Создавая города с устойчивым развитием

Рост населения, стремительная урбанизация и изменение климата оказывают давление на городскую инфраструктуру. Технологии Siemens помогают городам справиться с этими проблемами – благодаря инновационным решениям и нашему опыту в области электрификации, автоматизации и цифровизации.

Узнайте больше о том, как внедрение технологий способствует устойчивому развитию городов

Обеспечение устойчивого развития городов

Введение Стабильное экономическое развитие, всесторонняя общественная безопасность, надежная инфраструктура, экологичное и доступное жилье – эти важнейшие факторы способствуют процветанию и росту городов. Без них города не смогут справиться с ростом численности населения и глобальной урбанизацией.

Преодоление трудностей

Эффективно и надежно функционирующие системы городской инфраструктуры гарантируют ежедневную надёжную работу городского транспорта, энергосистем, стабильную поставку воды и продуктов питания, передачи и обработки информации, даже в условиях непредвиденных и чрезвычайных ситуациях. Все чаще общество и бизнес сталкиваются с последствиями экстремальных погодных условий. Учитывая эти отягощающие факторы, городские власти должны изменить подход к планированию, проектированию, строительству и управлению городами.

Siemens помогает городам становиться более устойчивыми к преодолению трудностей различного рода, предлагая инновационные решения и международное ноу– хау. Наша задача – помочь городским системам как можно более эффективно противостоять физическим, социальным и экономическим вызовам 21– го века. Мы работаем с общественными организациями и частными компаниями, помогая городам, их жителям, сообществам и учреждениям справляться со стрессами и потрясениями, вызванными стремительной урбанизацией, глобализацией и изменением климата. Для нас устойчивое развитие – это не только выживание, но и процветание городов, не зависящее от возникающих вызовов.

Устойчивая инфраструктура – не возможность. Это – неотъемлемая часть города!

Роланд Буш, член правления Siemens AG

Инфографика Когда стратегически важные объекты инфраструктуры, такие как системы электро- и водоснабжения, продолжают функционировать в условиях чрезвычайных ситуаций, это минимизирует негативные последствия сбоев и, в конечном итоге, помогает спасти жизни.

Water Management System

The Grid Electricity System

The Transportation Network

Building Systems

Энергосистема Электроэнергия является основой жизнедеятельности города и функционирования всех объектов инфраструктуры. Например, водораспределение, общественный транспорт, коммуникации и медицинские услуги – жизненно необходимые как населению, так и бизнесу – невозможны без надежного и бесперебойного энергоснабжения. Энергоснабжение в городских районах является комплексной системой и объединяет несколько источников и режимов питания: здесь и централизованные электростанции, и системы отопления на жидком топливе или на газу, и локальные производители электроэнергии и тепла. Но, если распределительная сеть подвержена сильному влиянию погодных явлений, миллионы клиентов – конечных потребителей – могут в один момент остаться без электроэнергии и в буквальном смысле слова впотьмах.

Дистанционный мониторинг и хранение энергии обеспечивают резервные источники электроснабжения

Для повышения устойчивой работы городских систем электроснабжения требуется переход к распределенным, автоматизированным и дистанционно управляемым энергетическим системам. Микросетевая инфраструктура, благодаря которой небольшие независимые электрические или тепловые сети распределяют локально генерируемую энергию среди ближайших потребителей, может обеспечить постоянное энергоснабжение, даже если в основной электрической сети возникли сбои. В случае катастрофы на централизованной станции или в сети электропередачи, микросети могут направлять энергию на ключевые объекты, такие как больницы и аварийные службы.

Дистанционный мониторинг, гибкая интеграция децентрализованных систем энергоснабжения и устройств накопления энергии позволяют повысить устойчивость системы энергоснабжения, одновременно повысив эффективность и внедрив более чистые источники энергии. В экстремальных погодных условиях, таких как ураганы, или в случае масштабных аварий на подстанциях, мобильными преобразователями для аварийного энергоснабжения можно в считанные дни заменить целые блоки, не дожидаясь неделями восстановления системы. Например, Siemens поставила компании Con Edison, главному поставщику электричества в Нью-Йорке и окрестных районах, компактные легкие и экологически чистые преобразователи. Они помогают Con Edison быстро реагировать в случае выхода из строя нескольких преобразователей одновременно, когда замена деталей или запуск резервных мощностей не позволяют решить проблему.

Транспортная сеть Транспортные системы поддерживает социально-экономическую деятельность города – можно сказать, что бесперебойно работающая стабильная транспортная инфраструктура является её "спасательным кругом". Несмотря на то, что большинство городских транспортных сетей объединяют различные способы и пути перемещения, большинство пассажиров и грузов курсируют, как правило, привычными маршрутами. К тому же, транспортная сеть сильно зависит от стабильности поставок энергии и топлива – перевозки являются очень чувствительной и подверженной влиянию системой. Результаты недавних исследований говорят о том, что частота и серьезность экстремальных погодных явлений будут заметно возрастать, поэтому надёжной и стабильной работе транспортных сетей в городах нужно уделять особое внимание. Интеллектуальные системы, которые прогнозируют и реагируют на воздействие разрушительных погодных явлений, могут гарантировать, что периоды сбоев будут минимизированы без значительного воздействия на долгосрочную экономическую устойчивость.

Резервные источники электропитания

Резервные источники электропитания для транспортных сетей обеспечивают курсирование поездов по графику в условиях катастроф, которые могут нарушить работу энергосистемы. Например, лондонское метро питается от автономного источника на Гринвичской электростанции, который вырабатывает электроэнергию специально для подземки. Этот резервный запас энергии не только обеспечивает движение поездов даже в экстремальных погодных условиях, но также может при необходимости снабжать электроэнергией другие важные объекты, такие как больницы и эвакуационные центры.

Резервные источники электропитания

Мониторинг систем в реальном времени

В чрезвычайных условиях важна четкая координация транспортной системы. Размещение всех системных операторов в одной диспетчерской может обеспечить мгновенное совместное принятие решений для активного управления транспортом, что повысит качество и скорость обслуживания пассажиров с меньшим количеством сбоев. К таким выводам пришел Транспортный координационный центр (TCC) Лондонских Олимпийских игр 2012 года, когда у поставщиков и транспортных организаций была общая диспетчерская с целью координации операций, отслеживания сбоев и управления временем обслуживания.

Мониторинг систем в реальном времени

Автоматический контроль транспортной системы

После хаотичной эвакуации жителей столичного региона Хьюстона в Техасе во время урагана Айк в качестве пилотного проекта была разработана система коммуникации между транспортными средствами и инфраструктурой. Перекрестки были оснащены простой системой управления, которая динамично меняет время переключения сигналов светофоров, через Bluetooth предоставляет водителям доступ к информации об интенсивности трафика в реальном времени, а также улавливает сигналы от транспортных средств аварийных служб и включает зеленый свет, обеспечивая быстрое реагирование на дорожную обстановку.

Автоматический контроль транспортной системы

Системы автоматизации и безопасности зданий Здания формируют культурный и физический характер города. Они являются важнейшим элементом обеспечения устойчивого развития городов. При строительстве или модернизации зданий или целых городов в соответствии с высочайшими стандартами крайне важно иметь полное представление о возможных опасных и чрезвычайных ситуациях для молниеносного реагирования, организации своевременной и безопасной эвакуации. Siemens предлагает ряд инновационных технических решений для обеспечения надёжности работы систем автоматизации, а также их максимальной функциональности.

Предотвращение стихийных бедствий и аварийная эвакуация

Через двери Тайбэе 101 – 101-этажной башни на Тайване – ежедневно проходят 40 000 человек. Разработка планов эвакуации и реагирования на чрезвычайные ситуации была первостепенной задачей с самого начала строительства в 2000 году – здесь внедрен «многоуровневый» подход к противопожарной безопасности, гарантирующий быстрое реагирование в случае чрезвычайных ситуаций. Среди многих других функций небоскрёб оснащен системами раннего обнаружения пожара, системами обнаружения и удаления дыма, а также автоматизированными системами пожаротушения, которые управляются единым центром предотвращения чрезвычайных ситуаций.

Системы пожарной безопасности

Быстрое реагирование также зависит от правильной оценки поведения людей, находящихся в здании во время чрезвычайной ситуации. Его можно смоделировать заранее с использованием передового программного обеспечения для трехмерного моделирования. Программное обеспечение позволяет с относительной точностью прогнозировать перемещение людей в здании с десятикратным ускорением в режиме реального времени. Используя полученную информацию, можно планировать стратегии эвакуации, что в свою очередь обеспечит быстрое организованное перемещение людей в безопасное место. Подход был внедрен в нескольких высотных зданиях, включая One Canada Square на Кэнэри-Уорф, самое высокое здание Лондона до 2012 года.

Программное обеспечение для 3D моделирования

Для оповещения жителей о возникновении чрезвычайной ситуации можно использовать системы массовых уведомлений (MNS), как, например, в колледже Medicine Hat College в Альберте, Канада. Оповещения передаются через несколько резервных каналов, включая голосовые системы, светодиодные табло и локальные сети, даже через персональные устройства, такие как сотовые телефоны. Системы информируют жителей о том, какие действия необходимо предпринять, координируя таким образом перемещение в укрытие, обеспечивая безопасность людей и адекватное реагирование на ситуацию в целом.

Системы массового оповещения

Одна из наиболее важных функций центров обработки данных — это обеспечение надежности предоставления услуг и безопасности данных. Встроенные решения защищают от перебоев в электропитании, угроз безопасности и пожарной безопасности, а также поддерживают оптимальную температуру работающих серверов. Например, в дата-центре Safe Host SA в Женеве, Швейцария, установлена центральная система управления, более 800 детекторов дыма и система видеонаблюдения на всех основных входах.

Защита информационных потоков

Система управления водоснабжением Обеспечение питьевой водой и очистка сточных вод является глобальной проблемой городов, которая требует эффективного решения – особенно если учитывать острую нехватку воды, с которой мы столкнемся в ближайшие годы. Используя децентрализованный подход, резервные объекты инфраструктуры, решения по автоматизации и мониторингу состояния систем и оборудования, можно обеспечить безопасное и непрерывное водоснабжение даже в случае сбоев, экстремальных погодных условий или дефицита воды. Являясь отраслевыми экспертами в области водоснабжения, мы предлагаем надёжные инновационные технические решения.

Децентрализованная очистка сточных вод

Решение Food Chain Reactor (FCR) для управления городскими сточными водами объединяет новые методы биологической очистки с традиционными. Такой децентрализованный подход предусматривает управление сточными водами в масштабах района и помогает избежать риски переполнения канализации и разрыва труб в результате неблагоприятных погодных условий. На заводе FCR в Шензене используется передовая система автоматизации для обеспечения надежной и эффективной очистки сточных вод.

Децентрализованная очистка сточных вод

Резервная инфраструктура

В случае сбоя в работе системы водоснабжения, недостаток чистой питьевой воды можно компенсировать без использования альтернативных источников. Резервные трубопроводы и предохранительные клапаны позволяют изолировать поврежденные участки и уменьшить зоны, в которые нарушено водоснабжение. Например, системы водоснабжения в Нью-Йорке и Кливленде, США, переключаются на резервные мощности в случае аварии.

Резервная инфраструктура

Непрерывный мониторинг систем

Система защиты от затопления эффективно срабатывает при наводнениях, но в случае прорыва плотины ситуация резко ухудшается под воздействием пиковых уровней воды. Установка комплексной системы датчиков (как это было реализовано в рамках проекта Livedijk) позволяет операторам по управлению наводнениями непрерывно отслеживать состояние зданий, получать отчеты в режиме реального времени и активировать сигналы тревоги в случае повреждения или отказа систем.

Непрерывный мониторинг систем

Смотрите также

Наши партнеры – эксперты в области автоматизации и энергоэффективности, предлагающие инновационные устройства, а также индивидуальные услуги и решения для проектов любых масштабов и уровней сложности.