A.1.3. Умные города, имеющие чувства

Понятие Умного Города было развито в течение последних лет главным образом, но не только, на основе городских сетей датчика, которые предоставляют информацию или к централизованной системе управления или на движущиеся устройства вокруг них. Это понятие является развитием интеллектуальной комнаты и идей интеллектуальных зданий, и обращено обоим людям, живущим и работающим в городе, и людям, организовывающим и управляющим городской инфраструктурой. Следующие ключевые продолжающиеся применения обеспечивают базу для развертывания Умного Города:

 оптимизированная транспортировка: предоставление оперативной транспортной информации, выбор средств транспортировки и их комбинации, динамическая адаптация к улице, передача сигналов для уменьшения скопления и загрязнения,

 персонифицированные услуги: для посещения магазина, администрации, планирования нового бизнеса, культуры, досуга, безопасности и здоровья,

 социальные обеспечения: социальная активность, согласование с людьми, имеющими общие интересы,

 службы управления: свет, температура и борьба с загрязнением окружающей среды, поток трафика, газа, воды и электричества, контроль улицы, труб и мостов, отклики на чрезвычайные ситуации, контроль общественного транспорта, планирование нового общественного транспорта.

Из перспективы развертывания сети огромный набор передовых технологий требуется для полного выполнения идеи Умных Городов и требуемое усилие для объединения их будет существенным. То же самое случается с изготовителями, операторами, поставщиками обслуживания и городскими администраторами, так как предусмотрено близкое сотрудничество среди них. Все существующие беспроводные сети (сотовые 2G/3G/4G и далее, от точки к точке, WLAN, WPAN, WMAN, ячеистые сети), и также пользовательские терминалы, главным образом смартфоны, которые являются сегодняшними главными движущимися приемопередатчиками, будет играть важную роль, чтобы облегчить развертывание Умного Города. Их роль как личных автономных устройств доступа сети изменится в будущих сетях, когда карманный компьютер будет активным как совместный сетевой узел, и затем будет в состоянии измерить экологические параметры через его собственные датчики, так же как гео-опора на них, таким образом обеспечит помощь Умному Городу, контролирующему процедуры. Подход к этому понятию найден в некоторых недавних случаях, где, чтобы сократить количество узлов, датчики были установлены на транспортных средствах общественного транспорта как автобусы или такси, имея преимущества в том, чтобы быть мобильными датчиками, разработанными специально для более легкого обслуживания и обновления.

Коммуникации Устройство с Устройством (M2M) и Интернет Вещей (IoT) были фундаментальны для определения понятия Умного Города, комбинируя проводные и беспроводные сети, чтобы передать данные с датчика эффективным способом. Есть вызовы исследования в обнаружении решений, когда чрезвычайно плотное население и устройства радиосвязи близко расположены и производят независимое движение с различными моделями, излагая потребность разделить то же самое объединение радио-ресурсов, избегая отказа сети и поддерживая высокую эффективность спектра и энергии. Это становится особенно важным, когда рассматриваются быстро двигающиеся и быстрые релейные устройства. Хотя все сложенные слои могут пострадать от этих проблем, внимание должно быть сосредоточено на решениях в PHY, MAC и слоях LLC беспроводных систем, определяя новые методы и также снова используя существующие методы, разработанные в других целях. Понятие Умной ячеистой Сети будет полностью осуществлено в форме распределенных сетей, не только собирая и сообщая о данных, но также и принимая интеллектуальные решения, особенно те, которые обращаются к экономии энергии. Одна давнишняя и все еще в значительной степени нерешенная проблема ‑ врожденное ограничение радио-распространения в контексте Умного Города. Прежде всего, большое разнообразие сценариев мешает планировать, что система, основанная на “одном размере, соответствовала всей” радио-модели канала. Тогда, текущее уплотнение спектра и большое распространение величин потерь проникновения фактически бросают вызов идее, что низкие частоты RF должны быть предпочтены (например 400 МГц) благодаря их более легкому проникновению. Кроме того, Умный Город и устройства IoT должны быть низкой цены, которая добавляет важные ограничения, требуя, чтобы обеспечивались небольшой размер, простота, низкая передаваемая мощность и низкое потребление энергии. Поэтому, это все еще призывает к улучшенным радио-моделям канала, способным выражать большую изменчивость ослабления распространения на интересующих частотах, принимая во внимание важные случаи их использования.

Ожидается, что определение кипы протоколов взаимодействия следующего поколения и открытые стандарты для M2M/IoT переместятся из известных беспроводных протоколов, таких как ZigBee, RFID, Bluetooth или составляющие собственность протоколы, к текущим 802.15.4e, 6LoWPAN, RPL, и т.д., и затем все же, чтобы быть определенными протоколами, намеревалось объединить и улучшить беспроводные сети датчика. Наконец, соответствующий вызов в Умных Городах: как управлять Большими Данными, снабжаемые Городом, выбрать, какие услуги должны быть открытыми или сохранены как частные данные, уверить уровень защиты, требуемый различными типами данных и установить надлежащего менеджера таких больших наборов данных. Здесь, понятие Городских Лабораторий возьмет чрезвычайно высокую важность на следующие несколько лет. В понятии Городской Лаборатории сеть и данные будут открыты для исследования и анализа ученым, чтобы проанализировать и проверить предложения, предназначенные для улучшения различных сетей и протоколов, так же как привести в исполнение прогнозирующие инструменты и развить новые применения для того, чтобы извлечь информацию из данных, среди других возможностей.