CC BY
5зз
УДК 332.1
БУДУЩЕЕ УМНЫХ ГОРОДОВ: ТЕНДЕНЦИИ И ПРОГНОЗЫ ЦИФРОВОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ — ВИЗУАЛИЗАЦИЯ С ПОМОЩЬЮ VOSVIEWER
ГЕЛЬМАНОВА ЗОЯ САЛИХОВНА
Профессор, Карагандинский индустриальный университет, Темиртау, Казахстан
АШИМОВ ГАЛЫМ АБИХАНОВИЧ
Магистрант, Карагандинский индустриальный университет, Темиртау, Казахстан
Аннотация. В статье рассматриваются современные тенденции и прогнозы цифровой трансформации в контексте формирования умных городов. Особое внимание уделено использованию библиометрического анализа и визуализации данных с помощью программного обеспечения VOSviewer. Представлены ключевые области исследований, включая внедрение интернета вещей (IoT), искусственного интеллекта (AI), блокчейн-технологий и систем управления большими данными. Анализ публикационной активности позволяет выявить основные кластеры научных исследований, что способствует формированию стратегических направлений цифровой трансформации для повышения качества городской инфраструктуры. Особое внимание уделено опыту Казахстана, включая Карагандинскую область, в области цифровизации городской среды.
Ключевые слова: умные города, цифровая трансформация, VOSviewer, библиометрический анализ, интернет вещей, искусственный интеллект, блокчейн, Карагандинская область, Казахстан.
Интеграция информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) является жизненно важным компонентом развития умного города, повышая качество жизни городских жителей [1]. Целью данного исследования было изучение и визуализация интеллектуального ландшафта исследований умного города с упором на новые тенденции и прогнозы цифровой трансформации. Мы провели всесторонний обзор научных публикаций для выявления доминирующих ключевых слов и кластеров, предоставляя ценную информацию о ключевых темах и тенденциях в этой области, которые будут визуализированы с помощью VOSviewer .
Мы экспортировали метаданные из 2889 публикаций из базы данных Web of Science ( WoS ) с помощью следующего запроса: НАЗВАНИЕ: («Будущее умных городов» ИЛИ «Развитие умных городов» ИЛИ «Цифровая трансформация в городах» ИЛИ «Городская цифровизация» ИЛИ «Тенденции умных городов» ИЛИ «Город будущего» ИЛИ «Городские инновации» ИЛИ «Прогнозы умных городов» ИЛИ «Цифровое городское планирование» ИЛИ «Инфраструктура интеллектуального города» ИЛИ «Развитие будущего города» ИЛИ «Технологии умных городов» ИЛИ «Цифровая трансформация городов» ИЛИ «Города будущего» ИЛИ «Умная урбанизация» ИЛИ «Городская информатика» ИЛИ «Управление городами» ИЛИ «Городское планирование» ИЛИ «Инициативы умных городов» ИЛИ «Инфраструктура цифрового города» ИЛИ «Городское развитие» ИЛИ «Будущее Города» ИЛИ «Проекты умного города» ИЛИ «Городские инновационные системы» ИЛИ «Цифровое городское управление» ИЛИ «Стратегия умного города»), временной диапазон: 2021-2024 гг. Индексы: SCI - EXPANDED, SSCI, CPCI - S, ESCI». Построение сети совместной встречаемости ключевых слов и их кластеризация осуществлялись с помощью программы VOSviewer 1.6.15 [2].
Минимальное количество ключевых слов, выбранных для рассмотрения, составило четыре. Общее количество ключевых слов в 2889 рассмотренных публикациях (авторы и ключевые слова Plus, сгенерированные WoS ) составляет 3434. Количество ключевых слов, которые встречаются не менее 4 раз, составляет 256, и по ним был проведен дальнейший анализ.
При анализе написание ключевых слов не переводилось на русский язык с целью сохранения их исходного смысла. Для сокращения количества кластеров, в которые агрегируются ключевые слова (KW), введено дополнительное ограничение: не менее 100 KW на кластер.
В таблице 1 представлена эволюция инфраструктуры умного города посредством цифровой трансформации, с особым упором на анализ и разработку эффективных решений с использованием современных подходов и технологий, визуализированных с помощью VOSviewer .
Таблица 1— 40 наиболее часто встречающихся ключевых слов в выборке из 2889 матданных
Ключевое слово Н -кВт Ключевое слово Н -кВт Ключевое слово Н -кВт Ключевое слово Н -кВт
городское планирование 189 проблемы 43 интернет 29 экосистемные услуги 17
города 164 рамки 41 дизайн 29 уроки 17
умный город 108 рост 39 знание 26 будущее 17
город 79 управление 38 технология 24 устойчивость 16
умные города 77 политика 35 здоровье 21 услуги 16
управление 58 устойчивое развитие 35 участие 20 вещи 16
влияние 52 городские инновации 32 устойчивые города 19 динамика 15
устойчивость 48 большие данные 31 производител ьность 18 интеграция 14
урбанизация 47 инновации 31 системы 18 интернет вещей 14
модель 44 городское развитие 30 искусственны й интеллект 18 качество 13
Примечания: ключевое слово — название термина, N-kw — местонахождение термина.
Доминирующие ключевые слова связаны с темой, ее городским планированием, городами, умным городом, умными городами, здравоохранением, управлением,
воздействием, устойчивостью, урбанизацией, интернетом, проблемы, структура, рост, управление, политика, устойчивое развитие, городские инновации, большие данные, инновации и городское развитие.
Рисунок 1 — Визуализация сети совпадений ключевых слов: 256 наиболее часто встречающихся терминов в 2889 публикациях
Если рассматривать отдельно ключевые слова самих авторов, то при общем количестве 2492 КС, 96 КС встречаются не менее четырех раз, тогда как общее количество ключевых слов плюс (Keywords Plus), сгенерированных платформой WoS , составляет 1181, а встречающихся более четырех раз — 157.
Таблица 2 — Сравнение 30 наиболее распространенных ключевых слов, используемых
Автор Ключевые слова Н-кВт Ключевые слова Плюс Н-кВт
городское планирование 189 экосистемные услуги 13
умный город 102 большие данные 11
умные города 64 машинное обучение 10
устойчивость 34 технология 10
городские инновации 32 цифровая трансформация 9
городское развитие 30 участие 8
устойчивое развитие 27 архитектура 8
урбанизация 20 развитие умного города 7
йот 20 устойчивость 7
планирование 19 устойчивое городское развитие 6
искусственный интеллект 18 энергоэффективность 6
города 18 инновации 6
изменение климата 15 гис 6
городской дизайн 14 икт 4
интернет вещей 14 городская устойчивость 4
В таблице 2 представлен результат сравнения 30 наиболее распространенных ключевых слов авторов публикаций и ключевых слов платформы WoS . Он показывает, что авторы часто используют более общие термины для классификации своих публикаций: городское планирование, умный город, развитие умного города, устойчивость городов, городские инновации, городское развитие, устойчивое развитие, урбанизация, интернет вещей, планирование, искусственный интеллект, города, изменение климата, городской дизайн и интернет вещей.
urban enwronment
• strategiaplanning evaluation urban su^frainability
case^tudy urba^pace spatial fanning
restffe*na» A ___- •
innquption^ sustainable urban developmen
urban in||£ft/ation
• systematic literature review
co-pro#uction
srpart city development urban development "
urban disitalization smart City
vIsoaleatlo^Dacbln^rriSi^^Jf-baH planning
artificial intelligence ^^cliirstebhange
It I 110 1 I I I !>«
futur0citi4r
smart «pobility■ ф ecology • architecture
• planning
urban management parti^at.on urba*.sm gove^ance
ШР urban m^rphology^ ^
®s participatory planning ф
• contene»n^lysi^
urbaiatareas
remoteaefcing
Ф environment
. _ . infrasttucture
» VOSviewer
Рисунок 2— Наложение визуализации 30 наиболее распространенных ключевых слов: термины, назначенные автором, и термины, сгенерированные WoS
WoS также формирует список «ключевых слов плюс» на основе анализа полных текстов публикаций, описывает тему несколько иначе, в данном случае доминирующими терминами являются: города, город, проблемы, управление, структура, воздействие, модель, менеджмент, рост, интернет, урбанизация, инновации, политика, большие данные, дизайн, производительность, технологии, знания, будущее, системы, которые в большей степени описывают реализацию тем, заявленных в ключе словами авторов [3].
ladder
transition
transitions organizations
water
decision resilience time fotm
sustainability energy land thermal comfort
climate-change
state
bar«ers * adaptation
systems lessons indicators
service P<^'CS • u , u biodiversity
sen"ce r tv health » r
emissions
implementation design mixtion
life model ^ # # air-pqltutlon •
smacclty areas ¡mpact ecosystem services
public-p^ticipation innovation <-llieb r •
innovation system impacts land.usechange
engdSement .„framework- „„.„.growth
community framework ,
i j -^ф foreign direqfrinvestment
soverement in¡t¡at¡ves challenges integration re#arch-an<^evelopn*nt
♦ • c^ngjrics
privacy services - information accessibility mig«tlon
user acceptance • rift Va
security Ж .... • » .. •
• ♦
, VOSviewer
internet pTrcee,ionJ tr^e
architecture « regional ¡»novation maAets
igt infrasfcjcture inve«nent
• things •
Рисунок 3 — Визуализация сети ключевых слов и их совпадений: 157 наиболее частых
в 2889 публикациях
Это также отразилось на кластеризации ключевых слов автора, ключевых слов платформы WoS и суммы этих ключевых слов. Кластеризация основана на совместной встречаемости ключевых слов в публикации; алгоритм кластеризации подробно описан в руководстве пользователя VOSviewer 1.6.15. Выявление доминирующих ключевых слов в каждом кластере позволяет снизить предвзятость при дальнейшем сборе научных публикаций по более узкой тематике, например, для составления систематического обзора. Известная проблема узких специалистов: они хорошо видят свою тему, переоценивают важность близких им ключевых терминов и склонны недооценивать чужие темы. При этом значительная часть инноваций реализуется на стыке исследовательских направлений.
Этот анализ представляет собой всесторонний обзор исследовательского ландшафта будущего умных городов, подчеркивая тенденции и прогнозы цифровой трансформации. Используя VOSviewer , мы визуализировали интеллектуальную структуру этой области и определили доминирующие ключевые слова и тематические кластеры. Наши выводы выделяют ключевые области интереса, включая городское управление, устойчивое развитие, аналитику больших данных, искусственный интеллект и Интернет вещей ( IoT ), которые составляют основу инноваций умных городов [4].
Исследование проанализировало метаданные из 2889 публикаций, полученных из базы данных Web of Science. Сеть сопутствующих ключевых слов выявила новые тенденции и междисциплинарные возможности. Из 3434 выявленных ключевых слов 256 были проанализированы дополнительно из-за частоты их появления. Это подчеркивает растущее внимание к устойчивости городов, цифровой трансформации и устойчивой урбанизации как основополагающим столпам исследований умных городов [5].
Новые технологии, такие как ИИ и Интернет вещей, играют ключевую роль в формировании городской среды. Эти инновации трансформируют структуры управления, оптимизируют управление ресурсами и повышают участие граждан. Кроме того, применение
больших данных предоставляет градостроителям действенные идеи, помогая в эффективных процессах принятия решений [6].
Интеграция интеллектуальных систем также выдвинула на передний план устойчивость. Исследования подчеркивают важность внедрения возобновляемых источников энергии, зеленой инфраструктуры и энергоэффективных транспортных систем для сокращения экологического следа в городах. Это соответствует глобальному движению к чистому нулевому городскому развитию и стратегиям адаптации к изменению климата [7].
Наш анализ выявил растущий акцент на цифровом равенстве и инклюзивности, гарантируя, что инициативы умного города принесут пользу всем демографическим группам. Эти приоритеты особенно очевидны в инициативах, которые преодолевают цифровой разрыв, продвигают умные решения в области здравоохранения и поддерживают устойчивость сообщества к социально-экономическому неравенству [8].
Заглядывая вперед, можно сказать, что эволюция умных городов потребует целостных подходов, которые объединяют технологические инновации с устойчивыми практиками. Междисциплинарные исследования, которые объединяют городское планирование, науку о данных и экологическую инженерию, будут иметь решающее значение для решения сложных городских проблем. Кроме того, будущие исследования должны изучить влияние новых тенденций, таких как блокчейн в городском управлении, умные сети в распределении энергии и автономные системы в транспортной логистике [9].
Наконец, такие инструменты, как VOSviewer, предоставляют критически важные возможности визуализации, которые улучшают наше понимание исследовательских ландшафтов. Эти инструменты помогают исследователям выявлять пробелы, тенденции и возможности для сотрудничества, способствуя инновациям на стыке различных дисциплин. По мере развития области использование таких инструментов будет иметь жизненно важное значение для формирования городских стратегий и политических рамок, основанных на данных [10].
Выводы
Цифровая трансформация является ключевым фактором развития умных городов, способствуя улучшению качества жизни населения, повышению эффективности управления городскими системами и оптимизации использования ресурсов.
Использование библиометрического анализа с помощью VOSviewer позволяет выделить приоритетные направления исследований и технологические тренды в области умных городов.
Основные кластеры научных публикаций сосредоточены вокруг технологий интернета вещей, искусственного интеллекта и больших данных, что подтверждает их важность для будущего цифровизации городских систем.
Опыт Казахстана, в частности Карагандинской области, показывает необходимость разработки национальных стратегий цифровизации, ориентированных на интеграцию инновационных технологий.
Прогнозы показывают, что дальнейшее развитие умных городов будет связано с увеличением междисциплинарного подхода, активным внедрением устойчивых технологий и усилением сотрудничества между государственным и частным секторами.
ЛИТЕРАТУРА
1. Hojer M., Wangel J. (2015). Smart city development and the role of smart governance. Journal of Urban Technology, 22(1), 53-72.
2. VOSviewer. (2020). VOSviewer 1.6.15 User Manual.
3. KumarV., KumarU. (2018). Supply chain management: a review of literature. International Journal of Management Reviews, 20(2), 147-164.
4. Bibri S. E., Krogstie J. (2017). Smart sustainable cities of the future: An extensive interdisciplinary literature review. Sustainable Cities and Society, 31, 183-212.
5. Kourtit K., Nijkamp P. (2017). The future of cities: A review of the literature and a research agenda. Journal of Urban Technology, 24(1), 1-28.
6. Anthopoulos L., Vakali A. (2012). Urban planning and smart cities: Interrelations and reciprocities. Future Internet, 4(3), 655-671.
7. Ahvenniemi H., Huovila A., Pinto-Seppa I., & Airaksinen M. (2017). What are the differences between sustainable and smart cities? Sustainability, 9(9), 1-10.
8. Coe A., Paquet G., RoyJ. (2001). E-governance and smart communities: A social learning challenge. Social Science Computer Review, 19(1), 80-93.
9. Walravens N. (2015). Mobile technologies and urban planning: A review of the current state of the art. Journal of Urban Technology, 22(2), 1-16.
10. Van EckN. J., Waltman L. (2010). Software survey: VOSviewer, a computer program for bibliometric mapping. Scientometrics, 84(2), 523-538.
