Инструмент предлагает оптимальные места для строительства и прогнозирует влияние новых объектов на обеспеченность жителей. Главное преимущество разработки — скорость: полный анализ города и все необходимые расчеты занимают от 5 до 30 секунд в зависимости от его размера.

Для комфорта жителей в городах застройщики и органы власти при планировании жилой застройки заранее учитывают не только дома, но и объекты социальной инфраструктуры — например, детские сады и школы, больницы и поликлиники, досуговые центры и спортивные стадионы. Хотя генеральные планы развития города и нормативные документы задают ориентиры для такого планирования, на практике они могут не успевать за темпами строительства. Поэтому важно быстро и точно пересчитывать последствия постройки новых жилых и социальных проектов для всего города. Однако традиционные расчеты вручную занимают у специалистов много времени, а существующие цифровые инструменты застройщиков оценивают только отдельные участки, а не город целиком.

Ученые Института дизайна и урбанистики ИТМО разработали первый российский сервис, который позволяет быстро и комплексно оценить, насколько население  обеспечено социальной инфраструктурой, и спрогнозировать, как строительство новых жилых районов, детских садов, школ, больниц и других объектов изменит спрос на социальную инфраструктуру по всему городу.

«В крупном городе жители новых домов могут водить детей в детсады и школы как своего, так и другого района. Также могут поступать горожане из других кварталов. Возникает цепная реакция: одним детям не хватает мест в детсадах и школах, они переходят в соседние районы и занимают чужие места. Так перераспределяется спрос на социальные объекты по городу, и сложно предугадать, когда и где закончится этот процесс, особенно если застраивается не один, а сотни участков. Разработанный нами сервис оценивает обеспеченность социальной инфраструктурой в масштабе всего города, а не отдельных территорий, а также прогнозирует, как на город повлияют новые жилые районы и объекты. Прогнозный спрос на социальную инфраструктуру рассчитывается за несколько секунд, и его можно сразу пересчитать после перераспределения нагрузки и прогноза структуры населения, чтобы выбрать лучший вариант. В итоге наш сервис позволяет заранее увидеть, где не хватает социальной инфраструктуры, и принимать решения о строительстве на основе точных расчетов», — отметил руководитель проекта, директор Института дизайна и урбанистики ИТМО Сергей Митягин.

Сервис представляет собой веб-приложение, которое не требует установки на компьютер. В работе сервиса используются данные о существующей застройке. Чтобы примерно определить, сколько семей проживает в конкретном районе, ученые ИТМО дополнительно создали модель, прогнозирующую численность населения с учетом квартирографии жилых домов, года постройки и предположений, где будет проживать больше пенсионеров, а где — молодых семей с детьми.

В основе сервиса — оптимизированные алгоритмы на графах и пространственная оптимизация. Они работают в несколько этапов. Сначала в геоинформационной системе застройщик готовит проект застройки, где указывает расположение новых домов и объектов, и загружает проект в веб-приложение. Оно моделирует, сколько в каждом районе живет мужчин, женщин и детей разных возрастов. По прогнозным данным рассчитывается, сколько доступно и еще нужно мест для школы, детского сада или больницы и других социальных объектов, распределяется спрос населения — от ближайших к дальним объектам и вычисляется дефицит или профицит инфраструктуры. Далее сервис создает цифровую модель. Она прогнозирует, как перераспределится население и спрос на инфраструктуру, если построить новые дома и объекты или убрать старые. В конце алгоритма сервис анализирует свободные участки для застройки и предлагает лучшие в зависимости от типа и вместимости объекта.

В итоге специалист получает карты и таблицы с прогнозом дефицита или профицита мест по районам и городу, аналитику, где и сколько нужно строить школ, детских садов и других социальных объектов, и рекомендации по оптимальным местам для новых объектов с учетом нормативов градостроительного проектирования и реальной потребности населения.

Сервис можно адаптировать под любые российские города — достаточно генерального плана и плана застройки социальной инфраструктурой.

«Дальше мы планируем интегрировать в наш сервис транспортные и инженерные модели. Если у города есть утвержденные градостроительные проекты, которые будут реализованы не сейчас, а в перспективе десятков лет, то с помощью нашего сервиса мы могли бы смоделировать ситуации "что будет, если" и проанализировать заранее, например, как новые объекты повлияют на город, насколько окажется загруженной транспортная система и где добавить еще электрических подстанций», — рассказал Сергей Митягин.