Array of Things: как сеть сенсоров будет улучшать городскую среду

Дизайн для модуля разрабатывался при участии школы искусств Института Чикаго. ФОТО Argonne National Laboratory. Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)
Дизайн для модуля разрабатывался при участии школы искусств Института Чикаго. ФОТО Argonne National Laboratory. Flickr (CC BY-NC-SA 2.0)

В кон­це июня в Чика­го дол­жен, нако­нец, стар­то­вать про­ект Array of Things – сеть сен­со­ров, соби­ра­ю­щих дан­ные о горо­де, кото­рые в режи­ме реаль­но­го вре­ме­ни пуб­ли­ку­ют­ся в откры­том досту­пе. Иссле­до­ва­тель­ский про­ект, гото­вив­ший­ся с 2014 года, охва­тит как центр горо­да, так и отда­лен­ные жилые рай­о­ны, а в пер­спек­ти­ве будет пере­нят дру­ги­ми горо­да­ми и рас­про­стра­нит­ся по все­му миру.

Про­ект, реа­ли­зу­е­мый Уни­вер­си­те­том Чика­го в парт­нер­стве с адми­ни­стра­ци­ей Чика­го, был анон­си­ро­ван еще в 2014 году. При этом начал­ся Array of Things за несколь­ко лет до это­го как про­валь­ный ворк­шоп для школь­ни­ков. Тогда уни­вер­си­тет­ские пре­по­да­ва­те­ли по про­грам­ми­ро­ва­нию учи­ли под­рост­ков соби­рать про­стые сен­со­ры, но для их тести­ро­ва­ния в горо­де не нашлось места.

Уни­вер­си­тет­ские сотруд­ни­ки не смог­ли отыс­кать без­опас­ные лока­ции, недо­ступ­ные для ван­да­лов, при этом с под­ве­ден­ным элек­три­че­ством и Интер­не­том. В ито­ге уче­ни­ки при­нес­ли дат­чи­ки домой и изме­ря­ли пока­за­те­ли у себя во дво­ре. Сотруд­ни­ки Urban Center for Computation and Data из Уни­вер­си­те­та Чика­го реши­ли не сда­вать­ся и все-таки раз­вер­ну­ли неболь­шую сеть сен­со­ров на базе несколь­ких учеб­ных кор­пу­сов двух город­ских вузов. С это­го начал­ся про­ект Array of Things.

Как будет выгля­деть Array of Things уже в этом году? Это будет сеть из почти сот­ни узлов, каж­дый такой узел будет содер­жать в себе сра­зу набор сен­со­ров. Узлы сети рас­по­ло­жат­ся в раз­ных рай­о­нах Чика­го с целью сбо­ра дан­ных о каче­стве жиз­ни в горо­де.

На фонар­ных стол­бах закре­пят короб­ки, внут­ри кото­рых дос­ки с набо­ром дат­чи­ков, изме­ря­ю­щих каче­ство воз­ду­ха, шум и мно­же­ство дру­гих пара­мет­ров. В зави­си­мо­сти от места узел вклю­чит в себя раз­ные дат­чи­ки, к при­ме­ру – сен­со­ры, изме­ря­ю­щие кон­цен­тра­цию озо­на и диок­си­да озо­та, объ­ем осад­ков. В иде­а­ле собран­ные и про­ана­ли­зи­ро­ван­ные дан­ные, полу­чен­ные бла­го­да­ря Array of Things, поз­во­лят сде­лать жизнь в горо­де луч­ше – улуч­шить транс­порт­ную ситу­а­цию и доба­вить пеше­ход­ные зоны, сопо­ста­вить уро­вень загряз­не­ния воз­ду­ха с забо­ле­ва­е­мо­стью жите­лей, предот­вра­тить затоп­ле­ния домов и улиц.

Про­ект про­бук­со­вы­вал несколь­ко раз – во-пер­вых, из-за финан­си­ро­ва­ния, кото­рое уда­лось най­ти толь­ко в 2015 году. Array of Things полу­чил грант от National Science Foundation в раз­ме­ре 3 млн дол­ла­ров, кото­рые долж­ны покрыть рас­хо­ды на раз­ра­бот­ку 500 дат­чи­ков до кон­ца 2017 года. И это толь­ко нача­ло, шанс на гос­под­держ­ку у подоб­ных про­ек­тов есть и у дру­гих горо­дов – в сен­тяб­ре 2015 года адми­ни­стра­ция пре­зи­ден­та США Бара­ка Оба­мы пообе­ща­ла выде­лить 160 млн дол­ла­ров на про­ек­ты по сбо­ру дан­ных для предот­вра­ще­ния пре­ступ­ле­ний, борь­бы с проб­ка­ми и улуч­ше­ния каче­ства город­ской сре­ды.

Вто­рым пре­пят­стви­ем для раз­во­ра­чи­ва­ния про­ек­та ста­ли вопро­сы при­ват­но­сти. Из-за сомне­ний в том, не нару­шит ли Array of Things при­ват­ность жите­лей Чика­го, авто­рам про­ек­та при­шлось идти на ком­про­мис­сы. Так, было реше­но отка­зать­ся от сбо­ра дан­ных о мобиль­ном тра­фи­ке, кото­рый поз­во­лил бы опре­де­лить пере­дви­же­ния людей.

Неко­то­рые моду­ли с сен­со­ра­ми Array of Things будут обо­ру­до­ва­ны видео­ка­ме­ра­ми, что­бы фик­си­ро­вать коли­че­ство пеше­хо­дов, вело­си­пе­ди­стов и машин. Как толь­ко эти дан­ные будут обра­бо­та­ны и под­счи­та­ны, изоб­ра­же­ние уда­ля­ет­ся и не хра­нит­ся в систе­ме. Ана­ло­гич­но с дат­чи­ком зву­ка: после ана­ли­за и запи­си коли­че­ствен­ных дан­ных (како­го типа зву­ки с какой гром­ко­стью зву­чат) ауди­о­за­пись уда­ля­ет­ся.

Адми­ни­стра­ция Чика­го обя­за­лась пред­ста­вить поли­ти­ку кон­фи­ден­ци­аль­но­сти и поли­ти­ку управ­ле­ния дан­ны­ми, кото­рые прой­дут про­це­ду­ру обще­ствен­ных слу­ша­ний. Адми­ни­стра­ция Чика­го так­же име­ет пра­во реша­ю­ще­го голо­са в коми­те­те, одоб­ря­ю­щем внед­ре­ние каж­до­го ново­го сен­со­ра в сеть Array of Things. Совет­ни­ком коми­те­та высту­па­ют тех­ни­че­ские спе­ци­а­ли­сты и иссле­до­ва­те­ли, зани­ма­ю­щи­е­ся вопро­са­ми кибер­без­опас­но­сти.

Array of Things заду­мы­ва­ет­ся как про­ект без уча­стия кор­по­ра­ций, с откры­ты­ми для всех бес­плат­ны­ми дан­ны­ми. Все дат­чи­ки пере­да­ют инфор­ма­цию в цен­траль­ную точ­ку – Argonne National Lab. После пере­да­чи локаль­ное хра­ни­ли­ще дан­ных осво­бож­да­ет­ся. Далее поток дан­ных отправ­ля­ет­ся из лабо­ра­то­рии на пор­тал откры­тых дан­ных адми­ни­стра­ции Чика­го.

Таким обра­зом, дан­ные будут доступ­ны бес­плат­но и всем жела­ю­щим. Созда­те­ли про­ек­та уже про­во­ди­ли ворк­шоп для потен­ци­аль­ных парт­не­ров. При тести­ро­ва­нии дат­чи­ков уни­вер­си­те­та­ми Carnegie-Mellon и Georgia Tech отра­ба­ты­ва­лись общие стан­дар­ты для сбо­ра дан­ных, в част­но­сти – гео­гра­фи­че­ские коор­ди­на­ты и отмет­ки вре­ме­ни.

Про­ект наце­лен на сотруд­ни­че­ство с дру­ги­ми горо­да­ми, но в осно­ве парт­нер­ства долж­ны лежать отно­ше­ния меж­ду мест­ны­ми уни­вер­си­те­та­ми и иссле­до­ва­тель­ски­ми инсти­ту­та­ми. Такое парт­нер­ство даст воз­мож­ность улуч­шить про­дукт, ведь в про­цес­се экс­плу­а­та­ции парт­не­ры смо­гут искать новые пути исполь­зо­ва­ния сен­со­ров и улуч­шать их. Сиэттл может стать пер­вым горо­дом-парт­не­ром в про­ек­те Array of Things – уже этим летом из Чика­го будет отправ­ле­на пар­тия сен­со­ров для тести­ро­ва­ния в Сиэттл, Бри­столь и Нью­касл.