Разработка и реализация модели «умного города» (на примере города Белгород)

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» (НИУ «БелГУ»)

ИНСТИТУТ УПРАВЛЕНИЯ КАФЕДРА СОЦИАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

РАЗРАБОТКА И РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ «УМНОГО ГОРОДА» (НА ПРИМЕРЕ ГОРОДА БЕЛГОРОД) Курсовой проект студентки заочного отделения 4 курса группы 5 001 155

специальности «Государственное и муниципальное управление»

по дисциплине «Прогнозирование и проектирование»

Горбатенко Юлии Александровны Белгород 2014

Раздел I. Теоретические основы понятия модели «Умный город»

Раздел II. Разработка и реализация модели «Умный город» (на примере города Белгород)

Заключение

Список источников и литературы

Введение

Любой уважающий себя город нуждается в стратегии развития, которую вырабатывает исходя из идеальных представлений о будущем и имеющихся возможностей. У каждого свой жизненный путь и персональная история успеха, которые зависят от множества факторов и обстоятельств. Вместе с тем все города стремятся к достижению двух фундаментальных целей. Первая заключается в создании высококачественной среды обитания, что диктуется растущей конкуренцией за инвестиции и мозги. Вторая цель — обеспечение устойчивого развития, то есть поиск интегральной (экономической, социальной, транспортной, энергетической, экологической и т. д.) модели, которая гарантировала бы достойное существование минимум нескольким поколениям горожан.

В настоящее время в решении задач модернизации экономики и инновационного развития России ключевую роль призваны играть информация, знания, широкое использование информационно-коммуникационных технологий, решение проблем оптимального использования природных ресурсов, экологии, а также формирования социальной среды, призванной обеспечить оптимальные условия для трудовой деятельности участников инновационного процесса. В этой связи, проблема создания умных городов является сегодня одной из актуальных.

Степень изученности темы. Модель «умный город» была рассмотрена в следующий работах: Боженов С. А., Глейзер Э. Л., Глебова И.С.

Проблема исследования — в противоречии между необходимостью создания умных городов и недостаточным опытом в этой сфере.

Объектом курсового исследования является модель «умный город».

Предмет исследования: разработка и реализация модели «умный город» (на примере города Белгород).

Цель исследования — рассмотреть разработку и реализацию модели «умный город».

Задачи исследования:

1. Раскрыть сущность понятия модели «умный город»;

2. Рассмотреть реализацию модели «умный город» на примере города Белгород;

3. Создать общий план реализации модели «умный город».

Теоретико-методологические основы исследования. Содержательный подход (изучение содержания исследуемых явлений и процессов, выявление составляющих их элементов, а также взаимодействий между ними) к раскрытию понятия модели «умный город». В процессе работы широко применялись сущностный, системный подходы.

Структура работы. Работа состоит из введения, двух разделов, заключения, списка источников и литературы.

Раздел I. Теоретические основы понятия модели «Умный город»

Понятие «умного» города.

" Умный" город можно определить, как «город знаний», «цифровой город», «кибергород» или «экогород» — в зависимости от целей городского планирования. «Умные» города в экономическом и социальном аспектах устремлены в будущее. Они ведут постоянный мониторинг важнейших объектов инфраструктуры — автомобильных дорог, мостов, туннелей, железных дорог, метро, аэропортов, морских портов, систем связи, водоснабжения, энергоснабжения, даже важнейших зданий — в целях оптимального распределения ресурсов и обеспечения безопасности. Они постоянно наращивают число предоставляемых населению услуг, обеспечивая устойчивую среду, которая способствует благополучию и сохранению здоровья горожан. Основу этих услуг составляет инфраструктура информационно-коммуникационных технологий (ИКТ).

В структурном аспекте «умный» город — это система взаимодействующих систем. Такое взаимодействие огромного числа систем требует открытости и стандартизации, которые являются основными принципами создания «умных» городов. Проект «умного» города, в котором отсутствует открытость и стандартизация, очень скоро станет громоздким и дорогостоящим. К составляющим «умный» город технологиям относятся высокоскоростные оптические, сенсорные, проводные и беспроводные сети, необходимые для реализации таких преимуществ, как обеспечиваемые благодаря интеллектуальным транспортным системам, «умным» электросетям и организации домашних сетей.

Главное отличие «умного» города от города традиционного заключается в характере взаимоотношений с горожанами. В обычном городе услуги на основе ИКТ не могут так же гибко реагировать на изменения экономических, культурных и социальных условий, как услуги в «умном» городе. Таким образом, «умный» город прежде всего ориентирован на человека, базируется на инфраструктуре ИКТ и непрерывном городском развитии при постоянном учете требований экологической и экономической устойчивости (см. рисунок на следующей странице).

Рис. 1 Модель «умный» город.

Сегодня развивать территории, на которых мы живем, прежними методами уже невозможно. Старые модели заводят в тупик. Это понимают если не все, то уже очень многие. Необходимо создавать и внедрять совершенно новые способы развития.

В ответ на этот вызов на западе возникла концепция «умного города», которая стала стратегическим механизмом развития, соединив в себе растущее значение информации, современных технологий и коммуникаций, социального и природного капитала.

Социальный и природный капитал вместе создают такое понятие, как благоприятная среда для проживания (безопасная, экологичная, чистая, красивая, дающая возможность реализоваться). Такое представление о городе идет вразрез с представлениями индустриальной эпохи, когда задымленный город являлся лишь придатком завода.

Умный город — это новая модель. И она стремительно завоевывает мир.

Успешность города сегодня зависит не только от того, какой в городе есть актив, который раньше называли основными фондами, или физическим капиталом (это здания, земля, производственные мощности). С каждым днем город становится все более зависимым от наличия и качества «мягкой инфраструктуры», т. е. экономики знаний, особой социальной инфраструктуры, всего того, что называют интеллектуальным и социальным капиталом. Последние понятия — социальный и интеллектуальный капитал — в российском представлении почти полностью отсутствуют, или это «игрушки» для интеллектуалов, о которых говорят на конференциях и пишут в диссертациях.

Тем не менее, мировой опыт показал, что именно они определяют развитие современного города.

Дать определение «умному городу» не так-то просто. «Умный город» является переводом «smart city». Английское слово smart — живой, энергичный, толковый, расторопный, сообразительный, интеллектуальный, развитой, дерзкий и нахальный, опрятный, элегантный — как видите, имеет целый комплекс значений. Русское слово «умный» — порожденный ясным умом, обладающий умом — уже по значению.

Сегодня существует достаточно много толкований, которые могут разительно отличаться друг от друга.

Подход к определению «умного города» опирается на глубокое понимание роли социальных связей и человеческого капитала в городском развитии.

В данном понимании это город, в котором местные сообщества постоянно обучаются, адаптируются, создают и используют инновации. Задача заключается в том, чтобы самые разные жители города были включены в социальную жизнь и участвовали в управлении городом и изменении его к лучшему.

И здесь большая роль отводится экологической устойчивости. Она необходима в мире, где ресурсы постоянно убывают, а города все больше и больше в своем развитии делают ставку на туризм и отдых. Использование ресурсов должно быть возобновляемым и гарантировать сохранность природного наследия. Только баланс между экономическим ростом и защитой окружающей среды поможет достичь по-настоящему устойчивого развития.

Итак, комплексный подход к «умному городу» строится на шести главных аспектах:

— умная экономика,

— умная (комфортная) окружающая среда,

— умное передвижение,

— умные люди,

— современная социальная система,

— умная система управления,

— современные технологии, новая энергетика.

Ключевыми элементами здесь являются:

— местная конкурентоспособность;

— новый подход к организации жилья;

— упор на локальную экономику;

— передовой технологический уклад;

— участие граждан в управлении;

— рост человеческого и социального капитала и качества жизни.

Это формирует совершенно новое понимание, что такое рост и развитие города.

При таком подходе город может быть определен как «умный», когда инвестиции в социальный и человеческий капитал, современные информационно-коммуникационные инфраструктуры и технологии производства влекут за собой устойчивое экономическое развитие, повышение качества жизни и управления окружающей средой (через совместное управление).

До недавнего времени понятие «умный город» применялось преимущественно к крупным городам, что наглядно демонстрирует английский язык, где большой и маленький город обозначаются разными словами (соответственно «city» and «town»).

Но мировой опыт показывает, что умными могут быть и малые города. Более того, развитие малого города сегодня исключено, если этот город не становится умным.

Очевидно, что способность перерабатывать информацию, современная инфраструктура и креативный класс могут быть связаны и с маленькими города. Малый город может предоставить комфортную среду обитания (по сравнению с большими городами) — зеленую, экологичную, и лишенную стресса.

Принципы умного города.

Умный город — это такой город, инфраструктура которого построена на новых технологиях, позволяющих рационально использовать источники энергии и минимизировать их вредное воздействие. Сюда относятся новые решения в электроэнергетике, водоснабжении, создании транспортной системы и «умных зданий».

Умный город — собирающее понятие, которое состоит из умной экономики, умных технологии, умной среды, умных людей и, наконец, умного управления. Все эти составные части соединяются с традиционными региональными теориями городского роста и развития. Каждое из этих понятий строится на теориях региональной конкурентоспособности, улучшения качества жизни, участия граждан в управлении городом.

Главная идея системы «Умный город» — создание информационного пространства, содержащего данные о работе контролируемых объектов (счетчиков тепловой и электрической энергии, лифтов, электротехнического оборудования, технических средств безопасности и т. д.). Управление объектами ведется на любом расстоянии в реальном режиме времени, вне зависимости от места расположения объектов и центрального управляющего пункта в городе.

Анализ собранных данных позволяет найти слабые места в работе организации, поставщиков ресурсов, оборудования и персонала.

Введение

в эксплуатацию системы «Умный город» позволяет не только контролировать работу оборудования, но и принимать максимально верные управленческие решения.

Основой для единой системы «Умный город» являются функционально законченные подсистемы:

— диспетчеризации и контроля лифтов;

— автоматизированного коммерческого контроля и учета энергоресурсов и электроэнергии;

— охранно-пожарной сигнализации и видеонаблюдения;

— контроля доступа в помещения и к оборудованию;

— управления оборудованием и инженерными сооружениями;

— другие дополнительные системы, такие как контроль затопления подвалов, сигнализация загазованности горючими газами, экстренной голосовой связи Принципы Умного города (Smart City):

— Микрорайон как градостроительная единица

— Автономность города

— Социальная, деловая и культурная самодостаточность

— Разработка по стандартам экологичного строительства

— Использование новейших информационных и коммуникационных технологий

— Внедрение инновационных технологий энергетики, транспорта и строительства Основные механизмы оптимизации потребления ресурсов в «умном» городе:

— распределение нагрузки на инфраструктурные сети во времени, т. е. снижение неравномерности потребления в период пиков и провалов (основная проблема всех инфраструктур);

— распределение в пространстве, т. е. создание сетевых, а не линейных систем поставки ресурса позволят маневрировать потоками и «обходить» аварийные или пиковые участки;

— создание динамически управляемых источников мощности: малоинерционные генераторы, накопители, демпферы и др.;

— создание распределенной генерации различного масштаба;

— снижение потерь и ресурсопотребления конечных пользователей («умные» дома, энергоэффективное оборудование и др.)

" Умные" города мира.

" Умными" могут быть новые города, которые сразу строятся как «умные», или города, основанные для конкретных целей (например, промышленные города или технопарки), или, что чаще, обычные города, которые шаг за шагом становятся «умными». Многие крупнейшие города мира начали осуществление проектов создания «умного» города, в том числе Сеул, Нью-Йорк, Токио, Шанхай, Сингапур, Амстердам, Каир, Дубай, Коти и Малага. Учитывая современные темпы инноваций, вполне вероятно, что уже в ближайшее десятилетие модели «умных» городов станут широко распространенными реальными и популярными стратегиями городского развития.

Существующие проекты «умного» города различаются. В Амстердаме основное внимание уделяется усилению экологической устойчивости на основе более рациональной организации работ, применения новейших технологий для сокращения вредных выбросов в атмосферу, более эффективного использования энергии. В других городах принимаются меры для преобразования широкого диапазона городских функций в «умные», используя повсеместно распространенные «умные» технологии во всех аспектах жизни горожан. Двумя примерами такой стратегии могут служить проект «Город электронной интеграции» (u-город) в Республике Корее (реализация началась в 2004 году) и проект Deutsche Telekom «T-город» в Германии (реализация началась в 2006 году). Проект «Умный Сеул» осуществляется с целью преобразования системы управления городом в более «умную» и повышения качества жизни горожан.

В разных городах ставятся разные приоритетные цели и задачи, но все «умные» города имеют три важнейшие черты. Первая — наличие инфраструктуры ИКТ. Защищенная инфраструктура ИКТ последующих поколений имеет первостепенное значение для успешного предоставления новых услуг в «умных» городах и для обеспечения готовности к будущему спросу на новые услуги. Вторая — в городе должна быть создана четко выстроенная и интегрированная система управления. Многочисленные системы «умного» города будут действовать слаженно только на основе строгого соблюдения единых стандартов. Третья — в «умном» городе должны быть «умные» пользователи. ИКТ — это средства, обеспечивающие функционирование «умного» города, но они бесполезны в отсутствие компетентных пользователей, умеющих взаимодействовать с «умными» услугами. «Умный» город должен не только расширять доступ к «умным» устройствам для всех категорий населения с разными уровнями доходов и разных возрастных групп, но и обеспечивать доступ к обучению работе с этими устройствами. Основу «умного» города составляет открытая для всех сеть пользователей «умных» устройств, а горожане требуют или создают услуги, которые представляют для них наибольшую ценность.

Стандартизация для «умных» городов.

Учитывая большое значение стандартизации для создания «умных» городов, в различных организациях осуществляются в этой области разнообразные мероприятия. Например, Международная организация по стандартизации (ИСО) рассматривает стандарты «умных» городов в рамках группы, занимающейся темой «системы показателей „умной“ инфраструктуры сообществ». В Секторе стандартизации электросвязи МСЭ (МСЭ-Т) сформирована Оперативная группа по «умным» устойчивым городам для оценки потребностей в стандартизации городов, стремящихся усилить свою социальную, экономическую и экологическую устойчивость через интеграцию ИКТ в городскую инфраструктуру и деятельность.

Решение о создании этой новой Оперативной группы приняла 5 я Исследовательская комиссия (Окружающая среда и изменение климата) на своем собрании, которое состоялось 29 января — 7 февраля 2013 года в Женеве. Создание этой Оперативной группы стало ответом на призыв к действиям, который прозвучал в ходе второй «Недели „зеленых“ стандартов МСЭ», проводившейся в сентябре 2012 года в Париже. «Умные» устойчивые города — это также тема третьего конкурса МСЭ «Приложения на базе экологически чистых ИКТ» .

Для того чтобы формирование «умных» городов стало следующим этапом процесса урбанизации, потребуются новые стандарты, инфраструктура и решения ИКТ, только тогда эта концепция получит реальное воплощение. Оперативная группа МСЭ-Т по «умным» устойчивым городам будет служить открытой площадкой для заинтересованных сторон создания «умных» городов — муниципалитетов, академических и научно-исследовательских учреждений, неправительственных организаций и организаций в области ИКТ, а также отраслевых форумов и консорциумов. Заинтересованные стороны смогут обмениваться знаниями в целях выработки стандартизованных основ, необходимых для обеспечения интеграции услуг на базе ИКТ в «умных» городах.

Понимание концепции «Умный город» в России.

Повышение качества электроснабжения на примере Белгорода и Нижнего Новгорода:

Нижний Новгород — один из городов мира, где начал осуществляться проект «Умный город». Инфраструктура такого города должна быть полностью выстроена на новых технологиях, позволяющих рационально использовать источники энергии и минимизировать воздействие на окружающую среду. Уже сегодня в Нижнем Новгороде внедрены:

— энергосберегающие автоматические программы управления уличным освещением с использованием фотоэлементов и ламп малой мощности;

— автоматизированная система учета электроэнергии в работе городского электротранспорта.

В Нижнем Новгороде и Белгороде, где также реализуются проекты «умного» города, экономика динамично развивается и постоянно растет уровень энергопотребления, поэтому вопрос энергосбережения весьма актуален.

В Белгороде и Нижнем Новгороде сегодня частично используется автоматизированная система, позволяющая контролировать состояние электросетей, вести учет энергопотребления, определять количество перегоревших ламп и дистанционно управлять режимами освещения с районных диспетчерских пунктов.

Интеллектуальные счетчики электроэнергии обеспечивают точность расчетов энергетиков с потребителями, позволяют дистанционно снимать показания со счетчиков, контролировать качество электроэнергии.

«Умные сети» способны повышать качество электроснабжения посредством применения реклоузеров, бустеров и других современных устройств.

В водоснабжении водоканал Нижнего Новгорода первым в России применил комплексную систему очистки воды с применением предварительной амонизации, озона, гипохлорита и ультрафиолета, активно реализует программу по ресурсосбережению путём установки в домах приборов учёта, управляемых с помощью средств сотовой связи. На Нижегородской станции аэрации проектируется создание установки по утилизации метана совместно с ведущим немецким предприятием «РВЕ Пауэр АГ», которая позволит не только сократить выбросы парниковых газов в атмосферу, но и увеличить энергоэффективность предприятия.

С полным применением технологий «умного города» внедрение новых технологий перестанет быть «точечным» и охватит всё водоснабжение в целом, сделав его в разы более эффективным.

По мнению Александра Коваленко, на сегодняшнем этапе развития в России «умные» города могут появиться только при поддержке правительства как эксперимент в отдельно взятом месте: «Концепцию «умного» города можно было бы реализовать при комплексном освоении территории, но в лучшем случае девелопер продумывает инфраструктурное оснащение, зонирование с максимальным разведением автомобильного и пешеходного потоков. Нужно понимать, что сегодня задача девелоперов — построить наиболее доступное по цене жилье либо дома высокого класса. Ни покупатель, ни застройщики пока не видят смысла в проектах, соответствующих концепции «умный город» «, — констатирует эксперт.

России понятие «умного» города некоторые компании и эксперты отождествляют с компьютеризированным коммунальным хозяйством. Но понятие «умного» города не исчерпывается только управлением городскими инфраструктурами в автоматизированном режиме. Оно гораздо шире. Это и системы общественной безопасности, и транспорт, и образование, и охрана здоровья, и экология, культурная и общественная жизнь горожан.

Раздел II. Разработка и реализация модели «Умный город» (на примере города Белгород) В тройку городов мира, где реализуется проект «умный город», попал и российский Белгород — среднестатистический город центра России с населением около 350 тыс. человек, динамично развивающейся экономикой и постоянно растущим уровнем энергопотребления. Инициатором внедрения проекта стали администрация Белгородской области, ОАО «Холдинг МРСК» и ОАО «МРСК центра». В качестве пилотной площадки выбран филиал «МРСК центра» — «Белгородэнерго». Инициативы энергетиков нашли понимание и поддержку у губернатора Белгородской области Евгения Савченко.

Энергетики и правительство региона поддерживают тесный контакт с участниками международного консорциума «умных городов». В конце октября прошлого года топ-менеджеры ОАО «Холдинг МРСК», ОАО «МРСК центра», филиала ОАО «МРСК центра» — «Белгородэнерго» и представители областной администрации побывали в Амстердаме, где приняли участие в конференции «Сеть «умных городов». В ходе встречи специалисты энергетических компаний Москвы, Белгорода, Амстердама, Кейптауна (ЮАР), Боулдера (штат Колорадо) обменялись идеями, познакомились с последними исследованиями, а также обсудили практические решения и шаги в области внедрения интеллектуальных сетей и других интеллектуальных технологий «умного города».

В Белгороде реализуется проект «умного» города, экономика динамично развивается и постоянно растет уровень энергопотребления, поэтому вопрос энергосбережения весьма актуален.

В Белгороде сегодня частично используется автоматизированная система, позволяющая контролировать состояние электросетей, вести учет энергопотребления, определять количество перегоревших ламп и дистанционно управлять режимами освещения с районных диспетчерских пунктов.

Интеллектуальные счетчики электроэнергии обеспечивают точность расчетов энергетиков с потребителями, позволяют дистанционно снимать показания со счетчиков, контролировать качество электроэнергии.

«Умные сети» способны повышать качество электроснабжения посредством применения реклоузеров, бустеров и других современных устройств.

Концепция создания «умного города» реализуется в Белгородской области с 2009 года. Начало было положено на рабочей встрече губернатора Белгородской области Евгения Савченко с представителями Консорциума «умных городов» Accenture. Концепция «умного города», реализующаяся в Белгородской области, направлена на улучшение целого ряда параметров, характеризующих качество жизни человека в городской среде обитания.

Управление современным городом — сложный многогранный процесс. Информационные технологии, транспортная логистика, городская инфраструктура, сервисы для жизни, учебы и работы, снижение нагрузки на окружающую среду, бесперебойное функционирование систем жизнеобеспечения города, оперативность всех служб, комфорт и безопасность жителей, новые возможности для общения и личного роста. Концепцией «умного города» должно быть предусмотрено сбалансированное развитие и качественное улучшение с применением современных технологий каждого из этих направлений.

Это тестирование и системы «умного» учета, и системы автоматизированного управления наружным освещением, и цифровые устройства управления сетями, обеспечивающие автоматизацию, мониторинг и контроль передачи электроэнергии.

Работа по формированию интеллектуальной транспортной системы города, которая проводится лабораторией интеллектуальных транспортных систем. Проводятся исследования энергоэффективных строительных материалов и адаптация западных технологий для российских производств.

Была проведена большая работа энергетиками и учеными вуза по вводу в общую городскую сеть электроэнергии, получаемой на биогазовых и солнечных станциях, введенных в эксплуатацию компанией «Альтэнерго». В вузе работают экспериментальная биогазовая установка, действующие альтернативные источники энергии — солнечные батареи и коллекторы, ветроустановки нескольких типов. Внедрены энергоэффективные тепловые пункты и комплексная распределенная система диспетчеризации энергетических объектов университета, которая является собственной разработкой вуза. Применение комплекса энергосберегающих технологий уже позволили сократить затраты на тепловую энергию в университете более чем на 60%. С 2010 года введено новое направление подготовки бакалавров «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии».

Концепции умного города, энергоэффективности, должны закладываться и реализовываться на стадиях и проектирования, и эксплуатации, и реконструкции уже существующих городов и объектов. А весь набор компонентов «умного города» необходимо и создавать, и грамотно обслуживать.

Губернатор Белгородской области Евгений Савченко 25 марта 2009 года встретился с представителями Консорциума «умных городов» Accenture. Губернатор Евгений Савченко назвал этот проект «амбициозным». Проект «Умный город» — это и есть повышение качества жизни населения. В рамках этой встречи состоялась презентация решений «Умных городов» и обсуждение предложения о построении первого в России «Умного города» в Белгороде. Участие в проекте вместе с областной администрацией принимает филиал ОАО «МРСК Центра» — «Белгородэнерго».

ОАО «МРСК Центра» и Администрация Белгородской области с февраля 2009 года являеются членами Консорциума «умных городов» Accenture.

Техническая политика Единой операционной компании предусматривает замену масляных выключателей на элегазовые и вакуумные, что позволит повысить эффективность оборудования, снизить нагрузку на окружающую среду.

Автоматизация распределительных сетей с применением вакуумных реклоузлов позволяет обеспечить автоматическое секционирование ВЛ 6−10 кВ с выделением поврежденного участка и минимизирует количество отключенных потребителей (локализация отключаемых участков). Это повышает надежность электроснабжения потребителей, уменьшает среднее время прекращения электроснабжения Кроме того применение вакуумных реклоузлов существенно увеличивает коммутационный ресурс выключателей по сравнению с маломасляными выключателями.

Установка приборов учета АИИС КУЭ Нейрон усилит учет потребления электроэнергии потребителями в многоквартирных и частных домах. Дистанционный съем показаний потребления, мониторинг напряжения, нагрузки в сети, вскрытия счетчика, уведомления потребителей о смене тарифов, предстоящих отключениях/ограничениях, получение потребителями и сбытовыми компаниями информации о потреблении (по 30 мин интервалам) позволяют применять гибкие тарифы энергопотребления и разгружать сети во время пиковых нагрузок. Применение балансирующих счетчиков позволяет обнаруживать факты хищения электроэнергии (безучетное потребление) и определять сверхнормативные потери за счет состояния сети. Кроме того, Нейрон дает возможность дистанционно ограничивать потребление электроэнергии по мощности или отключить потребителя.

Установка бустеров улучшает качество электроэнергии за счет стабилизации уровня напряжения, то есть позволяет повысить уровень напряжения в случаях, когда исчерпана возможность регулировки традиционными средствами регулирования напряжения (РПН и ПБВ трансформаторов). Наибольший эффект бустеры дают на линиях достаточно большой протяженности.

Неслучайно для реализации проекта «Умный город» выбран Белгород. Необходимость его внедрения связана с постоянно растущим энергопотреблением в областном центре. По мнению заместителя генерального директора — директора филиала ОАО «МРСК Центра» — «Белгородэнерго» Виктора Филатова, есть два способа решения этой проблемы: строительство новых подстанций, линий электропередачи или применение инновационных технологий. Так, на территории региона уже используются оборудование и программные комплексы, которые с полной уверенностью можно назвать составной частью интеллектуальных сетей «умного города». Это — реклоузеры, вольтодобавочные трансформаторы (бустеры), автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос», автоматизированная система коммерческого учёта электроэнергии с интеллектуальными счётчиками «Нейрон». Часть этих программных продуктов и технологических комплексов разработана белгородскими специалистами, а бустеры с прошлого года производятся в Белгороде. Кроме того, в филиале телемеханизированы все подстанции 35−110 кВ, управление которыми производится дистанционно из Центра управления сетями «Белгородэнерго». Для оперативно-выездных бригад приобретены современные внедорожники, оснащенные необходимым оборудованием для быстрой ликвидации повреждений в сетях.

Топ-менеджеры компании «Аксенчер» подтвердили высокий уровень развития «Белгородэнерго». Так, на совещании, прошедшем после встречи с губернатором, международный директор по «умным технологиям» «Аксенчер» Бартош Войчик отметил: «Увиденное нами в компании говорит о стремлении „Белгородэнерго“ стать лидером по внедрению современных технологий в энергетической отрасли».

По итогам встречи было принято решение создать рабочую группу, которая сформирует основные и актуальные для Белгорода направления реализации проекта «Умный город». Пилотными территориями станут новые микрорайоны Улитка и Юго-Западный.

Проект «Умный город»

1 этап — Мобилизация и определение.

Мероприятия:

— Определение целей и участников

— Установление и определение расширенного списка инициатив

— Определение критериев отбора

Результаты:

— Расширенный список инициатив

— Метод работы

2 этап — Анализ и определение приоритетов.

Мероприятия:

— Составление полного списка инициатив

— Высокоуровневый анализ инициатив в соответствии с критериями

— Определение первоочередных инициатив

— Выбор пилотных проектов

Результаты

— Высокоуровневый анализ инициатив

— Выбор пилотных проектов

3 этап — Разработка документа по запуску проекта.

Мероприятия:

— Разработка плана проекта и инвестиционного предложения по пилотным проектам

— Инициация плана программы

— Результаты

— План по каждому пилотному проекту

— План программы

— 4 этап — Реализация проекта.

В регионе уже используются оборудование и программные комплексы, которые являются элементами интеллектуальных сетей «умного города». Это автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос», вольтодобавочные трансформаторы (бустеры), автоматизированная система коммерческого учета электроэнергии с интеллектуальными счетчиками «Нейрон», телемеханизированные подстанции 35−110 кВ, управление которыми происходит дистанционно из Центра управления сетями филиала ОАО «МРСК центра» — «Белгородэнерго».

«Умное освещение» — первый компонент энергосберегающей концепции. Автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос» позволяет контролировать состояние сетей, вести учет энергопотребления, определять количество перегоревших ламп и, кроме того, дистанционно — без выезда на объектуправлять режимами освещения с районных диспетчерских пунктов. Причем не только режимами включения электроэнергии или освещения в тот или иной промежуток времени (это могут делать многие системы), но управлять именно «частичным» освещением, то есть пофазно. Например, когда на улице начинает смеркаться, может загораться один из трех фонарей, потом — два из трех. С наступлением ночи уже горит вся линия освещения и вся улица освещается полноценно. Такой режим может быть применен в тот момент, когда на улице много людей, когда они ведут активный образ жизни, а также если в том или ином участке сети потребуется полное освещение. В ночное время система работает в дежурном режиме. Задать график работы освещения можно прямо с диспетчерского пункта, это займет всего несколько минут. Далее система сама включает и отключает освещение.

Система «Гелиос» внедрена уже не только в Белгородской области, но и в других регионах России. Она быстро монтируется, используя для своих нужд каналы сотовых операторов связи, поэтому обеспечивает малый срок окупаемости. В зависимости от региона экономия электроэнергии от внедрения системы составляет от 5 до 25%. Органы местного самоуправления, ЖКХ получают возможность контролировать свое энергопотребление, участвовать в изменении графика освещения населенных пунктов. Система не требует особых навыков и доступна рядовым сотрудникам филиалов МРСК.

«Умный учет» на основе автоматизированной системы коммерческого учета электроэнергии (АСКУЭ) с интеллектуальными счетчиками «Нейрон» — второй проект «умного города». Эта система обеспечивает точность расчетов энергетиков с потребителями, позволяет снизить величину коммерческих потерь, дистанционно снимать показания со счетчиков, контролировать качество электроэнергии.

Главная особенность новых интеллектуальных счетчиков «Нейрон» состоит в том, что они позволяют использовать многотарифное меню и имеют двунаправленный интерфейс, то есть обеспечивают двухстороннюю связь с потребителем. На прибор учета могут выводиться сообщения, информирующие потребителя о каких-либо предполагаемых отключениях в сети, пиковых нагрузках, о задолженности и т. д. Счетчик, имеющий высокий класс точности, позволяет владельцу с помощью нажатия специальной кнопки на дисплее сосчитать количество энергии, потребленной в течение дня или ночи, узнать, какое напряжение в сети в настоящий момент, какую мощность потребляют включенные электроприборы. Прибор может отображать данные за день, неделю, месяц и т. д. Срок службы — 40 лет, проверять его работоспособность необходимо только 1 раз в 10 лет. Кроме того, такой прибор учета может выдержать большую нагрузку (50 ампер) по сравнению со счетчиками старого образца, что тоже очень важно в наше время, когда количество электроприборов в доме значительно увеличилось.

На сегодняшний день «умные» приборы учета установлены в районах индивидуальной жилищной застройки и вводных распределительных устройствах, то есть на вводах в многоквартирные дома, где они учитывают объем потребленной электроэнергии в целом по дому и в местах общего пользования. На данный момент энергетиками филиала ОАО «МРСК центра» — «Белгородэнерго» на территории области установлено уже около 20 тыс. таких счетчиков. В целом проект АСКУЭ предусматривает установку в регионе 159 тыс. современных приборов учета электроэнергии. Массовая установка «умных» приборов учета обеспечит максимальную точность расчетов с потребителями, позволит снизить коммерческие потери электроэнергии, а также даст возможность проводить постоянный мониторинг качества электроснабжения жилого фонда и получать информацию, необходимую для планирования мероприятий по снижению потерь.

Важный элемент концепции «умного города» — «умные сети», способные повышать качество электроснабжения посредством применения реклоузеров, бустеров и других современных устройств.

В холдинге МРСК в ряде распределительных сетей 10 кВ для повышения надежности электроснабжения потребителей, снижения затрат и времени на отыскание мест повреждения установлены реклоузеры. Они позволяют с точностью до метра определить разрыв в линии электропередачи. Реклоузеры объединяют в себе вакуумный выключатель и микропроцессорную релейную защиту с противоаварийной автоматикой. Они обеспечивают высокую надежность электросетей, позволяют в случае появления на линии повреждения автоматически локализовать его на небольшом участке сети. Почти любая ЛЭП, питающая трансформаторные подстанции населенных пунктов, очень разветвлена и напоминает реку с множеством притоков. При повреждении на одном коротком участке происходит отключение значительного количества потребителей. Реклоузеры в комплексе со «стреляющими» предохранителями делят ЛЭП на части, отключая только небольшой участок, на котором произошло повреждение. Таким образом, сокращается количество отключенных потребителей, время поиска повреждения, а, следовательно, и время отключения потребителей.

Весной этого года устройство спасло от обесточивания половину поселка Майского в Белгородском районе. Грузовик съехал с трассы и повредил сразу несколько опор. Благодаря реклоузеру 70% потребителей, запитанных от этой линии, даже не заметили повреждений.

Специальные вольтодобавочные трансформаторы — бустеры на сегодняшний день производятся в России и применяются в сетях ОАО «МРСК центра». Устройства служат для повышения, стабилизации напряжения и увеличения пропускной способности сети 0,4 кВ. В 2011 году на территории Белгородской области введено в эксплуатацию 12 бустеров. Всего в настоящее время в регионе функционирует 30 таких устройств.

Внедрение бустеров в филиале «Белгородэнерго» началось еще в 2010 году в связи с ростом нагрузок бытовых потребителей, множественным применением современных электроприборов и увеличением их единичной мощности. Вследствие чего могло ухудшаться качество электроэнергии. Следует отметить, что затраты на установку бустеров по сравнению со средствами на строительство новых трансформаторных подстанций и линий электропередачи значительно ниже. Применение вольтодобавочных трансформаторов позволяет в кратчайшие сроки обеспечить потребителей электроэнергией, которая соответствует по величине напряжения всем требованиям нормативных документов.

энергосберегающий ресурсосберегающий управление

Заключение

В результате проведенной работы были достигнуты цели и выполнены задачи, поставленные во введении. Рассмотрены понятия, связанные с темой «умный город», основные принципы его реализации. Внедрение «умных технологий» дает возможность улучшить экологическую обстановку за счет уменьшения количества вредных выбросов в окружающую среду, в том числе за счет использования нетрадиционных источников энергии, введения экотранспорта. Создание и распространение умных городов было вызвано постоянно увеличивающейся степенью неопределенности задач управления, решаемых в органах государственной власти и крупных корпорациях, их высокой динамичностью, сложностью, многоаспектностью. Такие технологии могут обеспечить город качественной питьевой водой благодаря инновационным системам очистки, сделать жизнь горожан более безопасной.

Изучено техническое оснащение умного города. Они позволяют создавать эффективную систему транспорта: уменьшить загруженность дорог за счет интеллектуального регулирования трафика, создания дорожных информационных служб. «Умные технологии» могут также лежать в основе создания эффективной социальной инфраструктуры, с едиными базами данных о населении, которые позволят оперативно обмениваться информацией и принимать решения, они могут сократить «бумажную» работу. Внедрение этих технологий повысит качество электроснабжения и высвободит дополнительные финансовые средства за счет энергосбережения. Такая единая система управления позволяет существенно улучшить качество предоставляемых горожанам услуг, повысить эффективность всех служб города.

Определены основные тенденции развития умного города. Внедрение ресурсосберегающего подхода в управлении коммунальным хозяйством стало возможным и доступным только сегодня. Это связано с тем, что стоимость оборудования и мероприятий по «умному учету» и «умному потреблению» снизилась, а получаемая экономическая выгода, напротив, возросла. Система «Умный город» позволит замедлить рост тарифов и удешевить услуги ЖКХ, значительно улучшить качество предоставляемых горожанам услуг, повысит эффективность работы всех городских служб. Это даст положительный результат во всех сферах жизни:

— улучшит экологическую обстановку;

— расширит возможности для самореализации граждан;

— улучшит социальную ситуацию в городе;

— повысит конкурентоспособность города;

— повысит инвестиционную привлекательность;

— снизит общегородские затраты;

— высвободит дополнительные финансовые средства;

— даст толчок развитию высокотехнологичных производственных отраслей;

— в целом изменит структуру экономики города и т. д.

Концепции умного города, энергоэффективности, должны закладываться и реализовываться на стадиях и проектирования, и эксплуатации, и реконструкции уже существующих городов и объектов. А весь набор компонентов «умного города» необходимо и создавать, и грамотно обслуживать.

«Умное освещение» — первый компонент энергосберегающей концепции. Автоматизированная система управления уличным освещением «Гелиос» позволяет контролировать состояние сетей, вести учет энергопотребления, определять количество перегоревших ламп и, кроме того, дистанционно — без выезда на объектуправлять режимами освещения с районных диспетчерских пунктов. Причем не только режимами включения электроэнергии или освещения в тот или иной промежуток времени (это могут делать многие системы), но управлять именно «частичным» освещением, то есть пофазно. Например, когда на улице начинает смеркаться, может загораться один из трех фонарей, потом — два из трех. С наступлением ночи уже горит вся линия освещения и вся улица освещается полноценно. Такой режим может быть применен в тот момент, когда на улице много людей, когда они ведут активный образ жизни, а также если в том или ином участке сети потребуется полное освещение. В ночное время система работает в дежурном режиме. Задать график работы освещения можно прямо с диспетчерского пункта, это займет всего несколько минут. Далее система сама включает и отключает освещение.

Именно такая система была установлена в городе Белгород. Подробно о ее внедрении в жизнь города описано во втором разделе.

Список источников и литературы

1. Белгородская государственная универсальная научная библиотека: [сайт] / БГУНБ. — Белгород, 2000;2010

2. Белгородский информационный портал.

3. Белгородские новости.

4. Белгородская сбытовая компания.

5. Губернатор и правительство Белгородской области: [офиц. сайт] / Пресс-центр губернатора Белгор. обл. — Белгород, 2001;2014.

6. Департамент финансов и бюджетной политики Белгородской области.

7. Инновации на службе энергоэффективности // ОАО «Холдинг МРСК» .

8. Информация о социально-экономическом развитии Белгородской области в 2012 году.

9. Международный форум «Современные городские технологии — «Smart Cities».

10. Научная библиотека Белгородского государственного университета: [сайт] / БелГУ, Науч. б-ка. — Белгород, 2000;2014.

11. Официальный сайт правительства Белгородской области.

12. РИА Новости.

13. Российская государственная библиотека: [офиц. сайт] / Федер. агентства по печати и массовым коммуникациям РФ, РГБ. — М., 1999;2014.

14. Сети умного города.

15. Сети «умного города» // ЭСКО.

16. Стратегия развития Белгородской области до 2025 года.

17. эУмные дома и города: для России ли это.

18. Ученые изобрели умные дороги с подогревом // Интересные факты.

19. Электронный мониторинг.

20. Энерговопрос.