В днешно време големите градове са изправени пред големи проблеми като задръствания, замърсяване на въздуха и потребление на енергия. Тези големи проблеми в големите градове могат да бъдат решени чрез използване на големи данни (което означава обработка на големи обеми от данни).
Точно това са градските компютри. Той може да бъде дефиниран просто като използването на големи данни за справяне с големите проблеми на големите градове.
Нека разкажем повече за това.
Градските изчисления включват процес на събиране, интегриране и анализ на големи и разнородни данни, генерирани от различни източници в градските пространства. Такива източници на данни включват сензори, мобилни устройства, превозни средства, сгради и хора.
Какво представляват градските компютри?
В статията, озаглавена "Градски компютри: концепции, методологии и приложения", авторите представят обща рамка за прилагане на градски компютърни технологии.
Градските компютърни технологии свързват ненатрапчиви и повсеместни сензорни технологии, усъвършенствано управление на данни, аналитични модели и нови методи за визуализация, за да създадат решения, които подобряват градската среда, качеството на човешкия живот и системите за управление на градовете.
Трябва също така да подчертаем, че градските компютърни технологии са интердисциплинарна област. Тя интегрира компютърните науки с други области като транспорт, строително инженерство, икономика, екология и социология в контекста на градските пространства.
Вероятно големият въпрос, който ви вълнува, е: как да приложим градските компютри, за да преодолеем проблемите на големите градове?
Добри новини, има рамка за това!
Градска компютърна рамка
В статията, озаглавена "Градски компютри: концепции, методологии и приложения", авторите представят обща рамка за прилагане на градски компютърни технологии.
Рамката се състои от четири слоя: Градски сензори, управление на градски данни, анализ на данни и предоставяне на услуги. Всеки слой има специфична функция.
Сайтът Градски сензори слой отговаря за събирането на данни от градските пространства. Събирането на данни може да се извършва чрез различни техники, като например засичане с участие, засичане на тълпи и мобилно засичане.
Сайтът Управление на градски данни слой позволява организиране на данни чрез някаква структура за индексиране, която включва както пространствено-времева информация, така и текстове за подпомагане на ефективен анализ на данни.
В Слой за анализ на данни, различни техники, като например Извличане на данни, Машинно обучение, и Визуализация на данни се използват за идентифициране на модели в данните и получаване на ценна информация от тях за последващо вземане на решения.
Сайтът Предоставяне на услуги слой включва различни решения и услуги, насочени към подобряване на шофирането, намаляване на задръстванията, замърсяването на въздуха и потреблението на енергия. Например, в случай на откриване на аномалия в трафика, тази информация ще бъде предоставена на транспортния орган за разпръскване на трафика и диагностициране на аномалията.
И така, пред какви предизвикателства са изправени градските изчисления?
За идеалното изпълнение на проекта Urban Computing са необходими три големи предизвикателства:
1.Снемане и събиране на данни.
Това предизвикателство е свързано с това как да се събират градски данни по ненатрапчив и непрекъснат начин, като се имат предвид ограниченията в броя на сензорите, разположени в града.
Изграждането на нови сензорни инфраструктури би могло да постигне целта, но това би увеличило тежестта на градовете.
Човекът като сензор е нова концепция, която може да помогне за справяне с това предизвикателство, като използва публикациите му в социалните мрежи или GPS следите му, за да разбере събитията, които се случват около него.
Хората като сензор носят нови предизвикателства, като например:
- Увеличаващо се използване на енергия от устройствата;
- Поверителност на личната информация;
- Изкривени данни, тъй като потребителите не са равномерно разпределени и не изпращат показания с еднаква честота;
- Неструктурирани, неявни и шумни данни, предоставени от потребителите. За разлика от тях данните, генерирани от традиционните сензори, са добре структурирани, явни, чисти и лесни за разбиране.
2. Хетерогенни данни.
Техниките за извличане на данни и машинно обучение обикновено работят с един вид данни. Решаването на градските предизвикателства обаче включва широк спектър от фактори (например изследването на замърсяването на въздуха включва едновременно проучване на транспортния поток, метеорологията и земеползването).
3. Хибридни системи.
За разлика от търсачката или цифровата игра, при които данните се генерират и консумират в цифровия свят, градските компютри обикновено интегрират данни от двата свята (съчетаване на трафика със социалните медии).
Проектирането на хибридни системи е много по-трудно, отколкото при конвенционалните системи, тъй като системата трябва да комуникира с много устройства и потребители едновременно и да изпраща и получава данни в различни формати.
Какви са основните приложения на градските изчисления?
Приложенията на градските компютри могат да бъдат безбройни.
Приложенията могат да бъдат групирани в седем категории: градско планиране, транспорт, околна среда, обществена безопасност и сигурност, енергетика, икономика, екология и социална сфера.
Ето кратко описание на всяка от тях:
- Градско планиране.
Планирането е важно за изграждането на интелигентни градове. Тази категория включва откриването на основни проблеми в транспортните мрежи, откриването на функционални региони в града (като например области, които поддържат различни нужди на хората и служат като техника за организиране, като например образователни области или бизнес райони), както и откриването на границите на града, за да се разбере неговата еволюция.
- Транспорт.
Тази категория включва: подобряване на шофирането, таксиметрови услуги и системи за обществен транспорт.
- Околна среда.
Бързият напредък на урбанизацията ще се превърне в потенциална заплаха за околната среда в градовете. Градските компютри за околната среда включват: подобряване на качеството на въздуха в градовете и намаляване на шумовото замърсяване.
- Обществена безопасност и сигурност.
Тук можем да изброим следните приложения: откриване на аномалии в трафика, откриване на бедствия и откриване на произшествия.
- Консумация на енергия.
Бързият напредък на урбанизацията консумира все повече енергия. Приложенията в тази категория са намаляване на потреблението на газ и електроенергия.
- Икономика.
Динамиката на един град може да покаже тенденцията в икономиката на града. Пример за приложение в тази категория е прогнозирането на тенденцията на фондовия пазар.
- Социални.
Приложенията в тази категория са препоръки за местоположение, планиране на маршрути, препоръчване на местоположение и дейности и разбиране на динамиката на града.
Има ли някои технологии за градски изчисления?
Съществуват няколко базови технологии за градски компютри, които са групирани в категории. Най-често използваните категории са:
Техники за градско наблюдение. Традиционно засичане и измерване чрез инсталиране на сензори, пасивно засичане на тълпата, което използва съществуващата инфраструктура за събиране на данни, генерирани от тълпата, и засичане с участие, при което хората активно допринасят с информацията около тях;
Техниките за управление на градски данни позволяват организирането на множество хетерогенни източници на данни за следващия процес на Data Mining;
Техниките за сливане на знания позволяват ефективно сливане на знанията, получени от множество хетерогенни източници на данни;
Техниките за визуализация на градски данни трябва не само да показват необработени данни и да представят резултати, но и да позволяват откриването и описването на модели, тенденции и връзки в данните.
Както виждате, Urban Computing може да бъде много полезен инструмент за решаване на основните проблеми на съвременните градове.
Предизвикателствата, с които се сблъскват градските компютърни технологии, в крайна сметка ще бъдат преодолени, което ще ни позволи да имаме по-добро бъдеще за нашите градове.
Препратки
T. Киндберг, М. Чалмърс и Е. Паулос. 2007. Въведение на гост-редакторите: Градски компютри. Pervasive Computing 6, 3, 18-20
Кликнете върху изображението по-долу, за да проверите нашите илюстрации на Mind the Graph за градски компютри.
Абонирайте се за нашия бюлетин
Ексклузивно висококачествено съдържание за ефективни визуални
комуникация в областта на науката.
Bulgarian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak