Eiffelova věž či Atomium, barevná televize či zip: světové výstavy vždy přinášely důmyslné technické vynálezy a atraktivní architekturu. Inovativní technologie a architektura však dosud nikdy nebyly propojeny tak komplexně a těsně, jako je tomu na nedávno ukončené světové výstavě Expo 2020 v Dubaji. Tato první světová výstava pořádaná v arabské zemi hostila téměř 200 vystavovatelů a mezi šesti desítkami zemí, které vystavěly vlastní pavilony, byla i Česká republika.
S ročním zpožděním, způsobeným koronavirovou pandemií, otevřela své brány minulý rok na počátku října v Dubaji světová výstava Expo 2020. Odměnou za dlouhé čekání byla v mnoha ohledech unikátní přehlídka aktuálního stavu technologického vývoje a moderního designu. Ústředním tématem této světové výstavy bylo Connecting Minds, Creating the Future, tedy Propojování myšlenek, vytváření budoucnosti. Čeho se toto propojování a tato budoucnost týkaly? Především měst, lépe řečeno chytrých měst. Tato smart cities jsou totiž podle organizátorů výstavy jednou z hlavních bran k udržitelné budoucnosti. Světová výstava by si však zřejmě jen těžko mohla stanovit takto ambiciózní cíl, kdyby neměla podporu řady technologických firem. Mezi nimi byla zcela klíčová podpora společnosti Siemens, která byla oficiálním partnerem Expa v oblasti digitalizace infrastruktury. Organizátoři Expa očekávali, že výstava během šesti měsíců přiláká kolem 25 milionů návštěvníků. Jak ale zajistit jejich bezpečnost a pohodlí na ploše o rozloze téměř 4,5 km2, což je pro lepší představu plocha více než 600 fotbalových hřišť? Jak dokázali pracovníci ostrahy rychle a správně reagovat na všemožné incidenty, které mohly nastat? To byly jen některé z otázek, na které dokázal s jistotou odpovědět integrovaný bezpečnostní systém dodaný společností Siemens. Její technologie na dubajském výstavišti řídily více než 130 budov, které byly všechny připojeny k tzv. internetu věcí (IoT) a představovali tak širokou paletu možností integrace a řízení městské infrastruktury. Díky nově vyvinuté aplikaci šlo navíc celou infrastrukturu monitorovat a ovládat v reálném čase i prostřednictvím mobilních zařízení.
Důraz na technologické inovace je světovým výstavám vlastní od samého počátku. Do historie techniky i architektury se zapsala například světová výstava konaná v roce 1889 v Paříži, jejímž symbolem se stala Eiffelova věž. Alexandre Gustave Eiffel na ní názorně demonstroval, do jaké výšky lze stavět, použijí-li se železné konstrukce. „La Tour Eiffel“ se stala nejvyšší stavbou světa a současně i fyzickým vyjádřením možností moderní vědy a techniky. Nejvyšší stavbou na světě vydržela věž být až do roku 1930 a i nadále zřejmě je nejslavnější upomínkou na historii světových výstav.
Na světové výstavě v Dubaji se návštěvníci opět mohli setkat se stavbami, jejichž technologie posouvají hranice možného, stejně jako tomu bylo kdysi v případě Eiffelovy věže. Tentokrát byla však výška budov druhotná, a to nejen proto, že Dubaj nepotřebuje uchvacovat výškou, nejvyšší budovu světa totiž již má – je jí mrakodrap Burdž Chalífa, vysoký 829,8 m. Tato výstava nebyla tolik zaměřena na vyrovnávání se s prostorem jako spíše s časem, resp. s budoucností – lidstva i celé planety. Tento časový aspekt také vystihovaly hlavní tři témata Expa: příležitost, mobilita a udržitelnost (Opportunity, Mobility, Sustainability).
Každému z těchto tří témat byl na výstavišti vymezen určitý prostor, jemuž dominoval tematický pavilon, architektonicky provedený tak, že s tímto tématem souznil i vizuálně. V sektoru Sustainability, kde návštěvníci našli i český pavilon Czech Spring, byl například centrem dění pavilon Terra. Tomu vévodila obrovitá oválná střecha s trychtýřovitou prohlubní uprostřed, která byla pokryta 4 912 solárními panely, jež byly schopny vyrobit až 4 GWh energie ročně. Vedle toho dokázala střecha z okolního vzduchu vyrábět vodu.
V sektoru Mobility pak byl středobodem pavilon Alif a sektoru Opportunity dominoval pavilon Mission Possible.
Koncepce celého výstaviště měl ambici být prototypem tzv. smart cities budoucnosti. Ostatně výstaviště se poté, co Expo letos v březnu uzavřelo své brány, má proměnit v novou, plně funkční městskou čtvrť, která ponese název District 2020 a měla by být modelem pro všechna další chytrá města, která teprve vzniknou.
Je zřejmé, že na loňském Expu se všichni společně snažili hledat odpovědi na palčivé otázky dnešní doby: Jak budou megaměsta budoucnosti zajišťovat základní služby, jako jsou dodávky čisté vody, elektřiny, plynu či odvoz odpadu? Jak budou rozvíjet svou dopravní infrastrukturu a výstavbu nových budov, tak aby dokázala pojmout více obyvatel a zároveň umožňovala snižovat produkci emisí? Téměř s jistotou lze říci, že bez nejmodernějších technologií dosažení těchto cílů nebude možné.
Pro společnost Siemens bylo Expo 2020 jednou z největších instalací průmyslových a stavebních technologií, kterou kdy na jednom místě a v jednom čase realizovala. Potvrdil to i Monir Kabiri, ředitel bezpečnostního portfolia společnosti Siemens v regionu Středního východu a Afriky. „Během své kariéry jsem realizoval mnoho projektů, ale žádný z nich se nevyrovná Expo 2020,“ říká. „Nejen kvůli svému rozsahu, ale také proto, že zde společnost Siemens důkladně propojuje velký počet bezpečnostních subsystémů celého Expa. Nasadili jsme zde kombinaci osvědčených technologií i inovací, které poté použijeme v chytrých městech po celém světě,“ pokračuje Monir Kabiri.
Šlo opravdu o obří kolekci technologií – bezpočet digitálních řešení, která monitorovaly a řídily nejrůznější funkce budov v celém areálu výstaviště. O řízení budov se staral systém Desigo CC, špičková IT platforma, která k monitorování a řízení funkcí používala nejrůznější typy senzorů a řadu analytických nástrojů, a to ve všech funkčních oblastech, včetně klimatizace, spotřeby energie, ovládání osvětlení, výtahů, kvality vzduchu a požárně-poplachových systémů.
Jakmile systém získal dostatečné množství dat ze senzorů, mohl být vytvořen model pro učení a mohl se provádět predikce a předpovědi pro blízkou budoucnost. V kooperaci s meteorologickou stanicí mohla být například využita historická a aktuální data o počasí a kvalitě vzduchu a na jejich základě šlo učinit třeba předpověď pravděpodobnosti příchodu písečné bouře a následně připravit vhodná doporučení pro správu infrastruktury celého Expa.
Veškerá data se ale nakonec sbíhala a zpracovávala v cloudovém operačním systému MindSphere, který Siemens vyvinul speciálně pro kooperaci s internetem věcí. Tento systém umožňuje provádět rozsáhlý sběr, analýzu a vizualizaci dat, na jejichž základě je pak možné provádět komplexní rozhodovací procesy v oblastech energetické efektivity, zabezpečení i uživatelského komfortu.
Srdcem bezpečnostní infrastruktury Expa bylo řešení Siveillance Control Pro – systém pro správu zabezpečení (SMS) dodaný společností Siemens. Tento SMS obsahoval všechny informace, které byly pro stoprocentní zajištění bezpečnosti klíčové, včetně vizuálního monitoringu zajišťovaného zhruba 15 000 kamerami a dat z 3 500 čteček používaných při vstupních kontrolách. Součástí tohoto systému byly také informace z požárně-poplachového systému, z různých komunikačních subsystémů, data ze systémů pro určování polohy vozidel a osob a také videoanalýza prováděná s pomocí umělé inteligence.
K přednostem Siveillance Control Pro patří nepochybně to, že dokáže okamžitě lokalizovat krizovou událost a současně již připravit i vhodnou odpověď. Operátorovi řídicího centra se okamžitě zobrazí živé záběry ze sledovacích kamer v blízkosti incidentu, jakož i stav dveří a vstupních oprávnění v bezprostřední blízkosti tohoto incidentu.
K zajištění toho, že operátor zareaguje přiměřeně i ve stresové situaci a pod časovým tlakem, poskytuje Siveillance Control Pro předdefinované scénáře – optimální pracovní postupy v konkrétních krizových situacích. Může se jednat například o zavolání složek záchranného integrovaného systému, o vyslání nejblíže se vyskytujícího bezpečnostního personálu na místo události nebo o evakuaci celé oblasti. Bezpečnostní pracovníci, kteří Expo hlídají, mají navíc k dispozici mobilní aplikaci Siveillance Control Pro. „Díky této aplikaci mají bezpečnostní pracovníci v zásadě stejné informace jako velín celého Expa, mají přímý přístup k sledovacím kamerám a možnost aktivovat nebo spravovat alarmy. S pomocí GPS navigace navede aplikace bezpečnostní personál po nejkratší cestě k místu incidentu, což šetří kritický čas reakce na krizovou událost,“ vysvětluje Monir Kabiri.
Fakt, že budovy spotřebovávají enormní množství energie, je všeobecně známý. Odhaduje se, že podíl budov na celosvětové spotřebě energie se pohybuje kolem 40 %. Budovy také produkují kolem 36 % emisí oxidu uhličitého a veškerý městský provoz má na svědomí až 70 % těchto emisí. V oblasti Blízkého východu však může být energetická spotřeba až dvojnásobná. Důvodem jsou mnohem vyšší nároky na klimatizaci nebo na regulaci světla, než jaké jsou u nás, a také značná energetická spotřeba nově vzniklých velkých průmyslových závodů tohoto regionu. Otevírá se zde tedy velký prostor pro racionalizaci správy, tak jak to ukazovalo právě loňské Expo – propojením zhruba 130 budov prostřednictvím systémů, jako jsou Navigator či MindSphere, díky nimž se provoz budov mohl stát velice transparentním a umožnit operátorům, aby při řízení například osvětlení či klimatizace činili mnohem kvalifikovanější rozhodnutí.
Máme-li hovořit o správě budov konkrétněji, stará se o ni především systém Desigo CC, který byl na Expu implementován jako centrální Building Management System (BMS) řešení, které propojuje okolo 200 000 datových bodů. Všechna data z něj proudí do operačního systému MindSphere, kde probíhá monitorování, shromažďování a analýza dat z více než 20 subsystémů. A právě zde vstupuje do hry aplikace Expo 2020 MindSphere Smart City App, která v reálném čase zviditelňuje datovou síť, takže uživatelé mohou vidět velmi podrobná environmentální data o kvalitě ovzduší, hluku, spotřebě energie nebo počasí.
„Propojením dat z mnoha zdrojů můžeme provádět rozsáhlé analýzy. Veškeré relevantní informace jsou řídicímu centru Expo kdykoli k dispozici,“ upozorňuje na hlavní přednosti systému Monir Kabiri.
To nejlepší jsme si nechali na závěr. V samotném srdci infrastruktury Expa 2020 se totiž nacházel (nebo možná spíše byl mozkem toho všeho) největší technologický klenot, který společnost Siemens na dubajském výstavišti nainstalovala. Byl jím průkopnický a již několikrát zmíněný otevřený operační systém na bázi cloudu pro oblast internetu věcí – MindSphere Smart City. Tato aplikace shromažďovala, monitorovala, korelovala a analyzovala veškerá data z Expa v cloudu, na jehož bázi bylo de facto řízeno celé Expo.
Celá tato digitální infrastruktura měla tři úrovně: na základní úrovni se shromažďovalo obrovské množství dat, která se přenášela do lokálních řídicích center. Tam pracovaly již výše zmíněné specifické systémy, jako je platforma pro správu budov Siemens Desigo CC nebo bezpečnostní systém Siveillance VMS. Díky cloudové technologii MindSphere však šlo tento gigantický datový fond využívat i pro zcela nové mezioborové analýzy za účelem optimalizace bezpečnosti, efektivity a pohodlí na celém výstavišti. Mohl například poskytovat podrobné údaje o aktuálním stavu atmosférických podmínek a životního prostředí v okolí, jako je třeba kvalita ovzduší a povětrnostní situace, nebo může monitorovat a kontrolovat zavlažovací systémy na výstavišti. Monitorovat šlo tímto způsobem třeba také aktuální kapacitu nabíječek elektromobilů. Pořadatelé tak v systému MindSphere měli k dispozici velmi adaptabilní a škálovatelné IoT řešení s možností dalšího rozšiřování podle toho, jak postupně přibývaly další uživatelské aplikace.
I v příštích desetiletích pravděpodobně zůstane Paříž jediným místem, kde stojí Eiffelova věž (pokud nebudeme počítat spíše úsměvné napodobeniny, jako je třeba ta v Las Vegas). Avšak technologické koncepty, které byly nervovou tkání loňské světové výstavy, lze přenést na kterékoli místo na světě. Přesvědčit o obrovském potenciálu a prospěchu tohoto transferu širokou veřejnost bylo jedním z hlavních cílů organizátorů Expa 2020.
„Inovace jsou jedním z hlavních témat této světové výstavy i Spojených arabských emirátů,“ říká Mohammed Alhashmi, technologický ředitel Expo 2020 v Dubaji. „Ve spojení s ambiciózními plány Dubaje stát se průkopníkem v oblasti technologií pro chytrá města a díky našemu partnerství se společností Siemens jsme opravdu velmi rádi, že v tuto chvíli můžeme být příkladem pro celý svět v tom, čeho mohou technologie určené pro smart cities dosáhnout,“ dodává.
Myšlenka uspořádat mezinárodní výstavu, která by pokrývala široké spektrum poznatků a činností dané doby – od vědy a techniky po kulturní tradice – se zrodila někdy po roce 1848 v britské Royal Society. Byla podnícena úspěchem Francouzské průmyslové výstavy, která se uskutečnila o několik let dříve. Předseda Royal Society, princ Albert, si vzal tento nápad za svůj a rozhodl se zrealizovat jej za každou cenu. Britská veřejnost zpočátku tento záměr odmítala, ale dolní sněmovna projekt schválila. I přes pokračující a usilovné spory s tehdejším tiskem se Albertovi podařilo dosáhnout cíle a v londýnském Hyde Parku byl vybudován výstavní Křišťálový palác, v němž se v roce 1851 uskutečnil první ročník světové výstavy. Světová výstava slavila velký úspěch – zúčastnilo se jí více než 14 000 vystavovatelů, z nichž polovina pocházela ze zahraničí. Návštěvnost veřejnosti byla ohromující. Díky ní se podařilo dosáhnout takového zisku, že postačil na vybudování britské akademie věd, pozdějšího Victoria and Albert Museum a zbylo i na založení hudební a výtvarné akademie. Po této světové výstavě následovaly další a lze říci, že po celý zbytek 19. století byly tyto velmi populární „monstrakce“ jedním z hlavních způsobů, jak mohly jednotlivé národy prezentovat před celým světem svou technickou a kulturní vyspělost.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
