Innovation Planet System Inteligentne zarządzanie miastami Pomiar, prognozowanie i komunikowanie pyłu PM10 i hałasu
Proponowane rozwiązanie Innovation Planet System (IPS) zawiera dwa podsystemy: podsystem przetwarzania danych oraz podsystem pomiarowy (sieć czujników pomiarowych). Oba systemy zostały zbudowane INNOVATION PLANET SYSTEM PODSYSTEM PRZETWARZANIA DANYCH RAMA PROJEKTOTOWA INTELLIGENT OPERATIONS CENTER PODSYSTEM POMIAROWY HAŁASU I PYŁU PM10 SYSTEM POWIADAMIANIA UMS z wykorzystaniem ramy projektowej IBM IOC. Głównymi funkcjonalnościami systemu IPS są: monitorowanie poziomu pyłu PM10 i hałasu oraz ich prognozowanie w 24 godzinnych cyklach jak też wspomaganie decydentów w przypadku przekraczania poziomów. System gromadzi dane pomiarowe w hurtowni danych w czasie rzeczywistym a następnie przetwarza je za pomocą inteligentnych mechanizmów analitycznych. Funkcjonalność systemu można rozszerzyć o możliwości pomiaru innych parametrów np. PM 2,5 - zależy to jedynie od podłączenia odpowiednich czujników pomiarowych. Uzupełnieniem platformy pozyskiwania i obróbki danych jest sprzężony z nimi system UMS ALERT służący do dystrybucji informacji wieloma kanałami: np. SMS, Voice Mail, email, WWW, media elektroniczne i społecznościowe, znaki zmiennej treści, czy cyfrowe bilboardy. Dzięki takiej integracji platforma może automatycznie informować wg. uzgodnionych polityk upoważnionych pracowników, służby, zarząd, media, klientów lub okolicznych mieszkańców. Istnieje także możliwość implementacji systemu w innych dziedzinach, takich jak gospodarka wodna ( w tym zarządzanie jakością wód, kontrola przeciwpowodziowa), czy też w zarządzaniu bezpieczeństwem publicznym, czy koordynacją działań antykryzysowych. Odczyt danych za pomocą czujników pomiarowych rozmieszczonych na terenie miasta Gromadzenie danych w hurtowni danych i Data Lake Wizualizacja danych w systemie IPS Uruchomienie narzędzi analitycznych do prognozowania Wspomaganie decyzji przez organy wykonawcze Przekazywanie powiadomień w lokalizacji i uprawnień
CHARAKTERYSTYKA POTRZEB ODBIORCY Innovation Planet System jest skierowany do miast chcących wprowadzić nowe usługi dla mieszkańców. Zapewnia wsparcie w zarządzaniu obszarami takimi jak bezpieczeństwo publiczne, gospodarka wodna, transport, ochrona środowiska i innymi kluczowymi z punktu widzenia miast. System IPS kierowany jest także dla przedsiębiorstw i organizacji dla których zarządzanie dużymi zasobami danych (Big Data) jak np. dane środowiskowe - stają się kluczowe. System IPS ułatwia komunikację i automatyzuje proces decyzyjny na wszystkich szczeblach, zarówno w trybie bieżącym operacyjnym, jak i długookresowym strategicznym. IPS jest systemem stworzonym z wykorzystaniem platformy projektowej IBM Intelligent Operations Center (IOC) która zapewnia jego stabilność i wysoką skalowalność. System IPS może być dostarczany w modelu System as a Service (SaaS). Posiada też własną szynę integracyjną. Stwarza to warunki do sprawnej integracji z innymi systemami miasta, przedsiębiorstwa lub dowolnej organizacji. Integracja danych z wielu źródeł Łączenie baz danych i informacji z wielu źródeł umożliwia podejmowanie decyzji dla zarządzania jakością powietrza, ruchem ulicznym, jakością wód, kontrolą przeciwpowodziową. Może być stosowany w zarządzaniu bezpieczeństwem publicznym. System IPS może także stanowić szynę integracyjną dla systemów wizualizacji w centrach operacyjnych. Przyjazny i łatwy w obsłudze interfejs systemu System IPS jest opracowany w sposób zapewniający prostą, intuicyjną obsługę zarówno menedżerom, jak operatorom. W zależności od potrzeb operatorzy systemu IPS mogą uzyskiwać dostęp zarówno do grupy zdarzeń w mieście (przekraczania poziomu pyłu PM10) jak też uzyskiwać szczegółowe informacje na temat danego zdarzenia (pomiarów z pojedynczych stacji). Zwiększenie efektywności zarządzania zasobami miejskimi System wspomaga nadawanie priorytetów poszczególnym zdarzeniom. Dostarcza informacji o dostępnych zasobach miejskich i ich lokalizacji. Dzięki temu możliwe jest ich optymalne
wykorzystanie. Dzięki Standardowym Procedurom Operacyjnym (SOP) system w łatwy sposób informuje operatora o zaistniałych zdarzeniach. Funkcjonalności systemu Wizualizacja danych na mapie System IPS pozwala na integrację danych z dowolnej liczby baz danych i istniejących systemów zewnętrznych. Dane przetwarzane są w czasie rzeczywistym co umożliwia odzwierciedlenie aktualnego stanu zarządzania miastem. Dane pomiarowe są wizualizowane za pomocą warstw na mapie. System zawiera wbudowane filtry umożliwiające użytkownikowi łatwą selekcję warstw informacji. Kluczowe wskaźniki wydajności System IPS dostarcza narzędzi do projektowania kluczowych wskaźników wydajności dla organizacji. Dostawcy systemu IPS udostępniają wskaźniki dla oceny stanu zanieczyszczenia powietrza pyłem PM10 i hałasem. Standardowe Procedury Operacyjne System IPS wspiera implementację Standardowych Procedur Operacyjnych w organizacji. Dzięki REST API stwarza warunki do wysyłania komunikatów o stanie organizacji/miasta do dowolnych systemów organizacji/miasta, jak też pobierać informacje do IPS. Dzięki stosowaniu REST API wymiana komunikatów jest znacznie szybsza, co sprzyja sprawniejszej współpracy systemów miasta w stanie zagrożenia.
Wspieranie podejmowanie decyzji dzięki zastosowaniu narzędzi sztucznej inteligencji Zastosowano procedury modelowania rozmytego do wspomagania podejmowania decyzji przy przekraczaniu poziomów pyłu i hałasu. Procedury te zostały zaimplementowane w systemie IPS w sposób umożliwiający użytkownikowi łatwą edycję parametrów środowiskowych. Możliwe jest również wprowadzenie do systemu wiedzy eksperckiej zarówno o stanie jakości powietrza jak też warunkach pracy systemu. Prognozowanie stanu środowiska za pomocą sztucznych sieci neuronowych System IPS zawiera moduł godzinowego prognozowania poziomu pyłu PM10 i hałasu. Moduł ten zbudowano z wykorzystaniem sztucznych sieci neuronowych i danych historycznych o stanie środowiska. Dobór zmiennych modelu wyselekcjonowano za pomocą analizy statystycznej w zależności od warunków funkcjonowania systemu. Dodatkowe funkcjonalności Analiza Big Data i Data Lake Raportowanie, śledzenie i obsługa incydentów i zdarzeń miasta Prezentacja stanu zarządzania miastem zgodnie z duchem Smart Cities (integracja danych i systemów) Praca systemu w czasie rzeczywistym dzięki zasilaniu systemu siecią czujników pomiarowych Łatwe zarządzanie użytkownikami (w zależności od dziedziny) i uprawnieniami Możliwość dostosowania interfejsu do potrzeb użytkowników miasta Niezależny rozwój systemu i sieci pomiarowej dzięki REST API Obsługa szyny integracyjnej ESB (Enterprise Service Bus) Wielokanałowa komunikacja do wybranych odbiorców (UMS)
Wysokopoziomowa architektura systemu System IPS zawiera wbudowane komponenty: Integracyjne szynę ESB Silnik reguł biznesowych Narzędzia pozwalające na budowanie warstwy prezentacji Silnik raportowy, Business Intelligence (BI) i Data Lake Silnik przetwarzania zdarzeń z wielu systemów w czasie rzeczywistym Modele przetwarzania rozmytego i sieci neuronowych Podsystem sieci pomiarowych (pyłu i hałasu)
Korzyści wynikające z wdrożenia systemu IPS: Gromadzenie w jednym miejscu wszystkich informacji oraz statystyk niezbędnych do sprawnego zarządzania organizacją / miastem, Zarządzanie na podstawie rzeczywistych danych bezpieczeństwem miasta w sytuacjach kryzysowych (np. powódź, zagrożenia ekologiczne, brak zasilania w energię elektryczną, wypadki drogowe), Zarządzanie bezpieczeństwem publicznym dzięki możliwości analizowania miejsc i rodzaju występujących zagrożeń. Wspomaganie decyzji w zakresie zarządzanie ruchem miejskim, na podstawie obserwowanych lub przewidywanych zjawisk (np. korki, przekroczenie norm hałasu), Natychmiastową komunikację o alarmach, informacjach i zagrożeniach z wykorzystaniem wielu możliwych kanałów informacyjnych Operator IPS oferuje: Kompleksową analizę wymagań organizacji (miast) Dostarczenie systemu w postaci usługi lub projektu inwestycyjnego, dostosowanego do potrzeb i wymagań organizacji Budowa, wdrożenie i utrzymanie systemu pomiarowego pyłu PM10 i hałasu, na życzenie rozszerzenie pomiaru o inne wskaźniki. Integrację aplikacji z istniejącymi systemami dzięki wykorzystaniu szyny integracyjnej Stworzenie dedykowanej platformy przetwarzania danych Budowę hurtowni / Data Lake Analytics Szkolenie użytkowników
Wymania sprzętowe System dostarczany jest w ramach usługi Infrastructure as a Service. Na życzenie klienta może być przygotowana instalacja lokalna wg. uzgodnionych indywidualnie parametrów. KONTAKT: WSB IBM CENTER FOR ADVANCED STUDIES WSB University in Gdańsk Aleja Grunwaldzka 238 A, 80-266 Gdansk DYREKTOR WSB CENTER FOR ADVANCED STUDIES prof. dr hab. inż. Cezary Orłowski http://www.wsb.pl/english/ibm-center-for-advanced-studies Tel. 508876784 KIEROWNIK PROJEKTU Mgr inż. Katarzyna Ossowska http://smartcities.ovh/ Tel. 793297544 Dyrektor Programu Smarter Cities w IBM Polska Marek Okularczyk marek.okularczyk@pl.ibm.com Tel. 601 606 933