Areas

We have a lot of activities, but each of them mostly belongs to one of the overarching areas, which we are constantly engaged in.

All areas

What's on

We regularly inform you about our activities, successful projects and new technologies.

About us

We regularly inform you about our activities, successful projects and new technologies.

News

Chytrá města začnou vytvářet digitální dvojčata, říká expert na 5G Miroslav Svítek

  • 5. 5. 2021
  • Message

Aby 5G sítě přinesly městům užitek, bude třeba vytvářet řešení šitá na míru. Plošná aplikace univerzálního modelu nedává smysl. „Chytrá města budou stále více využívat svých digitálních dvojčat, kde obrazem reálného města bude jeho virtuální podoba,“ říká expert na 5G sítě, Miroslav Svítek z Ústavu dopravní telematiky ČVUT v Praze. „Dvojčata“ poslouží především k simulaci krizových situací.

O 5G slyšel snad už každý. Ale co si pod nimi máme vlastně představit?

Nová generace 5G sítí přináší ve srovnání s předchozími generacemi podstatně větší nabídku služeb s cílem pokrýt potřeby nejrůznějších skupin uživatelů. Využívá podstatně širší spektrum od sub-gigahercových frekvencí až po pásmo 26GHz. Díky tomu mohou přenosové rychlosti dosáhnout od 100 megabajtů až do dvou gigabajtů za sekundu v pásmu do šesti gigahertz. V pásmu 26 gigahertz pak dokonce až deset megabajtů za sekundu. To je mnohonásobně víc než u stávajících technologií.

5G nabízí i komunikaci s nízkou latencí, tedy odezvou v řádu několika milisekund, takzvanou Ultra Low Latency. Za velmi významnou vlastnost považuji možnost dosažení velmi vysoké spolehlivosti, a to až 99,999 %.

Je tu i něco, co dokáže snadno pochopit i laik?

Důležitou vlastností je i možnost obsloužit velké množství komunikujících zařízení v konkrétní oblasti. Typicky se uvádí až milion jednotek na kilometr čtvereční především u služeb Machine to Machine nebo IoT, tedy takzvaného internetu věcí, kdy každá jednotka v různých časových režimech komunikuje rychlostí až 100 kilobajtů za sekundu.

Největší přínos sítí 4G – vlastně již 3,9G – a 5G vidím v jejich globální standardizaci. O této hodnotě se moc nemluví, ale je nutnou podmínkou existence globálního telekomunikačního trhu se všemi jeho ekonomickými dopady.

Co přesně si máme představit pod pojmem latence? A pro koho je její zkrácení důležité?

Latence definuje dobu, za kterou blok dat vyslaný ze zdroje dorazí k cíli a zpět. Tato doba se měří v milisekundách a u 5G sítí je kratší než 5 milisekund. Nízká latence spojená s vysokou spolehlivostí je důležitá například pro průmyslové aplikace, pro vzájemnou komunikaci mezi vozidly nebo komunikaci mezi vozidlem a infrastrukturou. Zcela zásadní roli bude hrát tato vlastnost v autonomní mobilitě. K sítím 5G lze ještě poznamenat, že umožňují provoz i při velkých rychlostech. Ve specifikacích 5G se uvádí hodnota rychlosti až 500 kilometrů za hodinu. 

Hodně se o nich hovoří v souvislosti s konceptem smart cities, tedy chytrých měst. Proč je pro ně tato síť důležitá?

Chytrá města budou stále více využívat svých digitálních dvojčat, kde obrazem reálného města bude jeho virtuální podoba. Takových digitálních dvojčat lze využít pro simulace různých opatření, krizových scénářů a tak dále. Jejich věrohodnost je podmíněna kontinuálním sběrem velkého množství dat z různých oblastí, jako je životní prostředí, doprava, energetika, budovy, bezpečnost. Díky internetu věcí bude každý prvek chytrého města zdrojem velkého množství dat.

Vzniká tak vysoká hustota senzorů na kilometr čtvereční, které jsou sítě 5G schopny paralelně obsloužit. Na druhou stranu se počítá s využitím rozšířené reality, která bude schopna v reálném čase kombinovat video přenosy z virtuálních dvojčat a reálného území. Autonomní systémy všeho druhu budou využívat všech těchto znalostí pro svůj bezpečný a spolehlivý provoz.

Jak ale pozná člověk, že žije v „chytrém městě“? Jak to pozná prakticky a co mu to přinese?

Základním parametrem chytrého města je kvalita života jeho obyvatel. Mnohé technologie, například řízení dopravy, mohou být pro běžné obyvatele skryté. Stačí, pokud nevznikají zácpy a dopravní systém uspokojivě funguje. Chytré město by mělo být přívětivé pro všechny kategorie obyvatel včetně těch, kteří nechtějí žádné technologie používat. Uživatelé různých aplikací však mohou těžit ze získaných informací dle svých zájmů, a to prostřednictvím služeb personalizovaných podle jejich konkrétních požadavků.

Trvalý nárůst obyvatel ve městech přinesl potřebu moderního urbanismu nejen v tom, co je vidět, ale možná i z hlediska řízení systémů na dálku. Nedočkáme se doby, kdy výpadek sítí by znamenal skoro stejnou katastrofu jako třeba výpadek sítě vodovodní?

Velkou otázkou chytrých řešení je skutečně jejich zranitelnost. Součástí každého návrhu musí být i způsob zvýšení jejich odolnosti včetně reakce například na výpadky elektrické energie, kybernetické útoky, ale i pandemickou krizi, jakou právě prožíváme. Existuje mnoho přístupů. Jedním z nich je, že v případě napadení se systém rozpojí a jeho dílčí části začnou fungovat autonomně byť neoptimálně. Ukázkou může být doprava, kdy i při výpadku systému řízení zůstává platné pravidlo pravé ruky. Dopravní provoz se výrazně zpomalí, ale i v krizi je schopen dál omezeně fungovat.

Jak velká města se bez moderního, a hlavně online zpracování dat neobejdou? Mezi městy, která na tento koncept na bázi 5G nastoupila, patří třeba Bílina s necelými 18 tisíci obyvatel.

Obecně platí, že každé město má jiné problémy, které vyžádají jiný typ řešení. Je to jako s pacientem, někdy stačí základní vyšetření a standardní léky, jindy je nutno použít magnetickou rezonanci a léčit problém detailněji. Čím komplexnější metody používáme, tím musí být více zacíleny na konkrétní problém. Klíčem úspěchu 5G sítí je, že daná řešení budou vznikat přímo v konkrétních městech a budou reagovat na lokální problémy jako je tomu u zmíněné Bíliny, kde pomáhají v boji s kriminalitou.

Dá se říct, že Evropská unie 5G podporuje. Lze z toho nějak profitovat?

Evropská unie prohlásila začínající dekádu za „desetiletí digitalizace“, kam samozřejmě 5G sítě perfektně zapadají. Evropský finanční rámec určený na digitalizaci v období 2021 až 2027 je 7,5 miliardy eur. Krom toho jsou podporována Evropská centra pro digitální inovace, která sídlí i v několika městech České republiky. Program Horizont Evropa má pro období 2021 až 2027 vyčleněn rozpočet 95,5 miliardy Eur na vědu, výzkum a inovace. Bylo by velmi prospěšné pro ČR se do těchto programů maximálně zapojit.

Jak by měl spolupracovat stát se soukromým sektorem a univerzitami, aby „nám neujel vlak”?

V oblasti výstavby sítí by stát mohl pomoci při urychlení stavebních řízení nové infrastruktury. Další podporu bych očekával v pokrytí lokalit, které pro operátora nemají ekonomický smysl, ale pro rozvoj konkrétního území jsou strategicky důležité. Příkladem podpory konkrétních aplikací může být projekt 5G pro pět měst, kdy si tato města sama navrhla konkrétní řešení svých problémů.

Jaká je informovanost municipálních politiků ale i úředníků o 5G?

Myslím si, že celá oblast digitalizace včetně využití 5G sítí by si zasloužila celoživotní vzdělávání pracovníků státní správy a veřejné samosprávy. Rozvoj technologií a využití jejich možností stále roste. Bohužel technologie je možno si koupit, ale funkční systém ne. Ten se musí léta budovat dle potřeb konkrétních zákazníků. K tomu jsou nutní kvalifikovaní zadavatelé a osvícení uživatelé.

O 5G se vedou spory, a přitom se objevuje občas termín 6G. Je to něco reálného?

Sítě 6G by měly být schopny pracovat s přenosovými rychlostmi až několika tisíců gigabajtů za sekundu. První praktické výsledky se očekávají nejdříve v roce 2030. Myslím si, že současný technologický svět není na sítě 6G ještě připravený. Nejsou k dispozici procesory ani paměti, které by dokázaly s tak vysokým objemem dat pracovat. Proto bych doporučoval se zaměřit na maximální využití stávajících 5G sítí.

Miroslav Svítek

Prof. Miroslav Svítek spojil svoji profesní dráhu s Fakultou dopravní ČVUT v Praze. V letech 2010 až 2018 na ní dokonce zastával funkci děkana. Během let 2006 až 2019 byl prezidentem Sdružení pro dopravní telematiku. V roce 2015 se stal historicky prvním prezidentem Czech Smart City Cluster. Zabývá se především modelováním komplexních systémů se zaměřením na inteligentní systémy dopravní a chytrá města či regiony. Je autorem či spoluautorem více než 200 vědeckých publikací a 10 monografií. Disponuje řadou akademických a pedagogických titulů. Na začátku své akademické dráhy vystudoval Fakultu elektrotechnickou ČVUT, vedle toho ovšem také Státní konzervatoř v Praze, obor akordeon. Hře na tento nástroj se dodnes aktivně věnuje. Mimo jiné v souboru Duo Profesores.

Zdroj: www.e15.cz

Subscribe to latest news