Singapur vévodí řadě různých žebříčků obvykle jako nejchytřejší město světa. Důvodů je více. Od roku 2020 zde sídlí Smart Urban Co-Innovation Lab, sdružující více než třicet různých společností, jako je Amazon Web Services, Cisco Systems nebo Schneider Electric. Ty spolu s lokálními technologickými start-upy a mezinárodními partnery pracují na vývoji technologií pro chytrá města.

Městský stát především uvedl do života řadu konkrétních projektů. Flotila autonomních vozidel pomáhá starším lidem nebo těm s omezenou mobilitou v pohybu po městě. Roboti a chatboti pohánění umělou inteligencí komunikují se seniory, aby jim poskytli relevantní informace a omezili jejich pocit osamělosti. Singapur také digitalizoval svůj zdravotnický systém, který dnes mezi jinými vymoženostmi umožňuje provozovat telemedicínu a telerehabilitace, tedy péči na dálku bez přímé návštěvy lékaře. V tomto koutu světa jsou rovněž k dispozici aplikace, s jejichž pomocí si lze přivolat samořiditelná vozidla, získat informace šité na míru specifickým demografickým skupinám či dostávat lokalizovaná upozornění ohledně životního prostředí.

Jedinečný je také Virtuální Singapur, dynamický 3D model města, který je přístupný veřejným i soukromým firmám k testování projektů, služeb a procesů, jako je třeba pohyb lidí při sportovních událostech. A protože osmdesát procent obyvatel žije ve státních bytech, pracují vládní agentury spolu se soukromými podniky na technologiích pro chytré domácnosti, jako jsou systémy řízení spotřeby vody a energií.

Jedním z nejnovějších projektů je eco-smart city, které má být zcela bez vozidel. Protože bude přetékat zelení a veřejnými zahradami, přezdívá se mu lesní město. Nabídnout má 42 tisíc nových domovů, bezpečné zóny pro chodce i cyklisty a také centralizovanou klimatizaci nebo automatizovaný svoz odpadu.

Jeden z nejprogresivnějších států světa je dnes svým způsobem laboratoří chytrosti. Přístupů k její aplikaci je celá řada. Emirát Dubaj je například uprostřed sedmiletého plánu na digitalizaci všech vládních služeb, což má po dokončení mimo jiné ušetřit stovky milionů dolarů díky eliminaci papírových transakcí. Systém, který monitoruje řidiče autobusů a využívá při tom umělou inteligenci, zase podle tamních úřadů výrazně omezil dopravní nehody způsobené únavou. Město rovněž zavedlo autonomní policejní stanice, kde mohou lidé platit pokuty nebo hlásit incidenty bez komunikace s policistou.

Norské Oslo pro změnu cílí na ekologii. Instalovalo přes 650 tisíc LED svítidel, která jsou inteligentně řízena a dávají právě tolik světla, kolik je třeba vzhledem k aktuálním místním podmínkám. Vedle toho má metropole severské země za cíl, aby všechna auta na jejím území do roku 2025 poháněla elektřina.

Čínská Šanghaj vytvořila Citizen Cloud, platformu, v níž jsou obyvatelům k dispozici informace o více než 1200 službách od svateb a porodů přes kulturu a vzdělání až po turistiku, dopravu, zdravotnictví či právní servis.

Technologie dávají i berou

Koncept chytrého města se zkrátka vyvíjí různými směry, neexistuje jeden platný mustr. Začínalo se s jednoduchými řešeními, jako je synchronizace světel pro řízení dopravy. Pak rozvoj technologií – internetu věcí, umělé inteligence nebo cloudu – umožnil rozšiřovat množství chytrých funkcí a digitálních služeb. „Dá se říct, že celkově se to pojetí stále více posouvá od chytrého, a tedy efektivnějšího řízení infrastruktury k aplikaci vůči člověku a k jeho stále silnějšímu zapojování do celého systému. Když vezmu příklad singapurského lesního města, jeho hlavním cílem je vlastně zdravější občan. To je určitě cesta správným směrem,“ říká Michal Postránecký, architekt, urbanista a také ředitel Centra města budoucnosti při Českém institutu informatiky, robotiky a kybernetiky.

Sám si klade za cíl hlavně uhájit čistotu celého konceptu chytrých měst, který podle něj spočívá primárně v digitalizaci existujícího obsahu měst a zavádění digitálně inteligentních technologií. „V principu jde o vytvoření smart vrstvy města, která je propojena s jeho fyzickou i sociální strukturou a umožní lepší plánování, modelování, řízení, optimalizaci. Jednou z výslednic by mělo být digitální dvojče města, které stojí na agregaci a analýze všech sbíraných dat a umožňuje modelovat vše od dopravních změn přes povodně po vliv nové stavby na lokalitu,“ vysvětluje Postránecký. Dnes se lze podle něj bohužel často setkat s tím, že za chytré se označuje kdejaké řešení, které je pouze lepší než to předchozí, ale skutečná přidaná hodnota daná digitálními inovačními technologiemi mu chybí.

Stále rychlejší rozvoj digitalizace a světa kybernetiky bude mít zásadní vliv na budoucí podobu měst. Důležité je i to, kam až člověk pustí umělou inteligenci. „Města budou rostoucí měrou zapojovat inteligentní digitální technologie, je ale otázka, co to udělá se společností, jak to změní její chování. Na to je třeba také upozorňovat. Technologie nám pomohou spoustu věcí řešit. Na druhé straně nám berou některé kognitivní schopnosti, tedy to, jak vnímáme okolní svět,“ říká Michal Postránecký.

Mezi hlavní atributy měst budoucnosti budou patřit různé autonomní systémy, v dopravě, v oblasti služeb či ve zprostředkování informací. Kolem nás se bude samostatně pohybovat i spousta autonomních objektů, o nichž nebudeme vědět, komu patří a k čemu slouží. Přibude fyzická infrastruktura pro tyto nikdy nespící věci jako různé dokovací stanice a věže. Dojde na výraznější vertikalizaci měst a na intenzivní obydlení jejich 3D prostoru. Začneme využívat vzdušný prostor, k čemuž směřuje třeba vývoj autonomních taxi dronů.

Byznys za biliony dolarů

Nabízí se otázka, na jakém stupni je rozvoj chytrých měst v současnosti. Vznikají chytré a ještě chytřejší budovy, které jsou dnes mnohdy samy o sobě městy ve městech, objevují se projekty chytrých čtvrtí, které třeba optimalizují spotřebu energií. Pořád je ale daleko k tomu, aby budovy ve městech běžně komunikovaly mezi sebou a vyměňovaly si data s cílem zlepšovat funkčnost svých systémů.

Dost podobné je to se spoluprací mezi soukromníky a veřejnou sférou, ačkoli právě touto cestou může vznikat vysoká přidaná hodnota pro celé město. „Jsem přesvědčen o tom, že v případě těsnějšího propojení veřejného a soukromého sektoru by se dalo docílit mnoho. Moderní budovy jsou skutečné plné technologií, které by městu mohly významně pomoci – dodávat přebytky energií, poskytovat noční parkovací místa, poskytovat přebytky šedé vody a podobně. Na druhou stranu by některé ulice podél kancelářských budov nemusely být v noci vždy naplno osvětlené,“ říká šéf Penta Real Estate v Česku Petr Palička.

Technologie pro chytrá města jsou každopádně rychle rostoucím byznysem. Společnost Persistence Market Research už v roce 2017 předpovídala, že tento trh překoná celosvětově obrat jeden bilion dolarů v roce 2019 a do konce roku 2026 bude mít rozsah nejméně 3,5 bilionu dolarů. Loňská studie McKinsey & Company zase uváděla, že se ročně utratí deset bilionů dolarů za chytré továrny, budovy a infrastrukturu. Tato suma přitom do roku 2025 vyroste na 14 bilionů dolarů, což bude představovat 13 procent obratu celého stavebního průmyslu.

Kancelář, která vám hlídá tep a dech

Jde o byznys, který přirozeně láká velké technologické firmy jako IBM, Cisco, Hitachi, Huawei, Philips, Siemens či ABB. Ty vyvíjejí nejrůznější řešení. „Zásadní jsou technologie snižující provozní náklady – spotřebu elektrické a tepelné energie i vody. Tím klesají také emise CO₂. A pak to jsou technologie pro vyšší bezpečnost provozu a prediktivní údržbu. Tím se snižuje čas servisu a také náklady opravy. Prediktivní údržba je výrazně levnější nežli neplánované drahé odstávky,“ říká ředitel produktového marketingu v ABB Elektronika Pavel Kutek. Chytrá budova tak dovede řídit své osvětlení, vytápění, klimatizaci, větrání a odstínění pomocí snímačů přítomnosti a na základě dat z meteostanice. Standardem je protipožární systém a řízení přístupů.

Na významu pak stále více nabývá energetická soběstačnost a zálohování zdrojů elektrické energie. „Dojde-li k masivnímu výpadku proudu jako v červnu v Praze, může se rázem ocitnout bez elektřiny 200 tisíc domácností, nefunguje metro a mnoho administrativních i veřejných budov,“ podotýká Kutek. Nemusí se přitom stát nic dramatického, když automatické přepínače budovu okamžitě přepojí na záložní zdroje a tím udrží kritickou infrastrukturu v chodu.

Vývoj jde v ABB směrem k personalizaci a ještě vyšší bezpečnosti. Systémy řízení vstupů tak vpustí dovnitř oprávněné osoby na základě rozpoznání obličeje, výtahy jim zastaví ve správném patře, je-li zaměstnanec na dovolené, nespíná v jeho kanceláři topení ani osvětlení. Chytrá budova pak umí také počítat lidi uvnitř, což je důležité při živelních pohromách, a na cestě jsou řešení, která budou umět sledovat dýchaní a tep osazenstva.

Také Siemens vidí jako jeden z hlavních cílů smart řešení snižování provozních nákladů. „Největší výzvou moderních budov je dosažení požadovaného komfortu při maximálně efektivním provozu,“ říká Petr Krejčíř ze Siemens Smart Infrastructure. Klíčové je přitom podle něj mít všechny technologie v budově digitálně propojené, aby bylo možno v reálném čase reagovat na potřeby uživatelů a zároveň vyhodnocovat regulační algoritmy a neustále je optimalizovat. „Zvlášť za současné situace na trhu s energiemi určitě poroste využití těchto komplexních řídicích systémů,“ soudí Krejčíř.

Příkladem konkrétní aplikace v praxi podle něj může být centrála ČSOB v pražských Radlicích. U ní je unikátní pole 177 podzemních vrtů, z nichž každý je hluboký zhruba 150 metrů. „V podstatě pouze s ním a s automatizovaným otevíráním oken je budova zcela soběstačná jak z hlediska vytápění, tak i chlazení. Vrty fungují jako zdroj energie a v obdobích s dostatečnou venkovní teplotou i jako akumulátor tepelné energie. Mozkem je řídicí systém. Jím se ovládají systémy tepelných čerpadel, oken, otvírek a vzduchotechniky či rekuperace tepla. Tato konkrétní instalace je opravdu velmi rozsáhlá a zahrnuje asi 90 tisíc proměnných,“ přibližuje Krejčíř.

Vize budoucnosti

Česko zatím v realizaci chytrých měst mezi lídry nepatří. Veřejná správa je podle Michala Postráneckého z Centra města budoucnosti spíše zahrnována různými obecnými metodikami a velcí developeři se do skutečně chytrých komplexních řešení moc nehrnou.

Najdou se ale i radnice, které se novátorského pojetí nebojí. Patří mezi ně severočeská Bílina. Město stojící v těsném sousedství bývalé těžební oblasti se za minulého režimu stalo tragickým symbolem zhoubnosti socialistické správy věcí veřejných. Dnes chce místo na chvostu stát v čele a má připravenou strategii transformace, po jejímž dokončení by mělo být ukázkovým sídlem pro život v 21. století.

Bílinská strategie nahlíží problémy a potřeby provozu města právě prizmatem konceptu smart cities. Definuje 7 + 2 oblasti, v nichž má být koncept uplatněn. Těmi jsou veřejná správa, infrastruktura, doprava, služby, životní prostředí, územní rozvoj, občanská společnost, bezpečnost a data.

Pro dobře fungující smart city je podstatná především robustní ICT architektura. Autoři plánu proto přirovnávají město budoucnosti ke čtyřpatrové pyramidě. Základnu tvoří pevná infrastruktura, první poschodí senzorické sítě, druhé integrační datové platformy a na vrcholu je aplikační vrstva a služby. Do cíle je daleko, vesměs se projekty nacházejí ve fázi typových záměrů, ale jelikož bílinský koncept smart city spojuje poznatky z veřejné správy, akademické obce, technologického byznysu i globálních inovačních projektů, vypadá to, že to radní alespoň myslí vážně.

Opravdu futuristickým konceptem je město Miltown, který navrhl Michal Postránecký jako projekt na zelené louce u středočeských Milovic. „Měla by to být laboratoř města budoucnosti,“ říká sám autor. Těžiště prosperity má ležet ve službách a vzdělávání. Středobodem města tak je podle návrhu univerzita podporující vyspělý robotický průmysl v okolí. Pokud jde o urbanistické pojetí, cílem bylo dostat z veřejného prostoru v co největší míře auta, základní dopravní spojení po městě by proto zajišťoval monorail, navazující dopravu pak autonomní vozidla integrované veřejné dopravy včetně elektrických skútrů a koloběžek. K napojení na okolní svět by posloužila v první řadě železnice, kterou by se cestující dostali za 22 minut na Masarykovo nádraží v Praze.

Projekt počítá s množstvím zeleně – nejen v parcích, ale i na střechách a fasádách budov, a s rozsáhlým vodním hospodářstvím – propojenými rybníky s přilehlými biotopy, což má zlepšovat klima ve městě. Vše je navrženo velmi moderně, ale třeba centrum je v retro stylu. Miltown má být domovem pro všechny od studentů po seniory. „Chtěli jsme, aby to město budilo dojem, že už tady je nějakou dobu a má určitou historii, svého ducha,“ říká Postránecký. Nad vším se přitom klene smart vrstva, sbírající a vyhodnocující nekonečné množství dat z propojeného prostředí internetu věcí – budov, dopravních prostředků, všech částí města a také ze všech procesů na jeho území a v jeho okolí. Chytrá vrstva se přitom rodila už v samotném designu a modelování urbánního systému, aby od počátku vznikalo digitální dvojče města.

Čtvrť ovládaná z mobilu

Nejen na papíře už je dnes Nová Zbrojovka v Brně, kde má na ploše někdejšího průmyslového areálu vyrůst celá nová čtvrť s byty, kancelářemi, komerčními prostory, zábavou i dalším zázemím. „Myšlenka Nové Zbrojovky jako chytrého města vznikla už před dvěma lety. Rozvíjeli jsme nápad, že lidé dnes chtějí všechno ovládat aplikacemi, a zkoušeli jsme proto vyvinout jednu aplikaci pro všechny funkce. Ale zjistili jsme, že je to příliš komplikované a že uživatelům nevadí mít v telefonu vícero aplikací pro různé účely. Takže jsme to trochu pozměnili na koncept čtvrti ovládané přes mobilní telefon,“ říká ředitel developmentu Brněnského regionu CPI Property Group Miroslav Pekník.

Cílem je podle něj odbourat všechny papíry a karty a vše řešit z mobilního telefonu – přístupy, placení, rezervace, parkovací místa a řadu dalších služeb a funkcionalit, a to jak v kancelářské, tak maloobchodní oblasti. „To samé jsme přenesli i do bytové části. Dnes už si lze telefonem otevřít byt a pak v něm rovněž přes aplikace ovládat topení, chlazení, žaluzie i různé chytré spotřebiče,“ vysvětluje Pekník s tím, že hlavním smyslem je uživatelská přívětivost.

Vedle ní se Nová Zbrojovka zaměřuje i na mantru současnosti, jíž je ekologie a udržitelnost. Všechny objekty tak budou splňovat podmínky, které Evropská unie stanovila ve své taxonomii definující udržitelné investice. „Každou budovu řešíme tak, aby odebírala co nejméně energie z veřejných sítí. Budeme využívat šedou vodu, zadržovat a zužitkovávat dešťovou vodu nejen k závlahám, ale i ke chlazení. Všude, kde to půjde, budou na střechách solární panely. Zbrojovka bude potřebovat při zastavěné ploše nějakých 12 až 14 megawattů elektrické energie, my si zhruba čtyři vyrobíme sami,“ vypočítává Pekník. Celá čtvrť přitom bude mít centrální energetické řízení.

Nová Zbrojovka bude propletena mohutnou optickou datovou sítí a osazena čidly a měřiči. „Budeme mít spoustu dat o tom, co se děje ve veřejném prostoru i v budovách, a pokud na to bude připraveno město, jsme schopni se propojit s městskou datovou platformou. Obráceně už to u nás funguje na informačních totemech, v navigačních systémech a různých bannerech už informace z města k nám pouštíme,“ říká Pekník.

Jenže právě připravenost měst je v Česku do značné míry kámen úrazu. „Dnes se pojmem smart cities myslí zejména schopnost sbírat a vyhodnocovat data a vyvozovat z toho nějaké závěry. Jenže to je hrozně úzké hrdlo, protože města až na pár výjimek neumějí dobře pracovat s vlastními daty. Mají jich hodně, ale neumějí je využít,“ říká šéf rozvoje v Passerinvest Group Eduard Forejt. Chytrá města by přitom podle něj měla fungovat stejně jako chytré budovy, tedy sledovat dění uvnitř, měřit své funkce a podle toho umět reagovat. „Jenže my dnes v digitální éře sledujeme, jak jednu a tu samou silnici rozkopou plynaři, za čtvrt roku energetika a nakonec se tam do třetice mění kanalizace. Neumíme zkoordinovat ani dění v jedné ulici,“ dodává Forejt.

Moderní budovy už dovedou být velmi chytré. Městům, a to nejen českým, ovšem skutečná smart vrstva, která by propojovala takříkajíc vše se vším, zatím chybí.

Autor: David Mařík

Foto: Miltown, Pixabay, Usplash