Введение

Концентрация разнообразных ресурсов в границах города позволяет получать колоссальный синергетический эффект, проявляющийся в росте не только валового регионального продукта (ВВП), но и в повышении качества человеческого капитала. Учебные заведения, учреждения культуры, спортивные сооружения и другие инфраструктурные объекты создают своеобразную платформу для обмена информацией и, тем самым, привлекают квалифицированных специалистов, ученых, студентов, работникам сферы искусства. Еще десять лет назад, по оценкам ученых [1], города генерировали более трех четвертей мирового ВВП и в настоящий момент есть все основания предполагать, что доля городов будет расти. В крупных городах зарегистрированы офисы филиалов промышленных, строительных и финансовых корпораций, которые обеспечивают работой, товарами и услугами население и являются основными донорами местного бюджета. В настоящее время в России насчитывается 15 городов – миллионников и порядка 20 городов с населением свыше 500 тысяч человек и именно в них сосредоточен основной потенциал отечественной экономики. Вместе с тем, мировой и отечественный опыт показывают, что высокая концентрация ресурсов обеспечивает не только экономический рост, но и создает массу проблем как для населения, так и для бизнеса, что проявляется в перегруженной транспортной системе, сбоях в поставках, деградации коммунальных систем и коммуникаций. Высокая концентрация транспортных средств, промышленных объектов, бытовых коммунальных и промышленных отходов оказывает разрушающее давление на окружающую среду. Для решения этих проблем в разных странах использовались такие методы, как ограничение на перемещение транспортных средств, выведение за пределы города промышленных предприятий, ограничение на трудовую миграцию и др. Так, в Лондоне с транспортных средств взымается плата за въезд в городскую черту, в Мадриде действует правило, согласно которому автомобили с четными номерами могут перемещаться по городу по четным дням, в Москве ограничено движение грузового транспорта в дневные и вечерние часы и т.п.

Следует отметить, что городская инфраструктура не успевает адекватно реагировать на миграционные потоки и активность бизнеса, что приводит к негативным последствиям для развития как новых, так и традиционных направлений. Приток трудовых мигрантов, задействованных в реализации инвестиционных проектов оказывает давление на городской транспорт, сферу услуг, медицинскую и образовательную системы города, а бизнес может предъявлять спрос на дополнительную энергию, каналы связи, складские и офисные помещения и т.п. Городские власти не всегда успевают своевременно реагировать на изменения внешней среды, что создает определенные проблемы для нормального функционирования системы.

Обсуждения и результаты

Для анализа и выработки мероприятий для торможения негативных тенденций необходимо широко использовать информационные технологии и компьютерное моделирование. Стремительное развитие технологий в IT-отраслях определило вектор развития функциональной инфраструктуры умного города в сторону интеграции предоставляемых социальных услуг, управления ими и вовлечения представителей бизнес-структур и граждан в эти процессы в целях повышения эффективности городской экономики и хозяйства [2]. Одним из важнейших условий функционирования системы управления является получение информации о состоянии внешней и внутренней среды объекта. Получившая широкое распространение технология так называемого Интернета вещей (IoT) позволяющий применять датчики, камеры в информационных системах, которые, в свою очередь, можно использовать для анализа данных и при принятии решений [3]. В настоящее время органы власти и ряд коммерческих структур активно используют смартфоны, подключенные к сотовым сетям. Таким образом, органы управления получают доступ к информации о скоплении людей, заторах на автомобильных дорогах, маршрутах передвижения граждан. Это позволяет оптимизировать нагрузку на транспортную систему, ориентируя потоки по разным направлениям. Импульс к развитие данного метода система контроля получила во время вспышки пандемии заболевания, вызванного новым короновирусом COVID-19. Так, власти Китая и США использовали смартфоны, принадлежащие гражданам в целях выявления скопления людей и маршрутов их передвижения посредством технологии GPS. Предполагалась, что использование смартфонов может помочь предотвратить нежелательные контакты с инфницированными гражданами посредством специального программного обеспечения [4]. В случае выявления вируса, гражданин был обязан скачать на свой смартфон приложение, которое посредством технологии Bluetooth оповещало бы находившихся вблизи людей об опасности заражения.

Для управления городом важнейшими источниками информации являются не только системы мониторинга окружающей среды, транспортной системы и потребления ресурсов, но и его жители. Обычно информационный обмен между гражданами и органами власти активизируется в период выборов, что явно недостаточно. Электронное правительство, преобразованное позднее в Правительство 2.0 своей целью поставило повысить эффективность информационного обмена между гражданами и органами власти, между различными ветвями органов власти и между государством и бизнесом.

Электронное правительство, ориентированное на граждан, требует от органов власти активного поиска того, что хотят граждане [5]. Участие граждан не только в форме голосования, но и в проведении государственных опросов в настоящее время считается одним из столпов электронного правительства [6].

Базой электронного правительства стала Национальная платформа распределенной обработки данных (НПРОД), представляющая собой объединение нескольких информационных систем, реализующих так называемые облачные вычисления, объединенных в одну систему. Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации определило основные цели Министерство связи и массовых коммуникация определило основные цели НПРОД:

– сокращение бюджетных расходов на ИТ-обеспечение деятельности органов исполнительной власти и подведомственных учреждений;

 – повышение уровня информатизации органов местного самоуправления;

 – существенное снижение начальных вложений и обеспечение свободного доступа к стандартизованным сервисам и программным приложениям индивидуальным предпринимателям, малому и среднему бизнесу^[1].

Такой подход позволяет предоставлять разным пользователям программное обеспечение и свободные компьютерные мощности. В результате внедрения системы органы местной власти получают возможность использовать базы данных и стандартные программные решения, недоступные ранее вследствие нехватки средств, квалифицированных кадров и других причин.

Задачи, решаемые с помощью технологий ИИ

Получение и обработка информации с различных датчиков, по мнению авторов, не является самоцелью, а служит для решения следующих групп задач, стоящих перед органами управления:

— социальных;

— общественно-политических;

— экологических;

— экономических;

— информационных.

Первая группа включает в себя задачи социальной защиты определенных категорий населения, к которой относятся многодетные семьи, ветераны, дети, инвалиды, малоимущие граждане, люди пожилого и преклонного возраста. К социальным задачам органов власти относятся повышение уровня образования граждан, медицинское обслуживание, организация спортивных и культурных мероприятий и др. Технологии искусственного интеллекта могут оказывать информационную поддержку для принятия решений в социальной сфере. В области образования информационные технологии получили достаточно широкое распространение, особенно в период карантина в связи с пандемией вируса COVID-19. Искусственный интеллект позволяет оценить компетенции обучаемого, выявить пробелы в знаниях и его способность к практическому применению полученной в ходе образовательного процесса информации. Особое внимание уделяется построению системы контроля знаний, которая в настоящий момент, в основном, представлена несложными компьютерными тестами, с помощью которых не всегда можно выявить творческие успехи обучаемого. Методологические подходы к оценке творческих работ обучаемых на основе технологий искусственного интеллекта основаны на компьютерной обработке результатов работы обучаемых и сравнения их с аналогами с целью выявления уровня новизны [7].

К социальным задачам относятся проблемы занятости и миграции, решение которых особенно остро стоит в период спада деловой активности, вызванной пандемией COVID-19. Технологии ИИ могут быть использованы при мониторинге миграционных потоков посредством анализа активности граждан в социальных сетях.

Группа общественно-политических задач органов власти охватывает круг задач организационного характера, в которых должна быть определена стратегия развития общества. Как правило, актуальность этих задач возрастает в период проведения выборов и референдумов. Технологии искусственного интеллекта могут применяться для составления различного рода рейтингов и определения приоритетов направлений развития путем автоматической обработки данных опросов, а также организации электронного голосования. В России эти задачи частично реализованы в Государственной автоматизированной системе Российской Федерации «Выборы» (ГАС «Выборы»).

Комплекс экологических задач включает в себя мониторинг окружающей среды различными методами сбора информации и оперативное реагирование на нарушения режима.  В крупных городах, на промышленных предприятиях, в жилых комплексах уже установлены датчики, измеряющие качество воды, воздуха, которые наряду с метеорологическими станциями передают результаты мониторинга в соответствующие городские службы, что способствует оперативному и эффективному решению возникающих проблем.

Экономические проблемы города уже решаются посредством автоматизированных систем управления (АСУ), учета и планирования ресурсов. В крупных городах функционируют автоматизированные системы управления финансами, которые предназначены «для комплексной интеграции всех существующих общегородских систем и ресурсов, функциональное назначение которых связано с автоматизацией финансово-экономической деятельности организаций бюджетной сферы в городе»^[2]. Муниципальные унитарные предприятия также имеют свои системы планирования ресурсов, которые могут быть сопряжены с городской АСУ. Технологии ИИ позволяют не только своевременно рассчитываться с контрагентами, начислять и переводить заработную плату, оптимизировать затраты, но и распознавать и блокировать подозрительные трансакции. Созданный в 2002 г. Комитет Российской Федерации по финансовому мониторингу, в дальнейшем Федеральная служба по финансовому мониторингу (Росфинмониторинг) совместно с Центральным Банком России провели, используя технологии ИИ, ряд эффективных мероприятий по пресечению нелегального оттока капиталов [8].

Информационные задачи органов власти могут заключаться в получении информации и ее распространению среди жителей и в бизнес среде. Технологии ИИ позволяют отслеживать информацию из сети интернет, анализировать ее и распределять между пользователями. Здесь широко используются данные с мобильных устройств и социальных сетей.

Посредством технологий ИИ может быть решено две группы задач:

а) на базе платформы НПРОД строится система поддержки управленческих решений, принимаемых ЛПР (лицо принимающие решения);

б) автоматический режим управления процессами с частичным или полным исключением человеческого фактора.

Система информационной поддержки управленческих решений необходима для решения следующих задач:

— контроль за миграционными потоками;

— медицина и образование;

— социальная защита;

— защита экологии;

— финансы и др.

Ряд задач требуют оперативного реагирования и могут быть решены ИИ в автоматическом режиме без участия человека. К их числу можно отнести следующие:

— фиксация чрезвычайных происшествий и выезд специальных служб и аварийных бригад на место;

— мониторинг энерго- и водопотребления и автоматический переход на резервные мощности;

— мониторинг состояния окружающей среды в зоне ответственности основного генератора вредных выбросов и автоматическое реагирование в виде штрафа или повышения ставки налога;

— фиксация внезапного ухудшения физического состояния и автоматический вызов медицинских служб к больному (реализовано в США и других странах посредством специальных медицинских браслетов, в постоянном режиме измеряющих параметры работы сердечно-сосудистой системы и др.);

— мониторинг загрузки муниципального транспорта и автоматическое распределение пассажирских транспортных средств на перегруженные маршруты и др.

Модель использования технологий ИИ в управлении регионом и городом в частности показана на рис. 1.

Рисунок 1. Модель использования технологий ИИ в управлении городом

Темные стрелки означают входящие в систему информационные потоки, светлые – исходящие. Модель показывает основные взаимосвязи между экономическими агентами посредством информационных технологий на базе платформы НПРОД. Управленческие решения, в зависимости от уровня решаемой задачи, вырабатывает искусственный интеллект либо ЛПР на уровне органов управления городом.

Основным результатом использования технологий ИИ в масштабах крупного и среднего города будет повышение качества человеческого капитала. Если рассматривать человеческий капитал как совокупность знаний, навыков и умений, которым обладает человек [9] и которые могут принести пользу обществу и ему лично, то технологии ИИ позволяют значительно повысить уровень образования учащихся, поднять планку квалификации и профессиональных навыков работников и, тем самым, способствовать развитию личности и общества. Кроме того, технологии ИИ смогут в конечном итоге значительно расширить спектр новых потребительских товаров и услуг, включая продукты из сферы «интернет вещей» [10], интеллектуальные облучающие программы, беспилотные транспортные средства и др.

Заключение

Проведенное исследование показало, что использование технологий ИИ дает возможность для оптимизации бюджетных расходов на развитие городской инфраструктуры, значительно сокращает время реагирования соответствующих служб на внештатную ситуацию, расширяет доступ граждан и предприятий к информации, регулирует транспортные потоки, способствует предотвращению и раскрытию правонарушений, облегчает розыск физических и юридических лиц, создает базу для построения элементов экономической и правовой защиты от несанкционированного проникновения в информационную и финансовую систему города. В дальнейшем ИИ может быть использован в системе управления беспилотными транспортными средствами, в торговле и других услугах. ИИ способствует росту качества человеческого капитала, так как технологии освобождает от рутинной работы время, повышается качество образования, медицинского обслуживания, оказания социальных и других услуг. Результаты проведенного исследования могут быть полезны для разработки Концепции развития искусственного интеллекта в городской среде.

Благодарности

Работа подготовлена при финансовой поддержке РФФИ, проект №19-29-07168мк.

Acknowledgments

The reported study was funded by RFBR, project number 19-29-07168mk.

[1] Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации Национальная платформа для распределенной обработки данных (НПРОД) https://digital.gov.ru/ru/activity/govservices/infosystems/16/

[2] Развитие автоматизированной системы управления государственными финансами (АСУ ГФ) г. Москвы / Департамент информационных технологий города Москвы. https://ibs.ru/projects/dit-moskvy-razvitie-avtomatizirovannoy-sistemy-upravleniya-gosudarstvennymi-finansami-asu-gf-g-moskvy/