Внедрение

Масштабирование данных Интернета вещей в умных городах

21 Сентября 2023
Масштабирование данных Интернета вещей в умных городах

По мере того, как умные города превращаются из абстрактных представлений в конкретную реальность, управление огромным потоком данных в реальном времени выходит по важности на первый план. По данным Всемирного экономического форума, умные города ежедневно генерируют более 2,5 квинтиллиона байт данных. Более 50% этого потока данных исходит от устройств Интернета вещей (IoT), встроенных в городскую инфраструктуру.

Но как города могут эффективно собирать, обрабатывать, анализировать и извлекать выгоду из лавин данных, поступающих из огромных сетей датчиков и взаимосвязанных систем? Устаревшие ИТ-архитектуры скрипят под тяжестью растущего объёма данных IoT, что приводит к потере понимания и значительному снижению эффективности из-за отставания критически важных функций. Поскольку объёмы данных достигают невероятных размеров, умным городам требуются более надёжные и гибкие платформы данных, способные поглощать потоки данных и извлекать значимую информацию.

Рассмотрим проблемы с данными умных городов в этот переходный момент, в том числе риски, связанные с использованием устаревшей инфраструктуры, и почему внедрение современных облачных архитектур предлагает наиболее разумный путь вперёд для реализации полного потенциала умных городов, управляемых данными.

Городские регионы приняли модель «умного города» для повышения устойчивости, мобильности, экономического развития и управления. Это достигается за счёт внедрения обширных сетей датчиков во все инфраструктурные системы в сочетании с передовой аналитикой и интегрированными сетями передачи данных. Типичное развёртывание умного города предполагает подключение тысяч устройств IoT во всём: от транспортных средств и электросетей до сетей водоснабжения и систем управления отходами. Это генерирует огромные объёмы данных, которыми необходимо управлять соответствующим образом, чтобы получить выгоду.

Однако большая часть существующей городской инфраструктуры и многие операционные подразделения полагаются на устаревшие ИТ-системы, которые никогда не были предназначены для обработки огромного объёма, скорости и разнообразия гетерогенных потоков данных, генерируемых сетями IoT умного города. Неадекватно спроектированные и масштабированные платформы управления данными подвергают города серьёзному риску системного сбоя. Мы имеем дело с миллионами точек данных, поступающими от датчиков каждую секунду. По большей части это оперативные данные, чувствительные ко времени, которые быстро теряют ценность, если их невозможно немедленно принять, обработать и проанализировать.

Без правильно подобранной архитектуры данных города могут столкнуться с каскадными критическими сбоями, поскольку инфраструктура выходит из строя под нагрузкой. Узкие места системы искажают аналитику и существенно затрудняют усилия по оптимизации. Не менее опасно и то, что города могут полностью упустить важную информацию, скрытую в огромных потоках данных, – информацию, которая может помочь избежать катастрофических событий, связанных с дорожным движением, распределением энергии, эпидемиями общественного здравоохранения или нарушениями безопасности.

Учитывая неотложность масштабирования систем «умного города», сейчас наступает критический момент для городов по перестройке своих подключений к IoT, хранению данных, аналитике и рабочим процессам машинного обучения. Хорошей новостью является то, что возможности приёма, обработки и анализа огромных и быстрых наборов данных быстро развиваются благодаря облачным инновациям. Наверняка существует технология, позволяющая справиться даже с огромными рабочими нагрузками умного города – при условии надлежащего планирования и инвестиций.

Вот пять ключевых шагов, которые городам следует рассмотреть, чтобы преодолеть ограничения наследия и восполнить пробел в данных «умного города»:

• Внедрение централизованных «озёр данных» в облачных архитектурах. Консолидация IoT и других данных из городских агентств и инфраструктурных хранилищ в общие облачные озёра данных может значительно увеличить пропускную способность. Большие озёра данных, созданные на основе облачных технологий, таких как распределенные базы данных, обеспечивают гибкое масштабирование для обработки всплесков данных с датчиков.

• Потоковая передача и аналитика данных в реальном времени. Потоковые вычисления обеспечивают непрерывную обработку и анализ огромных потоков данных для обеспечения оперативного мониторинга, прогнозирования и действий. Именно здесь решающее значение имеют базы данных быстрых временных рядов, оптимизированные для данных телеметрии IoT: они принимают, обрабатывают и запрашивают миллионы показаний датчиков в секунду в любом необходимом масштабе.

• Создание архитектур, управляемых событиями. Развёртывая высокопроизводительные облачные платформы данных, города могут внедрять архитектуры, управляемые событиями, которые автоматически запускают оповещения, моделирование, элементы управления и диспетчеризацию на основе пороговых событий данных в реальном времени. Например, датчики метана в сети газопровода могут вызывать мгновенные оповещения, закрытие клапанов и отправку технических специалистов при обнаружении опасных уровней.

• Организация услуг в гибридном облаке. Умные города должны использовать как локальную, так и общедоступную облачную инфраструктуру, а также тщательно управлять рабочими нагрузками в частных центрах обработки данных и общедоступных облаках, таких как AWS, для оптимизации безопасности, масштабируемости, задержки, пропускной способности и стоимости.

• Внедрение надёжной кибербезопасности. Учитывая экспоненциальный рост числа поверхностей атак и уязвимостей данных, лидеры умных городов должны с самого начала сделать кибербезопасность, управление данными и отказоустойчивую архитектуру главными приоритетами. По мере роста данных растут и риски, если ими не управлять должным образом.

Преодолев, наконец, ограничения наследия, умные города смогут раскрыть огромную скрытую ценность своих потоков данных. Благодаря правильной современной архитектуре города получают возможность принимать, обрабатывать и анализировать данные в реальном времени в огромном объёме, скорости и разнообразии, что необходимо для максимизации операционной эффективности, экономии затрат и качества обслуживания во всех городских сферах.

От прогнозирования пробок на дорогах до обнаружения утечек, оптимизации распределения энергии и графиков транспортировки, управления выбросами и многого другого – возможностей получения выгод бесчисленное множество. Мы только начали прикасаться к тому, что будет возможно, когда умные города будут использовать передовую аналитику, искусственный интеллект и новые подходы, такие как цифровые двойники.

Конечно, ни один город не хочет столкнуться с катастрофическими системными сбоями, которые могут возникнуть в результате несвоевременных действий. Чтобы избежать таких результатов и полностью извлечь выгоду из перспектив создания умных городов, управляемых данными, муниципальные лидеры должны уделять первоочередное внимание инвестициям в навыки, платформы и управление сейчас, до того, как устаревшая инфраструктура достигнет критической точки. Данные — это источник жизненной силы умных городов и горожан. Чтобы полностью реализовать это видение, городам потребуются надёжные и перспективные механизмы обработки данных, способные справиться с резким ростом.

Настало время упреждающего планирования и разумных инвестиций. Вдумчиво соединяя старение и новые технологии, города могут сократить разрыв между ограничениями устаревших данных и перспективами более разумного городского будущего. Но масштабирование возможностей IoT должно стать неотложным приоритетом. Если мы не сможем действовать быстро, возникнут системные разрывы из-за неадекватных потоков данных. Мы можем максимизировать выгоды и построить процветающие городские пейзажи, решая проблему потока данных.


Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал

Короткая ссылка:  vestnik-glonass.ru/~LdUbn
05.02.2025
Уже через десять лет более четверти машин на российских дорогах будут беспилотными, к 2042 году доля автономного транспорта достигнет 80%.
22.01.2025
Государственные инвестиции станут ключевым фактором стимулирования роста, поскольку глобальные военные космические бюджеты превышают 64 миллиарда долларов. Расходы на оборону продолжают опережать гражданские расходы, подчёркивая стратегическую важность космоса для национальной безопасности и международной конкурентоспособности.
20.01.2025
В конце января будет запущена система навигационных пломб для контроля автомобильных перевозок отдельных категорий товаров в России и Белоруссии.
15.01.2025
В этом году общественный транспорт Луганска будет подключен к глобальной навигационной спутниковой системе ГЛОНАСС. Об этом сообщила временно исполняющая полномочия главы администрации города Яна Пащенко.

СТАТЬИ ГЛОНАСС

НАВИГАЦИОННОЕ ПРАВО. Отрасль ли или фикция?
В юридической науке и нормотворческой практике применяется широко термин «отрасль права/отрасль законодательства». Одни теоретики их отождествляют, то есть полагают синонимами. Другие, различая право и закон, полагают их различными. То есть соотносящимися как содержание и форма. Практикам-«неюристам» эта дискуссионность неинтересна. Для них важен качественный нормативный документ как инструмент повседневной деятельности. Но на деле этот кажущийся схоластическим вопрос имеет вполне земное значение, касающееся каждого из нас. Особенно ярко это проявляется в сфере навигации, когда уже поголовно все население, исключая грудничков, обладает смартфонами, а значит, потенциально все эти владельцы – «субъекты персональной навигации». О классическом транспорте и субъектах еще более 50 видов экономической деятельности говорить не приходится. Не будет преувеличением сказать, что «география» применения навигационной информации, как продукта одного конкретного вида экономической деятельности, стала самой широкой в жизнедеятельности общества, обогнав связь и энергетику.
Необходим поиск отечественных специалистов в области кибербезопасности сельского хозяйства
Перспективы реализации дорожной карты одного из направлений Национальной технологической инициативы (НТИ) в области сельского хозяйства, по просьбе журнала «Вестник ГЛОНАСС», оценил эксперт в навигационно-информационной сфере Семён Видный. В современных, быстроизменяющихся условиях особого решения требуют вопросы безопасности (направление SafeNet), тем более на таком значимом для государства агросекторе. В этом направлении на данный момент – огромное количество профессиональных участников. Но большинство из них используют иностранные наработки, что в настоящий момент и на перспективу неприемлемо. Также все профессионалы никогда не занимались этим специфическим сектором экономики – сельским хозяйством. Так что здесь придётся ещё поискать участников.