Цифровая экосистема ЖКХ

Автор: Михаил Самсонов, вице-президент ЗАО «Группа компаний СТАРТ», к.т.н.

Какие современные информационные технологии могут быть использованы при создании цифрового ЖКХ? Цифровая экономика – это  хозяйственная  деятельность,  ключевым  фактором производства  которой  являются большие объемы данных в цифровом виде, а также их обработка и использование результатов анализа, что позволяет существенно, по сравнению с традиционными формами хозяйствования, повысить  эффективность  различных видов производства и предоставления услуг. Цифровое ЖКХ как элемент цифровой экономики за счет применения ИКТ должно обеспечивать эффективное управление этой сферой хозяйства. Причем эффективное в такой степени, чтобы из дотационной сделать ее инвестиционно привлекательной.

Цифровое ЖКХ в первую очередь  нацелено  на  решение  таких задач, как создание  прозрачных, доверительных  отношений  между субъектами ЖКХ, обеспечение гарантированного качества жилищно-коммунальных услуг, а также развитие дополнительных услуг.

Процессы цифровизации в ЖКХ охватывают следующие уровни:

• инвентаризация, учет зданий и сооружений (создание реестров и паспортов зданий);
• учет объектов коммунальной инфраструктуры (совокупность инженерных систем и объектов, в том числе трубопроводов, линий электропередачи и иных объектов, используемых в сфере электро-, тепло-, водоснабжения, водоотведения и очистки сточных вод и т.п.);
• учет потребления  энергоресурсов  для  обеспечения  электро-,  тепло-,  водоснабжения (внедрение автоматизированных систем коммерческого учета энергоресурсов, производственных систем контроля коммунальных сетей, мониторинга параметров качества энергоресурсов и др.);
• предоставление услуг в сфере ЖКХ (обеспечение необходимого объема и качества услуг, работа с обращениями, информирование потребителей);
• внедрение ИКТ для автоматизации отношений между субъектами ЖКХ (пред- и договорная деятельность, расчетные и платежные системы, работа с дебиторами, энергосервисные контракты, кредитование, инвестиции, страхование и др.).

В  совокупности  весь  комплекс мероприятий по информатизации позволяет выстроить эффективную систему управления сферой ЖКХ со стороны органов госвласти и местного самоуправления. Сейчас игроки сферы ЖКХ занимаются информатизацией, исходя из собственных интересов. Результатом такой «лоскутной» информатизации может стать напряженность в их взаимоотношениях из-за отсутствия прозрачности. Например, ресурсоснабжающие организации, не имея доступа к абонентским базам  данных (БД)  многоквартирных  домов,  за  которые  отвечают управляющие компании, не могут эффективно  управлять  собственными финансовыми потоками. Без объективных  данных  о  реальных объемах  потребления  и  потерях энергоресурсов, полученных не на основе статистической отчетности, а с помощью автоматизированных систем измерения, формирование тарифов производится с существенной погрешностью.

ЖКХ и блокчейн

Выход  из  сложившейся  ситуации видится  в  создании  ИКТ-инфраструктуры  на  основе  единых информационных  ресурсов, доступ  к  которым  имели  бы  все заинтересованные субъекты ЖКХ.

Технически  ИКТ-инфраструктура  в  этом  случае  должна  иметь несколько  уровней:  интеллектуальные  устройства (датчики,  умные счетчики, контроллеры и т.п.) подключаются  к  территориально распределенным  сетям  передачи данных. Для обеспечения доступа к  сетям  используются  преимущественно беспроводные технологии (NB-IoT,  LoRa,  Wi-Fi,  ZigBee, Bluetooth и др.). Сети, в свою очередь, сводят информационные ресурсы и системы в единое информационное пространство.

Необходимо, чтобы информация в этих ИТ-ресурсах была достоверной, а доступ к ней– разграничен между субъектами и защищен от несанкционированного воздействия. Но при этом все операции должны быть прозрачны для контролирующих органов. Данные требования могут быть реализованы в полном объеме в информационной системе ЖКХ, созданной с использованием технологии блокчейн.

Что  представляет  собой  блокчейн?  Это  децентрализованная база данных, которая поддерживает растущий набор записей. Она не имеет головного компьютера, а растиражирована между участниками коммерческих отношений. Когда в БД надо добавить новую запись, все участники сети проверяют ее достоверность. Это исключает умышленное искажение данных и формирует доверительные отношения. После одобрения участниками новой записи  она  упаковывается  в  блоки и размещается в копиях БД у всех участников. Хронологическая последовательность  блоков  формирует своеобразную цепочку (chain), которую невозможно изменить после того, как она согласована участниками.

Большое  преимущество  блокчейна – публичность. Все  участники цепочки могут видеть блоки и  транзакции, хранящиеся  в  БД. Это вовсе не означает, что у каждого из них есть возможность знакомиться с фактическим содержанием операций, так как оно зашифровано  с  использованием  определенных ключей пользователей. Самое главное свойство блокчейна – это безопасность/защищенность. Чтобы изменить что-то в базе данных, злоумышленник должен заставить большую часть участников переписать свои копии БД, а это практически невозможно.

Технология блокчейн может быть использована  для  мониторинга огромного количества подключенных интеллектуальных устройств – счетчиков потребляемых ресурсов, для обработки данных, получаемых с этих устройств, и для координации  управления  ими.  Благодаря децентрализованному подходу при объединении  устройств  на  основе блокчейна участники получают возможность сократить затраты на создание инфраструктуры, в которой не будет единой точки отказа, а используемые в блокчейне криптографические алгоритмы позволят выстроить доверительные отношения между всеми игроками.

Сопряжение  данных, полученных от интеллектуальных устройств, с решениями в области финансовых технологий  способствует  значительному  ускорению  выполнения операций между субъектами ЖКХ.

Умные контракты

Одна из наиболее проблемных областей ЖКХ – неплатежи или задержки  платежей.  При  действующей системе учета потребления энергоресурсов в многоквартирных домах практически невозможно получить достоверную информацию о реальной ситуации с потреблением и оплатой ресурсов. Это происходит потому, что показания индивидуальных и объектовых приборов учета снимаются в лучшем случае один раз в месяц, а поступление платежей за услуги сильно растянуто во времени: с момента оказания услуги до ее оплаты может пройти полгода. В этих условиях составить баланс потребления ресурсов нельзя.

Но современные цифровые технологии сделали возможными расчеты в режиме реального времени. Если учет энергоресурсов, системы расчетов и платежей объединить так называемыми умными контрактами, можно обеспечить автоматическое перечисление денег по факту оказания услуг. Умные контракты добавляют  логику  транзакциям, информация о которых хранится в распределенном хранилище блокчейна.

Умный контракт – это электронный алгоритм, описывающий набор условий, выполнение которых определяет некоторые события в реальном мире или в цифровых системах. Основной принцип умного контракта состоит в полной автоматизации и достоверности исполнения договорных  отношений.  Стороны  умного контракта принимают условия договора или отказываются от них, используя свои электронные подписи. Предметом договора могут быть, например, обязательства  поставки энергоресурсов  определенного  качества/объема и оплаты потребленных энергоресурсов. Условия умного контракта, в которых описывается логика исполнения пунктов предмета договора, должны иметь полное математическое описание, которое можно запрограммировать.

Как  работает  умный  контракт? Каждый его участник обладает электронным ключом, которым может зашифровать данные, помещаемые в единые информационные ресурсы (блокчейн). При заключении умного контракта стороны обмениваются электронными ключами для расшифровки данных. Таким образом определяется, кто к каким данным имеет доступ. Без электронных ключей злоумышленник, даже получив доступ к информационным ресурсам, не сможет расшифровать данные. Ресурсоснабжающая организация имеет доступ к данным со всех индивидуальных и объектовых приборов учета домов, собственники жилья видят информацию о показаниях счетчиков в своей квартире и общедомовых счетчиков, а госорганы собирают сводные данные по районам.

Кроме показаний приборов учета, в базу данных блокчейна поступают сведения о начислениях и платежах. Алгоритм расчетов на основе правил распределения  денежных  средств, объема и качества услуг закладывается непосредственно в логику умного  контракта  и  согласовывается сторонами при его заключении. Автоматическое выполнение контракта в некоторой степени похоже на процесс совершения автоплатежа в банке. Только к подобному автоплатежу «прикручены» автоматическое  поступление данных приборного учета и логика распределения средств между участниками контракта.

Рассмотрим инфраструктуру для умных  контрактов,  обеспечивающую прозрачность платежей и доверительность отношений в ЖКХ. Контроль  потребления  энергоресурсов реализуется с помощью технологий интернета вещей, распределенное хранилище данных для всех субъектов ЖКХ построено на основе блокчейна, а платежные обязательства  автоматически  исполняются благодаря умным контрактам.

Предлагаемая инфраструктура может использоваться не только в области электро-, тепло- и водоснабжения, но и, например, для контроля за проведением капитального ремонта многоквартирных домов. Автоматический мониторинг показателей потребления  энергоресурсов  по  дому позволит выявить эффект от проводимых мероприятий в ходе капремонта. Более того, используя ИКТ-инфраструктуру, достаточно просто реализовать энергосервисную модель при ремонте зданий. Когда логика исполнения контрактов ложится на машинный интеллект, привлечение инвестиций на модернизацию здания и его инженерного обеспечения значительно упрощается.

Имея технический доступ к двум основным потокам в ЖКХ (ресурсы и услуги – в сторону потребителей и финансовый поток оплаты – в сторону ресурсоснабжающих, управляющих и сервисных компаний), умные контракты позволяют автоматически производить расчеты по факту оказания услуг в соответствии с реальным объемом и качеством.

Таким образом, умные контракты способствуют учету энергоресурсов в режиме реального времени, сокращению их потерь, повышению качества услуг и стимулируют внедрение энергосберегающих технологий. Кроме того, они обеспечивают информационную прозрачность всей сферы ЖКХ и комплексную защиту информации (персональных данных и коммерческой информации, защиту от несанкционированного доступа), а также позволяют выполнять статистический анализ, моделирование, планирование и прогнозирование  потребления  ресурсов  и спроса на услуги ЖКХ.

«Электросвязь» №9, 2017