Система потоковой передачи событий в архитектуре умного города

«Умный город – это городской район, который использует различные типы электронных датчиков Интернета вещей (IoT) для сбора и использования данных, – пишет Кай Вёрнер из DZone – Затем эти данные дают представление о том, как эффективно управлять активами, ресурсами и услугами».

«Умный город – это такой подход к урбанизации, который использует инновационные технологии для расширения общественных услуг и экономических возможностей, улучшения городской инфраструктуры, снижения затрат и потребления ресурсов, а также повышения гражданской активности», – пишет Джонатан Райхенталь в своей книге «Умные города для чайников».

Умный город даёт много преимуществ для управления городом и в целом для цивилизации, среди которых:

• Повышение безопасности пешеходов и транспортных средств;

• Активно задействованные экстренные службы;

• Снижение количества пробок на дорогах;

• Подключённые и автономные транспортные средства;

• Улучшенное качество обслуживания клиентов;

• Автоматизированные бизнес-процессы.

Важная деталь умных городов – необходимость сотрудничества между различными заинтересованными сторонами.

Инициативы «умного города» обычно включают в себя продукты и мобильные приложения следующих городских служб, поставщиков и операторов:

• Агенты государственного сектора (правительство и городские службы) – законы, нормативные акты, инициативы и бюджеты;

• Производители и поставщики оборудования – умные автомобили, беспилотники, светофоры;

• Телекоммуникационные провайдеры – стабильные сети с высокой пропускной способностью и низкой задержкой (5G, Wi-Fi hotspots);

• Услуги мобильности – райд-хайлинг, каршеринг, маршрутизация карт;

• Облачные провайдеры – облачная нативная инфраструктура для бэкенд-приложений и сервисов;

• Поставщики программного обеспечения – SaaS, edge и мобильные приложения для CRM, аналитики, платежей, геолокационных сервисов и многого другого.

Различные заинтересованные стороны часто конкурируют. Например, города хотят создавать свои собственные службы мобильности, потому что те являются главными «воротами» для конечных пользователей.

Финансирование – это ещё один ключевой вопрос. IoT Analytics утверждает, что города «обычно рассчитывают либо на государственное, либо на частное финансирование для реализации своих проектов умных городов. Чтобы преодолеть связанные с финансированием ограничения, успешные умные города, как правило, поощряют и облегчают сотрудничество между государственным и частным секторами (т.е. государственно-частное партнёрство) в разработке и реализации проектов умных городов».

Умный город функционирует наряду с различными интерфейсами, структурами данных и технологиями. Многие потоки данных большого объёма должны быть интегрированы, коррелированы и обработаны в режиме реального времени. Масштабируемость и эластичная инфраструктура необходимы для успеха. Многие потоки данных содержат критически важные рабочие нагрузки и должны обеспечивать надёжность, нулевую потерю данных и постоянство.

Платформа потоковой передачи событий, основанная на экосистеме Apache Kafka, предоставляет все эти возможности.

Примеры использования smart city («умный город») часто включают гибридные архитектуры. Некоторые части должны работать «на краю» – ближе к улицам, зданиям, камерам и многим другим интерфейсам для высокой доступности, низкой задержки и снижения затрат.

Умные города и деятельность государственного сектора обычно рассматриваются вместе. Вот несколько вариантов использования, эффективность которых растёт за счёт использования потоковой передачи событий:

Это приводит к тому, что гражданин имеет цифрового двойника, который позволяет использовать различные варианты для обработки данных в режиме реального времени и пакетной обработки. Например, новые идентификационные заявки могут обрабатываться и контролироваться в режиме реального времени, в то время как анонимизированные данные граждан позволяют агрегировать улучшающиеся городские службы, например, нанимая правильное количество людей для каждого отдела.

Очевидно, что такой вариант использования возможен только с учётом безопасности и управления данными. Аутентификация, авторизация, шифрование, управление доступом на основе ролей, журналы аудита, происхождение данных и другие концепции должны применяться от начала до конца с помощью платформы потоковой передачи событий.

Умный город требует большего, чем интеграция данных в реальном времени и обмен сообщениями в реальном времени. Многие варианты использования возможны только в том случае, если данные также обрабатываются непрерывно в режиме реального времени. Именно здесь в игру вступают собственные фреймворки обработки потоков Kafka, такие как Streams и ksqlDB. 

Государственный сектор и архитектура умного города используют потоковую передачу событий для различных вариантов использования. Причины те же, что и во всех других отраслях: Поток обеспечивает открытую, масштабируемую, эластичную инфраструктуру. Кроме того, система проходит боевую проверку и работает в любой инфраструктуре (edge, дата-центр, облако, голый металл, контейнеры, Kubernetes, полностью управляемые SaaS, такие как Confluent Cloud).

Но потоковая передача событий – это не «серебряная пуля» для каждой проблемы. Поток дополняет другие технологии, такие как MQTT для пограничной интеграции или облачное озеро данных для пакетной аналитики.

Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный канал на TamTam