Все
 
 
 


Общественно-географическое изучения Интернета вещей: перспективные направления
 
Код статьиS086904990024975-4-1
DOI10.31857/S086904990024975-4
Тип публикации Статья
Статус публикации Одобрена к публикации
Авторы
Блануца Виктор Иванович 
Должность: ведущий научный сотрудник
Аффилиация: Институт географии им. В.Б. Сочавы СО РАН
Адрес: Иркутск, 664033, Иркутск, ул. Улан-Баторская, 1
Аннотация

В статье представлены результаты исследования, нацеленного на определение перспективных направлений общественно-географического изучения Интернета вещей на основе обобщения существующих работ и выявления неизученных областей. Направления выделялись по специфическому объекту исследования. Для этого проведено сравнение основных видов Интернета вещей с возможностями межмашинного взаимодействия на основе беспроводной связи четвертого, пятого и шестого поколений, а также с особенностями общественно-географических исследований. Приведено краткое описание Интернета вещей и изучения пространственно-временных взаимодействий. Выявлено семь основных направлений, которые названы геолокационным, геоурбанистическим, промышленно-, аграрно-, транспортно-, медико- и туристическо-географическим направлением. При краткой характеристике каждого направления основное внимание уделено изученности и изменению объекта исследования в три этапа, соответствующих трем поколениям связи. Показано, что общественно-географические исследования имеются только по четырем направлениям в рамках первого этапа. Остальные трансформации Интернета вещей еще не изучены. Сделано предположение, что при интеграции всех видов Интернета вещей в единый Интернет всего возникнет необходимость в объединении выявленных направлений в единую методологию. 

Ключевые словаобщественная география, Интернет всего, первый закон Тоблера, геолокация, «умный» регион, пространственный роботизированный комплекс, «умная ферма», транспортный узел, носимое медицинское устройство, интеллектуальная туристическая экосистема
Источник финансированияРабота выполнена в Институте географии им. В. Б. Сочавы СО РАН за счет средств Государственного задания (№ регистрации темы АААА-А21-121012190018-2).
Получено26.03.2023
Кол-во символов25220
100 руб.
При оформлении подписки на статью или выпуск пользователь получает возможность скачать PDF, оценить публикацию и связаться с автором. Для оформления подписки требуется авторизация.

Оператором распространения коммерческих препринтов является ООО «Интеграция: ОН»

Размещенный ниже текст является ознакомительной версией и может не соответствовать печатной.
1 Введение
2 Общественная география, нацеленная на познание территориальной организации общества, реагирует на существующие и будущие изменения пространственно-временного взаимодействия между людьми, а также между людьми и результатами их деятельности [Бакланов и др. 2022; Блануца 2022]. Это приводит к формированию новых научных направлений (по объекту и предмету исследования) и подходов (по методологии исследования). Одной из инноваций XXI в., оказывающей существенное влияние на общество, является Интернет вещей (Internet of Things, IoT). Однако к настоящему времени в мировой науке нет ни одного обобщения как существующих, так и возможных в будущем общественно-географических исследований IoT (по крайней мере, отсутствует индексация таких публикаций в международных библиографических базах данных на 1 февраля 2023 г.). Поэтому целью нашего исследования стало определение перспективных направлений общественно-географического изучения Интернета вещей на основе обобщения существующих работ и выявления неизученных областей. Что касается подходов в рамках каждого направления, а также сквозных подходов, то они будут идентифицированы и представлены в следующих статьях автора.
3 Если не учитывать публикации по «умным» городам (обобщение приведено в [Блануца 2022]) и размещению отдельных устройств, то мировой опыт общественно-географического изучения Интернета вещей заключается в интеграции геоинформационных систем и IoT [Bazargani et al. 2021; Cao, Wachowicz 2019], пространственном анализе «больших данных», генерируемых IoT [Kamilaris, Ostermann 2018; Silva, Holanda 2022; Van der Zee, Scholten 2014], и оценке распределения технологий Интернета вещей по регионам [Corradini et al. 2021; Russo et al. 2022]. Эти работы относятся в основном к методике географических исследований и не дают представление об основных направлениях. Единственная попытка географически осмыслить все разнообразие Интернета вещей была предпринята китайскими исследователями [Zhou, Zhang 2011], но ограничивалась объемом тезисов, первоначальными сведениями об IoT и отсутствием знания о возможностях беспроводных сетей 5G–6G. Поэтому в нашем исследовании проанализировано современное представление о существующем и будущем Интернете вещей, выделена теоретическая основа общественно-географического изучения IoT и определены основные направления исследований. Эти направления названы перспективными (способными развиваться в будущем), так как они весьма значимы для понимания территориальной организации общества [Блануца 2022; Chen, Zhai 2010; Russo et al. 2022] и к настоящему времени не реализованы по причине неполноты географического представления о специфике Интернета вещей.
4 Интернет вещей
5 Принято считать, что термин «Интернет вещей» предложил Кевин Эштон в 1999 г. для обозначения сети объектов («вещей») с радиочастотной идентификацией (Radio Frequency Identification, RFID) [Want et al. 2015]. Дальнейшее развитие идей о межмашинном взаимодействии (machine-to-machine, m2m) в виде автоматического (без участия человека) обмена данными между различными устройствами и реализация этих идей на практике привела к тому, что между 2008 и 2009 гг. количество устройств, подключенных к глобальной сети, превысило численность населения на нашей планете [Evans 2011]. Многие вещи стали «умными» (за счет специальных приложений IoT) и вышли далеко за рамки RFID. Согласно одному из последних исследований [Sorri et al. 2022], существует 122 оригинальных определения IoT. В наиболее общем виде под Интернетом вещей понимается сеть преимущественно беспроводной связи между измеряющими, контролирующими, управляющими и реагирующими устройствами со стационарным или мобильным местоположением, а также с подключением к сервисам и приложениям. Встречаются разные представления многоуровневой архитектуры IoT. В соответствии с рекомендациями Международного союза электросвязи [Recommendation … 2018], Интернет вещей имеет четыре уровня – устройств, сети, поддержки услуг и приложений, собственно приложений – и возможности обеспечения безопасности и управления на всех уровнях. На первом уровне функционируют устройства переноса данных (например, RFID-метки), сбора данных (считывание и запись), измерения параметров окружающей среды (сенсоры) и общего пользования (смартфоны, «умные» бытовые приборы и др.), которые дополняются исполнительными устройствами (преобразование электрических сигналов в физические действия) и шлюзами (соединение устройств с сетью связи). Остальные особенности IoT представлены в обзорной литературе [Al-Fuqaha et al. 2015; Laghari et al. 2022]. 
1. Алаев Э.Б. (1983) Социально-экономическая география: Понятийно-терминологический словарь. М.: Мысль. 350 с.
Бакланов П.Я., Дружинин А.Г., Колосов В.А. (Ред.) (2022) Общественная география в России: взгляд в будущее. Ростов-на-Дону; Таганрог: Изд-во Южного фед. ун-та. 130 с.
Блануца В.И. (2018) Территориальная структура цифровой экономики России: предварительная делимитация «умных» городских агломераций и регионов // Пространственная экономика. № 2. С. 17–35.
Блануца В.И. (2019) Информационно-сетевая география. М.: ИНФРА-М. 243 с.
Блануца В.И. (2022) Общественная география: цифровые приоритеты XXI века. М.: ИНФРА-М. 252 с.
Колосовский Н.Н. (1969) Теория экономического районирования. М.: Мысль. 336 с.
Abbasi S., Rahmani A.M., Balador A., Sahafi A. (2021) Internet of Vehicles: Architecture, Services, and Applications // International Journal of Communication Systems. Vol. 34. № 10. e4793.
Al-Fuqaha A., Guizani M., Mohammadi M., Aledhari M., Ayyash M. (2015) Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications // IEEE Communications Surveys and Tutorials. Vol. 17. P. 2347–2376.
Alvarez León L.F. (2018) Information Policy and the Spatial Constitution of Digital Geographic Information Markets // Economic Geography. Vol. 94. № 3. P. 217–237.  
Anselin L., Li X. (2020) Tobler’s Law in Multivariate World // Geographical Analysis. Vol. 52. № 4. P. 494–510.
Balland P.A., Boschma R. (2021) Mapping the Potentials of Regions in Europe to Contribute to New Knowledge Production in Industry 4.0 Technologies // Regional Studies. Vol. 55. № 10-11. P. 1652–1666.
Bazargani J.S., Sadeghi-Niaraki A., Choi S.-M. (2021) A Survey of GIS and IoT Integration: Applications and Architecture // Applied Sciences. Vol. 11. e10365.  
Bergmann L., O’Sullivan D. (2018) Reimagining GIScience for Relational Spaces // Canadian Geographer. Vol. 62. P. 7–14.
Bettiol M., Capestro M., De V. (2020) Industrial Districts and the Fourth Industrial Revolution // Competitiveness Review: An International Business Journal. Vol. 31. № 1. P. 12–26. 
Cao H., Wachowicz M. (2019) The Design of an IoT-GIS Platform for Performing Automated Analytical Tasks // Computers, Environment and Urban Systems. Vol. 74. P. 23–40.  
Chen X., Zhai G. (2010) Influence of Internet of Things on Urban Spatial Structure – A Case Study of Changchun // Scientia Geographica Sinica. Vol. 30. № 4. P. 529–535. 
Chowdhury M., Shahjalal M., Ahmed S., Jang Y. (2020) 6G Wireless Communication Systems: Applications, Requirements, Technologies, Challenges, and Research Direction // IEEE Open Journal of the Communications Society. Vol. 1. P. 957–975.
Corradini C., Santini E., Vecciolini C. (2021) The Geography of Industry 4.0 Technologies Across European Regions // Regional Studies. Vol. 55. № 10-11. P. 1667–1680.  
Dao N.-N. (2023) Internet of Wearable Things: Advancements and Benefit from 6G Technologies // Future Generation Computer Systems. Vol. 138. P. 172–184.
Dhanaraju M., Chenniappan P., Ramalingam K., Pazhanivelan S., Kaliaperumal R. (2022) Smart Farming: Internet of Things (IoT)-Based Sustainable Agriculture // Agriculture. Vol. 12. № 10. e1745.    
Di Martino B., Li K.-C., Yang L.T., Esposito A. (Eds.) (2018) Internet of Everything: Algorithms, Methodologies, Technologies and Perspectives. Singapore: Springer. 236 p.
Evans D. (2011) The Internet of Things. How the Next Evolution of the Internet Is Changing Everything. San Jose: Cisco Systems. 11 p.
Fotheringham A., O’Kelly M.E. (1989) Spatial Interaction Models: Formulations and Applications. New York: Springer-Verlag. 224 p.
Garg P.K., Tripathi N.K., Kappas M., Gaur L. (Eds.) (2022) Geospatial Data Science in Healthcare for Society 5.0. Singapore: Springer Nature. 318 p. 
Giffinger R., Fertner C., Kramar H., Kalasek R., Pichler-Milanović N., Meijers E. (2007) Smart Cities – Ranking of European Medium-Sized Cities: Final Report. Vienna: Centre of Regional Science, Vienna University of Technology. 24 p. 
Grasland C. (2009) Spatial Analysis of Social Facts: A Tentative Theoretical Framework Derived from Tobler’s First Law of Geography and Blau’s Multilevel Structural Theory of Society // Bavaud F., Mager C. (Eds.). Handbook of Theoretical and Quantitative Geography. Lausanne: University of Lausanne. P. 117–174.
Gretzel U., Werthner H., Koo C., Lamsfus C. (2015) Conceptual Foundation for Understanding Smart Tourism Ecosystems // Computers in Human Behavior. Vol. 50. P. 558–563. DOI: 10.1016/j.chb.2015.03.043.
Gretzel U. (2018) From Smart Destination to Smart Tourism Regions // Investigaciones Regionales – Journal of Regional Research. № 42. P. 171–184.   
Götz M. (2020) Cluster Role in Industry 4.0 – A Pilot Study from Germany // Competitiveness Review: An International Business Journal. Vol. 31. № 1. P. 54–82.
Guerna A., Bitam S., Calafate C.T. (2022) Roadside Unit Deployment in Internet of Vehicles Systems: A Survey // Sensors. Vol. 22. № 9. e3190.
He Y., Nie P., Zhang Q., Liu F. (Eds.) (2021) Agricultural Internet of Things: Technologies and Applications. Cham: Springer. 439 p.
Joan C. (2021) Agencies, Scales and Times of Path Creation: The Case of IoT in Toulouse // Regional Science Policy and Practice. Vol. 13. № 5. P. 1527–1545.  
Kakhi K., Alizadehsania R., Kabir H.M.D., Khosravia A., Nahavandiab S., Acharya U.R. (2022) The Internet of Medical Things and Artificial Intelligence: Trends, Challenges, and Opportunities // Biocybernetics and Biomedical Engineering. Vol. 42. № 3. P. 749–771.
Kamilaris A., Ostermann F. (2018) Geospatial Analysis and the Internet of Things // International Journal of Geo-Information. Vol. 7. № 7. e269.
Klerkx L., Jakku E., Labarthe P. (2019) A Review of Social Science on Digital Agriculture, Smart Farming and Agriculture 4.0: New Contributions and a Future Research Agenda // NJAS – Wageningen Journal of Life Science. Vol. 90. e100315.
Koo C., Shin S., Gretzel U., Hunter W.C., Chung N. (2016) Conceptualization of Smart Tourism Destination // Asia Pacific Journal of Information Systems. Vol. 26. № 4. P. 561–576.     
Kott A., Swami A., West B.J. (2016) The Internet of Battle Things // Computer. Vol. 49. № 12. P. 70–75.
Koutridi E., Tsiotas D., Christopoulou O. (2023) Examining the Spatial Effects of “Smartness” on the Relationship between Agriculture and Regional Development: The Case of Greece // Land. Vol. 12. № 3. e541.    
Laghari A.A., Wu K., Laghari B.A., Ali M., Khan A.A. (2022) A Review and State of Art of Internet of Things (IoT) // Archives of Computational Methods in Engineering. Vol. 29. P. 1395–1413.
Lee P., ZachF.J., Chung N. (2021) Progress in Smart Tourism 2010–2017: A Systematic Literature Review // Journal of Smart Tourism. Vol. 1. № 1. P. 19–30.
Leszczynski A. (2019) Platform Effects of Geolocation // Geoforum. Vol. 107. P. 207–215.
Lu Y., Zheng X. (2020) 6G: A Survey on Technologies, Scenarios, Challenges, and the Related Issues // Journal of Industrial Information Integration. Vol. 19. e100158. 
Manning N., Li Y., Liu J. (2023) Broader Applicability of the Metacoupling Framework than Tobler’s First Law of Geography for Global Sustainability: A Systematic Review // Geography and Sustainability. Vol. 4. № 1. P. 6–18.
Mohsan S.A.H., Mazinani A., Othman N.Q.H., Hussain A. (2022) Towards the Internet of Underwater Things: A Comprehensive Survey // Earth Science Informatics. Vol. 15. № 2. P. 735–764.  
Mora L., Bolici R., Deakin M. (2017) The First Two Decades of Smart-City Research: A Bibliometric Analysis // Journal of Urban Technology. Vol. 24. № 1. P. 3–27.
Morandi C., Rolando A., di Vita S. (2016) From Smart City to Smart Region: Digital Services for an Internet of Places. Milan: Springer-Verlag. 103 p.
Nick G., Várgedo T., Nagy C., Szaller A. (2019) The Territorial Context of Industry 4.0 in Hungary, the Present and Future Challenges and Expectations of the Digital Ecosystem // DETUROPE – The Central European Journal of Regional Development and Tourism. Vol. 11. № 3. P. 29–58.
Navio-Marco J., Rodrigo-Moya B., Gerli P. (2020) The Rising Importance of the “Smart Territory” Concept: Definition and Implications // Land Use Policy. Vol. 99. e105003.
Novera C.N., Ahmed Z., Kushol R., Wanke P., Azad A.K. (2022) Internet of Things (IoT) in Smart Tourism: A Literature Review // Spanish Journal of Marketing – ESIC. Vol. 26. № 3. P. 325–344. 
Otowicz M.H., Macedo M., Biz A.A. (2022) Dimensions of Smart Tourism and its Levels: An Integrative Literature Review // Journal of Smart Tourism. Vol. 2. № 1. P. 5–19. 
Parada R., Cárdenes-Tacoronte D., Monzo C., Melià-Segui J. (2017) Internet of Things Area Coverage Analyzer (ITHACA) for Complex Topographical Scenarios // Symmetry. Vol. 9. № 10. e237.
Peter O., Pradhan A., Mbohwa C. (2023) Industrial Internet of Things (IIoT): Opportunities, Challenges, and Requirements in Manufacturing Business in Emerging Economies // Procedia Computer Science. Vol. 217. P. 856–865.
Recommendation (2018) ITU-T T.181203: An Architecture for IoT Interoperability. Geneva: ITU-T. 25 p.
Rejeba A., Rejeb K., Simske S., Treiblmaier H., Zailani S. (2022) The Big Picture of the Internet of Things and the Smart City: A Review of What We Know and What We Need to Know // Internet of Things. Vol. 19. e100565. 
Rodrigue J.-P., Comtois C., Slack B. (2006) The Geography of Transport Systems. London; New York: Routledge. 284 p.
Russo M., Caloffi A., Colovic A., Pavone P., Romeo S., Rossi F. (2022) Mapping Regional Strengths in a Key Enabling Technology: The Distribution of Internet of Things Competences across European Regions // Papers in Regional Science. Vol. 101. № 4. P. 875–900.
Saiz-Rubio V., Rovira-Más F. (2020) From Smart Farming towards Agriculture 5.0: A Review on Crop Data Management // Agronomy. Vol. 10. № 2. e207.   
Silva D.S., Holanda M. (2022) Applications of Geospatial Big Data in the Internet of Things // Transactions in GIS. Vol. 26. № 1. P. 41–71. 
Sorri K., Mustafee N., Seppänen M. (2022) Revisiting IoT Definitions: A Framework towards Comprehensive Use // Technological Forecasting and Social Change. Vol. 179. e121623.
Strozzi F., Colicchia C., Creazza A., Noè C. (2017) Literature Review on the “Smart Factory” Concept Using Bibliometric Tools // International Journal of Production Research. Vol. 55. № 22. P. 6572–6591. 
Sulyok J., Fehérvölgyi B., Csizmadia T., Katona A.I., Kosztyán Z.T. (2023) Does Geography Matter? Implications for Future Tourism Research in Light of COVID-19 // Scientometrics. Vol. 128. P. 1601–1637.
Tobler W.R. (1970) A Computer Movie Simulating Urban Growth in the Detroit Region // Economic Geography. Vol. 46. № 2. P. 234–240. 
Van der Zee E., Scholten H. (2014) Spatial Dimensions of Big Data: Application of Geographical Concepts and Spatial Technology to the Internet of Things // Studies in Computational Intelligence. Vol. 546. P. 137–168.  
Voland P. (2017) Spatio-Temporal Visualization of Automotive Sensor Data – A Conceptual and Implementational Framework // 2017 IEEE Region 10 Symposium (TENSYMP). Cochin, India: IEEE. P. 1–5.
Want R., Schilit B.N., Jenson S. (2015) Enabling the Internet of Things // Computer. Vol. 48. № 1. P. 28–35.
Westlund H. (2013) A Brief History of Time, Space, and Growth: Waldo Tobler’s First Law of Geography Revisited // The Annals of Regional Science. Vol. 51. № 3. P. 917–924. 
Xue J., Li Z., Wang X., Ji Y. (2022) Dynamic Evaluation and Spatial Characteristics of Smart Manufacturing Capability in China // Sustainability. Vol. 14. № 17. e10733.
Ye N., Yu J., Wang A., Zhang R. (2022) Help from Space: Grant-Free Massive Access for Satellite-Based IoT in the 6G Era // Digital Communications and Networks. Vol. 8. № 2. P. 215–224. 
Zaidi S., Atiquzzaman M. (2021) Internet of Flying Things (IoFT): A Survey // Computer Communications. Vol. 165. P. 53–74. 
Zeimpekis V., Kourouthanasis P.E., Giaglis G.M. (2007) Mobile and Wireless Positioning Technologies // Bellavista P. (Ed.). Telecommunication Systems and Technologies. Oxford, UK: Eolss Publ. Vol. 1. P. 318–348. 
Zhou Q., Zhang J. (2011) Internet of Things and Geography – Review and Prospect // Processing of the International Conference on Multimedia and Signal Processing. Guilin: IEEE. P. 47–51.

Рисунок (Рисунок.jpg, 280 Kb) [Скачать]

Оригинал рисунка (Оригинал_рисунка.docx, 120 Kb) [Скачать]

Таблица (Таблица.docx, 18 Kb) [Скачать]

Полная версия статьи (Статья.docx, 185 Kb) [Скачать]

Система Orphus

Загрузка...
Вверх