Современный быт городского жителя таит в себе множество опасностей как техногенного характера, так и природного. Поступательное развитие городов планомерно подходит к необходимости совершения большого шага вперед, поскольку те решения, которые невозможно было сделать при отсутствии надлежащих технологий, сейчас являются вполне осуществимыми. Именно поэтому мировое сообщество все чаще обсуждает концепт «Smart city» («Умный город») в качестве собирательного понятия для инструментов, позволяющих сделать обитание в городской среде дешевле, проще, безопаснее, а также создать условия, способствующие более эффективному расходованию ресурсов, в том числе и временных.
Л.В. Березин, Е.Ю. Соснина, ООО «ПетербургГаз»
В целом, «Умный город» можно определить, как интеграцию технологий в окружающую среду, результатом которой является увеличение уровня эффективности процессов во всех областях жизнедеятельности, в целях обеспечения устойчивого развития, безопасности, здоровья населения, а также качества жизни. За основу, позволяющую решать указанные задачи, берется Internet of Things (Интернет вещей, IoT). Установка датчиков, сенсоров и прочих устройств, их взаимосвязь, позволяет аккумулировать большие данные (big data) в целях анализа, выявления потребностей жителей, проблемных мест в инфраструктуре города, а также дает возможность системам реагировать на возникающие происшествия в автономном режиме, либо же на основе собранной информации сообщать о случившемся в специализированные службы для ликвидации инцидента и его последствий. Кроме того, сами устройства позволяют реализовывать специфические проекты (например, онлайн выборы), что отражается на повышении уровня жизни.
В рассматриваемый концепт входит множество подсистем в зависимости от целей, которые ставятся в качестве результата интеграции технологий. К таким подсистемам можно отнести в различных вариациях «Умное правительство», «Умная энергетика», «Умная экономика», «Умный транспорт», «Умное образование», «Умные дома» и т.п. Но не один город не может стать по-настоящему «умным» без обеспечения безопасности его населения, в связи с чем в отдельную подсистему и выделяется «Safe city» («Безопасный город»), а в некоторых случаях рассматривается как отдельный концепт, связанный с «Smart city». Система «Безопасного города» может включать в себя решения, касающиеся здравоохранения, регулирования движения транспорта и пешеходов, поиска, наблюдения, идентификации и обнаружения, «кризис-менеджмента», промышленности и энергетики и т.д. К этому числу можно отнести и безопасность в сфере газоснабжения и газопотребления.
В рамках саммита Safe City Summit 2016, организованного компанией «Huawei», участники пришли к выводу о том, что анализ и сбор больших данных, Интернет вещей и облачные вычисления станут локомотивом успешного претворения в жизнь концепта «Безопасных городов» во всех странах мира[1]. В рамках доклада самих организаторов отмечалось, что проекты «Безопасных городов» основаны на трех ключевых аспектах:
– Сбор данных: необходим для обеспечения надежных комплексных мер безопасности для обнаружения угроз и опасных ситуаций;
– Работа в режиме реального времени: осуществляется для создания и анализа общей картины происходящего в оперативные сроки, повышения ситуационной осведомленности должностных лиц и предоставления возможности городским службам идентифицировать и реагировать на угрозы безопасности в онлайн-режиме;
– Изучение результатов: реализовывается возможность оценить и проанализировать последствия инцидента, эффективность их ликвидации[2].
В свою очередь, безопасность в «Умном городе» должны обеспечивать специализированные, основанные на IoT-технологиях, устройства, такие как камеры наружного наблюдения с установленной системой распознавания лиц, «умные» светофоры и системы координации трафика, позволяющие реагировать на изменения в городском дорожном движении, а также корректировать скоростной режим в реальном времени. Помимо указанных, могут (и должны) использоваться устройства, отслеживающие состояние городских систем жизнеобеспечения, промышленных, опасных производственных объектов, а также обычных зданий и помещений (в том числе и нежилых).
IoT – это двигатель, обеспечивающий появление полностью интегрированных систем безопасности граждан. Эта отрасль ориентирована на удовлетворение потребностей посредством создания удобных интеллектуальных сервисных приложений. IoT-связанные системы управления информацией основываются на ряде следующих принципов:
– Мультисервисная интеграция: Подсистемы, подключенные к IoT, включая видеонаблюдение, контроль доступа, территории и системы пожарной сигнализации, подключены и управляются централизованно. Мощные возможности управления доступом используются для интеграции этих подсистем в области управления данными, сигнализации, передачи мультимедиа и терминальных приложений.
– Использование больших групп датчиков: системы безопасности и защиты полагаются на большое количество всевозможных устройств, предназначенных для сбора информации из «физического» мира. В зависимости от желаемой функциональности датчики могут отличаться по форме, доступным возможностям, режимам соединения между собой и системой, а также по формату собираемых и передаваемых данных.
– Координация на основе установленных правил: в случае получения оповещения о тревоге или аварийной ситуации, система безопасности, подключенная к IoT, выполняет пошаговую, скоординированную обработку полученных данных на основе предустановленных правил, которые определяют действия, подлежащие выполнению соответствующими подсистемами в различных обстоятельствах.
– Визуализация команд и диспетчеризации: система безопасности и защиты, подключенная к IoT, должна отображать в 2D и 3D графическую информацию о чрезвычайных ситуациях. Работа с географической информационной системой (ГИС), подключенная к IoT-системе, позволит улучшить оценку места расположения и масштаба инцидента, его последствий, посредством использования визуализированного командно-диспетчерского интерфейса для персонала аварийных служб.
Российские города, достаточно сильно зависят от «голубого топлива». Обширные сети газоснабжения нуждаются в постоянном обслуживании, контроле, необходимо реализация оперативного реагирования на аварийные ситуации. Для решения таких вопросов и должны найти применение IoT-устройства. Как мы рассказывали ранее, IoT-технологии используются в сфере газоснабжения в двух аспектах:
1) экономия ресурсов, которая выражается в сокращении потребления природных ресурсов, то есть непосредственно газа за счет контроля за расходом топлива, а также за счет возможности обработки больших массивов данных, что позволяет производствам анализировать и оптимизировать потребление. Кроме того, высвобождается человеческий ресурс, поскольку сокращается необходимость участия человека во всех связанных с контролем за оборудованием процедурах;
2) обеспечение безопасности[3]. Устройства интернета вещей позволяют выполнять старые задачи (техническое обслуживание, предупреждение и локализация аварий) быстрее, а в некоторых случаях и эффективнее, чем то было раньше. Именно второй аспект отражает использование Интернета вещей в рамках «Safe city».
Используя перечисленные базовые технологии и принципы их работы, возможно обеспечение надлежащего уровня безопасности процессов газоснабжения и газопотребления. Поскольку оборудование имеет свободный выход в сеть Интернет, передача информации как потребителю, так и городским службам, управляющим организациям, осуществляется в считанные секунды, что позволяет экономить драгоценное время на ликвидацию аварии. В то же время, обеспечение безопасности осуществляется с помощью указанных ниже процессов, основанных на технологиях IoT:
1) Контроль состояния сетей газоснабжения, газоиспользующего оборудования
Отслеживание обеспечивается за счет возможности дистанционной проверки давления газа, а также объема поставляемого газа в единицу времени посредством установки датчиков на системы газораспределения, в частности, на газораспределительные пункты (ГРП).
2) Предупреждение аварийных ситуаций
При отклонении от заданных параметров, устройство может подать сигнал о необходимости проведения технического обслуживания, а также напомнить о том, что такое обслуживание требуется провести в нужный момент (например, через год после последней проверки).
3) Предотвращение и локализация аварий
При обнаружении утечки газа, устройство может передавать информацию в газораспределительную организацию, где уже в автоматическом либо ручном режиме допускается отключение газоснабжения на конкретном уровне – квартира, дом, отвод от ГРП и т.д. Конечно, о таком сейчас можно лишь мечтать, однако установка автоматизированных задвижек на некоторых участках систем газоснабжения уже сейчас является реальностью.
4) Ликвидация последствий происшествия
Возможность мгновенной обработки поступившей информации о произошедшей аварии (место расположения, характер инцидента, транспортная обстановка на маршруте, иные сведения) позволят принять наиболее верное решение относительно перечня необходимых мер для устранения последствий, определения состава техники и специалистов, которые должны прибыть на место, выбора оптимального маршрута. Словом, все это приведет к минимизации количества пострадавших, снизит материальные потери, а также сократит количество требующегося времени на выполнение мероприятий по ликвидации последствий аварий.
Это не исчерпывающий перечень возможностей применения Интернета вещей. Необходимо также отметить, что «Безопасный город» находится в тесной взаимосвязи с другими отраслями концепции «Smart city», в частности, «Умная энергетика» и «Умный дом» должны предполагать решения относительно безопасности для полноценного обеспечения защиты городской среды. Вместе с тем, нельзя говорить о технологиях, которые должны обеспечивать защиту людей от техногенных опасностей, без упоминания оценки безопасности самих разработок.
Производители устройств и технологий не стремятся к разработке мер по обеспечению безопасности устройств. В настоящий момент, приоритетным направлением с целью привлечения потребителей, является создание все более новых и усовершенствованных устройств, приложений и технологий. При этом, создание новых технологий, расширение каналов связи и увеличение количества переданных данных, как правило, влечет увеличение риска их незаконного использования. При этом, сами по себе устройства могут не представлять интереса для преступников. Однако хакеры взламывают их, чтобы использовать в качестве роботов для создания ботнетов. С их помощью можно атаковать более серьезные системы. Владельцы взломанных устройств могут даже не подозревать, для чего используется их техника. Тодд Инскип (Todd Inskeep) из Booz Allen Hamilton считает, что компании должны уже сейчас озадачиться созданием хорошо защищенных подключенных устройств. По словам Тодда кардинально сменить подход к созданию продуктов необходимо всем участникам рынка, от разработчиков и исследователей до маркетологов и продажников, ну и всем остальным причастным тоже. В противном случае, считает Тодд, производители могут очень быстро потерять доверие клиентов[4].
В настоящий момент, выделяются следующие проблемы безопасности IoT:
1) Отсутствие системы учета устройств, имеющих подключение к Интернету вещей.
В октябре 2016 года года стало известно о планах Еврокомиссии - ввести обязательную сертификацию или аналогичную процедуру всех устройств, имеющих возможность подключения к Интернету для установления на них «чипов безопасности». Применение таких мер на государственном уровне должно помешать злоумышленникам в использовании устройств пользователей для создания ботнетов и дальнейших атак. Необходимость принятия мер по защите IoT на государственном уровне объясняется тем, что в контроле нуждаются не только сами приборы, но и сети, к которым они подключены, а также облачные хранилища. Схема сертификации интернета вещей сравнима с европейской системой маркировки энергопотребляющих товаров, принятой в 1992 году. Маркировка обязательна для автомобилей, бытовой техники и электрических ламп. Но производители техники считают систему подобной маркировки неэффективной для защиты от злоумышленников, вместо этого они предпочли бы установить в приборы стандартный чип, который будет отвечать за безопасность подключения к интернету.
В тоже время, по словам Алексея Раевского, являющегося генеральным директором компании Zecurion, занимающейся разработкой программного обеспечения: «сертификация на государственном уровне - это, с одной стороны, хорошо, но, с другой стороны, компании-производители будут в первую очередь стремиться получить такие сертификаты, при этом реальный уровень защищенности устройств будет беспокоить их меньше. Безопасность - это комплексный процесс, и сертификация не избавит от всех проблем. Но в любом случае внимание со стороны регулирующих органов к Интернету вещей необходимо»[5].
2) Идентификация подключенных устройств.
Независимо от области применения и используемой схемы защиты, всегда наступает такой момент, когда устройству, подключаемому к другому устройству или удаленному серверу, необходим кто-то, кто внесет в память устройства уникальные идентификаторы либо ключи доступа. Это и называется персонализацией устройства. И она несет за собой определенные сложности, которые всегда приходится решать либо производителю оборудования, либо уже его конечному потребителю.
Отсутствие технических возможностей для надлежащей идентификации пользователей, подключающих одно из устройств к другому с использованием Интернет-соединения угрожает утечкой данных иным лицам. Решение данной проблемы, исследователи находят в присвоении уникальных идентификаторов самим устройствам. Как поясняют авторы инициативы: «Это необходимо для стабильности работы Сети. Сейчас выпускается большое количество разнообразных устройств IoT, которые работают по разным стандартам и протоколам. С ростом данного рынка в Сети может возникать все больше конфликтов и сбоев при их подключении. По этой причине государство хочет оставить за собой возможность регулировать данный рынок путем выдачи идентификаторов для устройств IoT»[6].
Кто будет выдавать идентификаторы, будет ли этот процесс платным и другие детали, пока не определено, уточнил он. Из плана мероприятий следует, что к сентябрю 2019 года помимо идентификации интернета вещей в законодательстве должны установить требование «по идентификации пользователей коммуникационных и иных сервисов участников информационного взаимодействия».
Не смотря на наличие нерешенных проблем в сфере IoT-технологий, нельзя переоценить возможный вклад новых устройств в повышении качества жизни людей. «Умный город» со всеми своими составляющими и технологиями уже успешно внедряется за рубежом, постепенно осваивается и в отечественной индустрии. Опрос, проведенный компанией Vanson Bourne показал, что 77% опрошенных потребителей IoT-технологий полагают, что к 2025 году решения для «Умного дома» будут также распространены как и смартфоны на сегодняшний день[7]. Изданием «Forbes» также отмечается, что «Умные дома» - это ближайшее будущее, которое нас ждет буквально за углом[8]. «Атлас новых профессий» как альманах, предполагающий, какие специалисты будут востребованы в дальнейшем, содержит такие профессии, как «проектировщик инфраструктуры «умного дома», «проектировщик личной безопасности», «дистанционный координатор безопасности», «аудитор комплексной безопасности в промышленности», «строитель «умных дорог», «архитектор интеллектуальных систем управления» и другие[9].
В целом, становится ясно, что, несмотря на наличие уязвимостей технологий, однако жители городов чувствуют необходимость в применении не только в умных технологиях самих по себе, но и в обеспечении с помощью них защиты от всевозможных угроз. Представляется, что потребность в безопасности в сфере газоснабжения произрастает из двух следующих факторов:
1) Человеческий фактор невозможно полностью исключить из процессов жизнедеятельности. Можно быть уверенным в том, что всегда есть возможность учуять запах газа при утечке, проверять выключение газоиспользующего оборудования после каждого использования, ежегодно допускать обслуживающую организацию к техническому обслуживанию внутриквартирного оборудования, однако дополнительный контролирующий элемент, работающий в автономном бесперебойном режиме 24/7 обеспечивает куда большую уверенность в том, что проблем не возникнет.
2) Невозможность контролировать действия третьих лиц в вопросе пользования газом также указывает на необходимость стороннего контроля за системой газопотребления. Нельзя быть уверенным в том, что сосед не заснет сегодня вечером с оставленной включенной газовой конфоркой, однако автоматизированные устройства смогут исправить такую ситуацию. В случае утечки, датчик сможет отправить оповещение в соответствующую службу, которая сможет предпринять необходимые действия и предотвратить возможное происшествие.
Подводя итог, можно отметить, что Интернет вещей все большее значение приобретает в вопросе обеспечения безопасности. Необходимость интеграции различных городских систем очевидна, и в концепте «Smart city» она отражена. Чем «умнее» газ становится, тем проще и безопаснее становится человеческая жизнь. Нам же остается надеяться на то, что такие решения будут действительно воплощаться в жизнь, не оставаясь лишь радужной картинкой светлого и далекого будущего.
[1] Huawei Safe City Summit: большие данные, Интернет вещей и облачные технологии как фундамент создания безопасного города // http://www.huawei.com/ru/press-events/news/ru/2016/hw-477310
[2] Safe Cities: A Revolution Driven by New ICT // http://e.huawei.com/mediafiles/MarketingMaterial/EBG/en/af592e6a-cc1b-44f5-982c-bfdefad01f75.pdf?sou...
[3] Березин Л.В., Соснина Е.Ю. Что такое internet of things в энергетике // Газ-информ. №1 (59). 2018. С. 6.
[4] Как Интернет вещей меняет взгляды на безопасность // https://www.kaspersky.ru/blog/iot-state-of-mind/11263/
[5] Ю. Воронина. Интернет вещей хотят обезопасить от кибератак // https://rg.ru/2016/10/13/evrokomissiia-predlozhila-zashchitit-internet-veshchej-ot-kiberatak.html
[6] В России введут идентификацию устройств с подключением к интернету // https://www.rbc.ru/technology_and_media/06/12/2017/5a26d5cc9a7947613a3511eb
[7] The Internet of Things and the Smart Home // https://www.vansonbourne.com/client-research/21051501TC
[8] Weinreich A. The Future Of The Smart Home: Smart Homes & IoT: A Century In The Making // https://www.forbes.com/sites/andrewweinreich/2017/12/18/the-future-of-the-smart-home-smart-homes-iot...
[9] Атлас новых профессий // http://atlas100.ru/catalog/
