informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASB10.37661/1816-0301-2023-20-4-38-47inform-1268Research ArticleИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫINTELLIGENT SYSTEMSМетод структурно-параметрической адаптации «умного города» к цифровой экономикеMethod of structural-parametric adaptation of "smart city" to digital economyРадкевичК. А.RadkevichK. A.

Радкевич Ксения Анатольевна, исследователь в области технических наук, магистр управления, младший научный сотрудник

ул. Сурганова, 24, Минск, 220012

Kseniya A. Radkevich, Researcher in the Field of Technical Sciences, Master of Management, Junior Researcher

st. Surganova, 24, Minsk, 220012

radkevich@giprosvjaz.byКругликовС. В.KruglikovS. V.

Кругликов Сергей Владимирович, доктор военных наук, кандидат технических наук, доцент, генеральный директор

ул. Сурганова, 6, Минск, 220012

Sergey V. Kruglikov, D. Sc. (Milit.), Ph. D. (Eng.), Assoc. Prof., Director General

st. Surganova, 6, Minsk, 220012

kruglikov_s@newman.bas-net.byОАО «Гипросвязь»JSV "Giprosvjaz"Объединенный институт проблем информатики Национальной академии наук БеларусиThe United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus2023291220232043847Copyright © Радкевич К.А., Кругликов С.В., 20232023Радкевич К.А., Кругликов С.В.Radkevich K.A., Kruglikov S.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/1268Цели

Цели. Взаимодействие «умного города» с цифровой экономикой можно раскрыть и проанализировать в рамках применения метода структурно-параметрической адаптации, который позволяет адаптировать параметры модели системы и ее структуру для обеспечения оптимальной работы в условиях изменяющейся внешней среды. Рассмотреть концепцию «умного города» можно исходя из принципов структурно-параметрической адаптации, таких как интероперабельность, децентрализация, виртуализация, возможности работы в режиме реального времени, модульности и ориентации на услуги. В рамках структурно-параметрического анализа «умный город» рассматривается как сложная многоуровневая киберфизическая система.

Методы

Методы. Используются методы структурно-параметрической адаптации и структурно-параметрической оптимизации.

Результаты

Результаты. Разработаны общий вид алгоритма структурно-параметрической адаптации системы и математическая модель задачи структурно-параметрической оптимизации систем «умного города».

Заключение

Заключение. Для решения задач построения, оптимизации и адаптации структуры системы «умного города» необходимо опираться на технические требования к системе и возможности используемой инфраструктуры. Для этого может также применяться метод структурно-параметрической адаптации.

Objectives

Objectives. The interaction between a "smart city" and digital economy can be explored and analyzed within the framework of the structural-parametric adaptation method. This method allows the adaptation of the parameters and structure of the system model to ensure optimal functioning in the conditions of changing external environment. The concept of a "smart city" can be examined based on the principles of structural-parametric adaptation, such as interoperability, decentralization, virtualization, real-time operation, modularity, and service orientation. Within the scope of structural-parametric analysis, a "smart city" is regarded as a complex multi-level cyber-physical system.

Methods

Methods. Structural-parametric adaptation methods and structural-parametric optimization methods are employed.

Results

Results. A general form of the algorithm for structural-parametric adaptation of the system and a mathematical model of the problem of structural-parametric optimization of "smart city" systems have been developed.

Conclusion

Conclusion. To address the challenges of constructing, optimizing, and adapting the structure of a "smart city" system, it is necessary to consider the technical requirements of the system and the capabilities of the infrastructure used, and to apply the structural-parametric adaptation method.

структурно-параметрическая адаптацияпринципы структурно-параметрической адаптации«умный город»киберфизическая системаинформационная системаматематическая модельstructural-parametric adaptationprinciples of structural-parametric adaptation"smart city"cyber-physical systeminformation systemmathematical modelИсследование выполнялось в рамках НИР ГПНИ «Исследование, обоснование и определение путей (направлений) развития создаваемых в Республике Беларусь систем «умного» города (региона)» (№ гос. регистрации 20220061).The research was conducted within the framework of the scientific research project "Investigation, justification, and determination of ways (directions) for the development of "smart city" systems in the Republic of Belarus" (Registration No. 20220061).ReferencesSmart cities from the perspective of systems / U. Ammara [et al.] // Systems. – 2022. – Vol. 10, iss. 3. – Р. 77. https://doi.org/10.3390/systems10030077Ammara U., Rasheed K., Mansoor A., Al-Fuqaha A., Qadir J. Smart cities from the perspective of systems. Systems, 2022, vol. 10, iss. 3, p. 77. https://doi.org/10.3390/systems10030077Postranecky, M. Smart city near to 4.0 – an adoption of industry 4.0 conceptual model / M. Postranecky, M. Svítek // 2017 Smart City Symposium Prague (SCSP), Prague, Czech Republic, 25–26 May 2017. – Prague, 2017. – Р. 1–5. http://dx.doi.org/10.1109/SCSP.2017.7973870Postranecky M., Svítek M. Smart city near to 4.0 – an adoption of industry 4.0 conceptual model. 2017 Smart City Symposium Prague (SCSP), Prague, Czech Republic, 25–26 May 2017. Prague, 2017, pp. 1–5. http://dx.doi.org/10.1109/SCSP.2017.7973870A minimum set of common principles for enabling Smart City Interoperability / A. Frascella [et al.] // TECHNE – J. of Technology for Architecture and Environment. – 2018. – Vol. 1. – Р. 56–61. https://doi.org/10.13128/Techne-22739Frascella A., Brutti A., Gessa N., De Sabbata P., Novelli C., …, He L. A minimum set of common principles for enabling Smart City Interoperability. TECHNE – Journal of Technology for Architecture and Environment, 2018. vol. 1, pp. 56–61. https://doi.org/10.13128/Techne-22739Edge-computing-enabled smart cities: A comprehensive survey / L. U. Khan [et al.] // IEEE Internet of Things J. – 2020. – Vol. 7, no. 10. – Р. 10200–10232. https://doi.org/10.1109/JIOT.2020.2987070Khan L. U., Yaqoob I., Tran N. H., Kazmi S. M. A., Dang T. N., Hong C. S. Edge-computing-enabled smart cities: A comprehensive survey. IEEE Internet of Things Journal, 2020, vol. 7, no. 10, pp. 10200–10232. https://doi.org/10.1109/JIOT.2020.2987070Urban computing for sustainable smart cities: recent advances, taxonomy, and open research challenges / I. A. T. Hashem [et al.] // Sustainability. – 2023. – Vol. 15, iss. 5. – Р. 3916. https://doi.org/10.3390/su15053916Hashem I. A. T., Usmani R. S. A., Almutairi M. S., Ibrahim A. O., Zakari A., …, Chiroma H. Urban computing for sustainable smart cities: recent advances, taxonomy, and open research challenges. Sustainability, 2023, vol. 15, iss. 5, p. 3916. https://doi.org/10.3390/su15053916Kumar, M. Probabilistic data structures in smart city: Survey, applications, challenges, and research directions / M. Kumar, A. Singh // J. of Ambient Intelligence and Smart Environments. – 2022. – Vol. 14, no. 4. – Р. 229–284.Kumar M., Singh A. Probabilistic data structures in smart city: Survey, applications, challenges, and research directions. Journal of Ambient Intelligence and Smart Environments, 2022, vol. 14, no. 4, pp. 229–284.Do smart cities represent the key to urban resilience? Rethinking urban resilience / S. A. Apostu [et al.] // Intern. J. of Environmental Research and Public Health. – 2022. – Vol. 19, iss. 22. – Р. 15410. https://doi.org/10.3390/ijerph192215410Apostu S. A., Vasile V., Vasile R., Rosak-Szyrocka J. Do smart cities represent the key to urban resilience? Rethinking urban resilience. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2022, vol. 19, iss. 22, p. 15410. https://doi.org/10.3390/ijerph192215410Акимова, О. Е. Формирование адаптивной методологии регионального развития в контексте концепции «умный город» / О. Е. Акимова, С. К. Волков, И. М. Кузлаева // Вестник Томского гос. ун-та. Экономика. – 2020. – № 52. – С. 53–64. https://doi.org/10.17223/19988648/52/3Akimova O. E., Volkov S. K., Kuzlaeva I. M. Formation of an adaptive methodology for regional development in the context of the "smart city" concept. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo universiteta. Jekonomika [Bulletin of Tomsk State University. Economics], 2020, no. 52, pp. 53–64. (In Russ.). https://doi.org/10.17223/19988648/52/3Bibri, S. E. The IoT for smart sustainable cities of the future: An analytical framework for sensor-based big data applications for environmental sustainability / S. E. Bibri // Sustainable Cities and Society. – 2018. – Vol. 38. – P. 230–253.Bibri S. E. The IoT for smart sustainable cities of the future: An analytical framework for sensor-based big data applications for environmental sustainability. Sustainable Cities and Society, 2018, vol. 38, pp. 230–253.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.