ecosystem Using Blockchain Technology. URL: https://hashstudioz.com/blog/smart-city-ecosystem-using-blockchain-technology/ (access date: 10.09.2024).
15. World Economic Forum. (2024, 15 September). How blockchain could change the world of finance. URL: https://www.weforum.org/agenda/2024/01/blockchain-change-world-finance-stablecoins-internet/ (accessed: 09.09.2024).
16. Grand View Research. (2023). Intelligent Transportation Systems Market Size, Share & Trends Analysis Report By Offering (Traffic Management, Advanced Public Transportation Systems, Automotive Telematics), By Region, And Segment Forecasts, 2023 – 2030. URL: https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/intelligent-transportation-systems-industry (access date: 01.09.2024).
17. Google Maps unveil s new AI-powered navigation tools. URL: https://www.fastcompany.com/90973083/google-maps-unveils-new-ai-powered-navigation-tools (Accessed: 10.09.2024).
18. Babic, Mladen & Vekić, Aleksandar & Stanojevic, Milos & Ostojic, Gordana & Borocki, Jelena & Stankovski, Stevan. (2019). Modern Parking Solutions for Smart Cities. URL: https://www.researchgate.net/publication/368073250_Modern_Parking_Solutions_for_Smart_Cities.
19. Cleverciti: Smart parking solutions for cities. URL: https://www.cleverciti.com/en/verticals/city (Accessed: 14.09.2024).
20. ModeShift. (n.d.). What is the Future of Artificial Intelligence (AI) in Transportation?. URL: https://www.modeshift.com/what-is-the-future-of-artificial-intelligence-ai-in-transportation/ (Accessed: 14.09.2024).
21. McKinsey & Company. (2023, May 24). Autonomous driving’s future: Convenient and connected. URL: https://www.mckinsey.com/industries/automotive-and-assembly/our-insights/autonomous-drivings-future-convenient-and-connected (Accessed: 01.10.2024)
22. Enterprise Apps Today. (n.d.). Smart City Statistics: Facts, Trends and Predictions. URL: https://www.enterpriseappstoday.com/stats/smart-city-statistics.html (Accessed: 14.09.2024).
23. RTS. (n.d.). What is a Smart Waste Bin?. URL: https://www.rts.com/blog/what-is-a-smart-waste-bin/ (Accessed: 14.09.2024).
24. Construction21 (2017, April 26). 9 Ways Smart Cities Can Use Renewable Resources. Retrieved from https://www.construction21.org/articles/h/9-ways-smart-cities-can-use-renewable-resources.html (Accessed: 14.09.2024).
25. Deloitte. (n.d.). Define Your Smart City Strategy. Retrieved from https://www2.deloitte.com/us/en/pages/consulting/solutions/smart-citiesstrategies.html (Accessed: 14.09.2024).
26. ABB. (2011, September 19). ABB curbs energy costs with intelligent control system for sustainable Shanghai bank. Retrieved from https://new.abb.com/news/detail/74152/abb-curbs-energy-costs-with-intelligent-control-system-for-sustainable-shanghai-bank (Accessed: 14.09.2024).
27. Tan, T.M. (2018). Governance for green urbanisation: Lessons from Singapore’s green building certification scheme. Cities, 74, 122–133. Retrieved from: https://doi.org/10.1016/j.cities.2017.11.002 (Accessed: 14.09.2024).
28. Allied Market Research. (2023). Smart Building Market Size, Share & Trends Report, 2023-2032. Retrieved from https://www.alliedmarketresearch.com/smart-building-market#:~:text=Smart %20Building %20Market %20Statistics %2C %202032,12.3 %25 %20from %202023 %20to %202032. (Accessed: 14.09.2024).
29. Smart Energy. (2019, October 24). The role of smart buildings in the development of smart cities. Retrieved from: https://www.smart-energy.com/industry-sectors/iot/the-role-of-smart-buildings-in-the-development-of-smart-cities/ (Accessed: 14.09.2024).
30. Smart Cities Marketplace. (2024, January 15). €17 million EU project supports Zaragoza becoming a climate-neutral city. Retrieved from: https://smart-cities-marketplace.ec.europa.eu/news-and-events/news/2024/eu17-million-eu-project-supports-zaragoza-becoming-climate-neutral-city (Accessed: 15.09.2024).
31. Architechtures: Architecture news and projects. Retrieved from: https://architechtures.com/en (Accessed: 15.09.2024).
32. Urbanistai: City Innovation and Technology. Retrieved from: https://www.urbanistai.com (Accessed: 15.09.2024).
33. IMD World Competitiveness Center. (n.d.). Smart City Observatory. Retrieved from: https://www.imd.org/smart-city-observatory/home/ (Accessed: 15.09.2024).
34. Raskhodchikov, A.N. (2022) [Artificial intelligence and the "smart city": from digitalization to an innovation city]. Social and political sciences. 4. Retrieved from: https://cyberleninka.ru/article/n/iskusstvennyy-intellekt-i-umnyy-gorod-ot-tsifrovizatsii-k-gorodu-innovatsii (accessed: 07.09.2024).
35. UN-Habitat. (2022). World Cities Report 2022: Envisaging the Future of Cities. Retrieved from: https://unhabitat.org/sites/default/files/2022/06/wcr_2022.pdf (Accessed: 15.09.2024).
36. Lastovskaya M.R., Adamov T.A., Bagaryan K.S., & Melkonyan A.L. (2021). [Smart cities as a key to solving global warming problems]. StudNet, 4 (8). doi: 10.24412/2658-4964-2021-103679.
37. Nikushina A.N., & Sarafanov A.D. (2016). ["Smart" city as a vector of social and economic development of territories]. Theory and Practice of Modern Science, 3 (9), 354-357. Retrieved from: https://cyberleninka.ru/article/n/umnyy-gorod-kak-vektor-sotsialno-ekonomicheskogo-razvitiya-territoriy (Accessed: 07.09.2024).
38. Gorda O.S. (2023). [Essential characteristics and features of functioning of smart cities in the global economy]. Scientific Bulletin: Finance, Banks, Investments, 3 (64), 69-81. Retrieved from: https://cyberleninka.ru/article/n/suschnostnye-harakteristiki-i-osobennosti-funktsionirovaniya-smart-gorodov-v-mirovoy-ekonomike (Accessed: 07.09.2024).
39. Kim, S.-C., Hong, P., Lee, T., Lee, A., & Park, S.-H. (2021). Determining Strategic Priorities for Smart City Development: Case Studies of South Korean and International Smart Cities. Sustainability, 13(16), 9189. Retrieved from: https://doi.org/10.3390/su13169189 (Accessed: 17.09.2024).
40. Schreiner, C. (2016). International Case Studies of Smart Cities Rio de Janeiro, Brazil. Retrieved from: https://webimages.iadb.org/publications/english/document/International-Case-Studies-of-Smart-Cities-Rio-de-Janeiro-Brazil.pdf (Accessed 07.09.2024).
41. Kolodiy N.A., Ivanova V.S., & Goncharova N.A. (2020). [Smart city: features of the concept, specificity of adaptation to Russian realities]. Sociological Journal, 2, 102-123. Retrieved from: https://cyberleninka.ru/article/n/umnyy-gorod-osobennosti-kontseptsii-spetsifika-adaptatsii-k-rossiyskim-realiyam (Accessed 07.09.2024).
42. Montes J.M., Ramirez C.E., Gutierrez M.C. and Larios V.M. (2019) Smart Contracts for supply chain applicable to Smart Cities daily operations. 2019 IEEE International Smart Cities Conference (ISC2), Casablanca, Morocco, 2019, pp. 565-570, doi: 10.1109/ISC246665.2019.9071650. Retrieved from: https://ieeexplore.ieee.org/ document/ 9071650.
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Статьи журнала «Новое в экономической кибернетике» находятся в открытом доступе и распространяются в соответствии с условиями Лицензионного Договора с Донецким Государственным университетом, который бесплатно предоставляет авторам неограниченное распространение и самостоятельное архивирование.
