ŚWIAT ALLternetu – Telemetria, telematyka, beacony

Podstaw infrastruktury ALLternetu (ALL)

Smart city w literaturze pojawiły się już pod koniec XX wieku, początkowo pod pojęciem wirtualnego miasta – web or virtual city, które nawiązywało do próbą wykorzystania potencjału internetu w publicznej przestrzeni miejskiej. Sieciowy marketing miejski, nowego rodzaju elektroniczne świadczenie usług komunalnych oraz komercyjnych – takie były początki. Prób definiowania nowej rzeczywistości było wiele, lecz co znamienne praktyka zdaje się umykać i wyślizgiwać teoretykom. Rozwój technologii jest gwałtowny a na domiar w wielkiej masie  pojawiających się nowych zastosowań w ogromnej części spontaniczny. Nie jest celem niniejszego opracowania omawianie lub polemika z funkcjonującą w przestrzeni intelektualnej doktryną, lecz próba wyciągnięcia wniosków praktycznych i esencjonalna analiza możliwości optymalnego wdrażania nowych technologii w środowisku miejskim (smart city) i wiejskim (smart village). Nie możemy bowiem w chwili obecnej mówić jedynie o inteligentnym mieście, rozwój industrialny rozmywa jego granice a funkcje miejskie, podmiejskie i wiejskie coraz bardziej się upodabniają i przenikają. Mimo to miasto i wieś zachowują nadal swoją odrębność, wynikającą nie tylko z różnic kulturowych ale także i potrzeb. Jesteśmy w momencie, w którym „internet rzeczy” stając się faktem przestał być celem rozwojowym a stał się jednym z narzędzi postępu. Identyfikacja miliardów urządzeń, to miliardy strumieni danych, które mogą być wykorzystane na milion sposobów. Systemy  analityczno-obliczeniowe, rozproszone i spersonalizowane, big data, telematyka, telemetria, chmura (Cloud computing), mgła (Fog computing) i technologie blockchain to ogromny potencjał ale też ogromne pole dla nadużyć i  zwykłych błędów.

Stopień zaawansowania i skomplikowania technologii wymaga specjalizacji kompetencji oraz odpowiedniego zaplecza badawczo-technicznego, wykraczającej ponad możliwości instytucji publicznych i samorządowych. Nic więc dziwnego, że polskie miasta odrabiające dotąd zaległości infrastrukturalne dopiero wkraczają w erę smart rozwoju, choć nie jest to proces łatwy mimo natłoku ofert i rozwiązań w tej dziedzinie. Problemy formalne i proceduralne, „paradoks technologiczny” (starzenie się technologii w trakcie postępowań przetargowych) postawiły nas gdzieś w tylnej stawce europejskiego „smart peletonu”.

W raporcie przygotowanym jeszcze przed pandemią na zlecenie jednego z liderów technologii smart na rynku europejskim;  Easy Park Group  zbadano 500 miast pod kątem 19 kryteriów (tj.  poziom wykorzystania smartfonów w różnych dziedzinach, używania inteligentnych systemów w ruchu drogowym oraz stosowanie nowoczesnych technologii w zakresie konsumowania energii). Z nich wybrano 100 najbardziej inteligentnych miast. W opisywanym zestawieniu najwięcej można znaleźć miast europejskich, bo aż 57, natomiast na drugim miejscu uplasowały się szybko rozwijające się metropolie Azji w liczbie 18. Co do reszty kontynentów, można wyróżnić 14 smart cities w Ameryce Północnej, pięć w Ameryce Południowej, pięć w Australii i jedno w Afryce. Odnośnie charakteru inteligentnych miast na poszczególnych kontynentach to w Ameryce Pół. (szczególnie w USA) i Europie  technologie informacyjne i komunikacyjne (ICT) są postrzegane jako główny czynnik sukcesu. Natomiast w Australii podkreśla się rolę mediów cyfrowych, przemysłu kreatywnego oraz inicjatyw kulturalnych. Najwięcej inteligentnych miast w zestawieniu istnieje w Niemczech, bo aż 10, natomiast na drugim miejscu znajduje się USA, które może pochwalić się siedmioma. Przechodząc już bezpośrednio do nazw ośrodków, które okazały się najbardziej smart, pierwsze miejsce zdobyła Kopenhaga, drugie Singapur, a trzecie Sztokholm. W tym raporcie możemy odnaleźć również Warszawę, jako jedyne zakwalifikowane polskie miasto, chociaż niestety dopiero na 89. miejscu.

Przytoczony raport opracowany przez Easy Park Group jest dla nas chyba zbyt łaskawy, bo 89 miejsce Warszawy wydaje się nieco wygórowane, z czym zgodzi się zapewne każdy warszawiak. Zmienić tę sytuację może „Standaryzacja Polskiego Inteligentnego Miasta” przy wsparciu ośrodków naukowo-badawczych, takich jak Centrum Badawczego PAN KEZO i  systemowe upowszechnienie rozwiązań smart city oraz ich pełna integracja na bazie cyfrowej platformy komunikacji społecznej dla miejskich technologii, usług i zasobów. Nazwijmy ją „Publiczną Platformą Inteligentnego Miasta” (PPIM). Jej rolą powinno być udostępnienie inteligentnej, łatwej w zarządzaniu i bezpiecznej infrastruktury, którą można skalować tak, aby obsługiwała miliardy urządzeń. Dzięki takiem projektowi Polska ma szansę na dynamiczny rozwój nowych smart cities i villages, a tym samym na znaczne polepszenie jakości życia jej mieszkańców.

Zrozumienie zasad funkcjonowania Publicznej Platformy Inteligentnego Miasta i jej praktycznej przewagi nad dotąd wdrażanymi rozwiązaniami wymaga, krótkiej analizy funkcjonowania „internetu rzeczy” i skutków jego rozwoju. Jako pierwszy użył tego terminy Kevin Ashton w roku 1999, dostrzegł bowiem coraz bardziej masowe zastosowanie metod zdalnego zbierania informacji od przeróżnych urządzeń, które nie tylko wysyłają komunikaty do swoich użytkowników ale także komunikują się ze sobą. Była to naturalna konsekwencja rozwoju informatyki, technik telekomunikacji i internetu.

Telemetria

Możliwość masowego przesyłania danych, w tym w sposób bezprzewodowy stała się początkiem powstania wielowymiarowych baz danych i ich przetwarzania w sposób umożliwiający sterowanie procesami i podejmowanie decyzji użytkowych bez udziału człowieka. Rozpoczęło to burzliwy rozwój telemetrii, dziedziny zajmującej się automatycznym przesyłem wartości pomiarowych na odległość za pomocą modemów, internetu, telefonii komórkowej i układów radiowych. Dzięki niej w sposób ciągły trwa monitoring ruchu pojazdów lądowych, morskich i powietrznych, urządzeń energetycznych, komunikacji miejskiej, danych sejsmologicznych czy klimatycznych. Trudno sobie bez telemetrii wyobrazić funkcjonowanie systemów sprzedażowych, przemysłowych czy choćby badanie opinii publicznej.

Systemy telemetryczne funkcjonują wykonując między innymi następujące czynności:

– rejestrują wyniki pomiarów lub określone sygnały,

– dokonują obliczeń wartości średnich,

– segregują i porządkują wskaźniki w oparciu o wyniki pomiarów,

– przekazują dane i sygnały inicjacyjne(do regulacji) lub ostrzegawcze

Powyższe systemy wykorzystuje Telemetria dwustronna umożliwiająca pełną zdalną i automatyczną kontrolę nad ustawieniami urządzeń. Z rozwiązaniem tym spotykamy się na przykład w nowych samochodach, których monitoring np. obrotów silnika odbywa się na zewnątrz tych pojazdów. Od tego typu rozwiązań już tylko krok do telematyki.

Telematyka

Wyobraźmy sobie, że do wykorzystującej przesył wartości pomiarowych telemetrii dołożymy  paletę kolejnych możliwości, takich jak:

– pozyskiwanie informacji poszerzonych: radary, kamery wideo, monitoring aplikacji i systemów dedykowanych,

– wykorzystanie do komunikacji systemów satelitarnych, sieci lokalnych, mobilnych i rozległych,

– prezentacji informacji i zaleceń dla administratorów systemu telematycznego,

-prezentacji informacji i zaleceń dla użytkowników systemu (SMS, informacje głosowe i wizualne, internet, sygnalizacja świetlna),

– systemy przetwarzania, analiz oraz automatyzacji procesów i reakcji powtarzalnych

Sumując powyższe znajdziemy się na terenie kolejnego owocu burzliwego związku rozwoju telekomunikacji i informatyki: telematyki.

Telematykę charakteryzują zaawansowane i złożone systemy pozyskiwania, przetwarzania, przekazywania i wykorzystania informacji w optymalizacji zarządzania oraz procesach decyzyjnych. Systemy telematyczne są projektowane i dostosowane do konkretnych organizacji i systemów fizycznych oraz są w pełni zintegrowane z tymi systemami. Stąd możemy mówić o telematyce transportu, medycznej, przemysłowej, energetycznej, budowlanej itd. Telematyka korzysta nie tylko z danych zbieranych przez urządzenia telemetryczne, lecz dzięki zaawansowanym programom analityczno monitorującym przetwarza dane pochodzące np. z giełd, statystyk handlowych, informacji o ruchu granicznym, wzrostach lub spadkach wydobycia, prognozach, zależnie od potrzeb danego systemu. Pozwala na automatyzację części procesów, wspomagając jednocześnie tę część, która wymaga decyzyjności zarządzającego systemem. Pozwala optymalizować koszty, logistykę, zwiększać sprzedaż, zasięg, komunikację z użytkownikami lub klientami, realizować inne segmentowo wyznaczone cele.

Internet rzeczy

Wyobraźmy sobie, że możliwości telemetrii i telematyki służyć mają nie konkretnym firmom, przedsiębiorstwom, instytucją jako systemy dedykowane, lecz także ogółowi społeczeństwa, mieszkańcom, miast, wsi, wspólnot. Wyobraźmy sobie, że powstaje system jednocześnie pracujący na rzecz, konsumenta, producenta, urzędnika, petenta, kierowcy i pieszego. Logicznie rzecz biorąc szybsza wymiana informacji, szybsze decyzje, sprawniejsze zakupy i  błyskawiczne interwencje (karetka, straż pożarna, informacja o klęskach żywiołowych), to wzrost komfortu wszystkich uczestników życia społecznego. Internet rzeczy jest środkiem do tworzenia inteligentnych środowisk i przestrzeni: inteligentnego domu, miasta, inteligentnego systemu komunikacji, energetycznego czy inteligentnego systemu ochrony zdrowia. Istotne jest to, że przestrzenie te nie wymagają aktywności użytkownika-beneficjenta. Jeśli posiadamy przy sobie aktywny komunikator/smartfon/laptop, użyteczne informacje otrzymamy bez aplikowania o nie. Jeśli nasze dziecko źle się poczuje w szkole i uda się do pielęgniarki w momencie zarejestrowania jego wizyty otrzymamy powiadomienie. Posiadając w domu urządzenia AGD, grzewcze, RTV, otrzymamy informację o ich nieprawidłowym działaniu (zbyt wysokie zużycie energii), a w przypadku zagrożenia np. awaria pieca, informację otrzymają automatycznie odpowiednie służby. Otwarte systemy telematyczne bez naszego udziału monitorować będą nasze otoczenie dbając o ekologię, koszty i bezpieczeństwo.

Internet rzeczy nie wymaga instalowania celowych aplikacji, raz zaakceptowany system rozwija się i udoskonala tak jak funkcje w systemie windows, prosząc o naszą zgodę tylko w trakcie „wrażliwych” aktualizacji systemu.

Sprawność funkcjonowania internetu rzeczy zależna jest od ilości emiterów danych oraz od ich wszechstronności. Każde urządzenie elektroniczne, każdy czujnik wyposażony w sensory wymieniając dane rozbudowuje system. By obieg informacji był analitycznie pełniejszy potrzebne są jednak emitery zbierające dane nie występujące w urządzeniach tradycyjnych a niezbędne do generowania funkcji zaspakajających potrzeby końcowego beneficjenta systemu– człowieka. Taką funkcję spełniają beacony cdn.

Wojciech Czapla