PONENCIA. Oscar Jair Cabrera Bejar

Transcripción

1 UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CATALUÑA (UPC) PONENCIA Oscar Jair Cabrera Bejar 01/01/2012 II Simposio de Becarios y Ex Becarios del CONACyT Edición Europea. 29 y 30 de noviembre de 2012, Parlamento Europeo, Estrasburgo, Francia.

2 1. Introducción Infraestructuras que dan Soporte a Ciudades Inteligentes Oscar Jair Cabrera Bejar Estudiante de Doctorado Universidad Politécnica de Cataluña Según las previsiones de la ONU, en el 2050, el 75% de la población residirá en ciudades y el actual modelo de vida quedará obsoleto, de ahí que se esté trabajando en crear un nuevo concepto de ciudades que gracias a las tecnologías inteligentes (TIC) y de comunicación, estas serán inteligentes, pero sobre todo eficientes. El tráfico, el uso de suelo urbano, la baja eficiencia energética así como las emisiones de CO2 son los principales problemas a los que se enfrentan las ciudades del siglo XXI. Las ciudades inteligentes (Smart Cities) son el nuevo paradigma que permitirá que haya un avance en el uso de las TIC y energías renovables para mejorar la calidad de vida de todos sus habitantes y así asegurar un desarrollo económico sostenible, es decir, una ciudad comprometida con el entorno. Actualmente en países importantes de Europa se están desarrollando varios prototipos de Smart Cities en las que se ordena el consumo para economizar en el mismo. Por ejemplo, en España una de las ciudades pioneras en aplicar estas nuevas tecnologías ha sido Málaga, seguida de Barcelona, Santander, Madrid, Valladolid-Palencia, etc. En Málaga se están aplicando nuevas tecnologías que permiten consumir menos, ahorrar emisiones de CO2 y disfrutar de una ciudad menos contaminada. Como se puede apreciar el dominio de ciudades inteligentes está tomando fuerza en distintas áreas tanto científicas como a nivel social. Seguramente cualquier avance en el área será un gran aporte en el área científica, de investigación y también social para nuestro país México. Dado la importancia que involucra la implementación de una infraestructura de ciudades inteligentes, como parte de nuestro proyecto de tesis doctoral estamos interesados específicamente en el desarrollo de un caso práctico centrado en técnicas de adaptación, evolución y configuración dinámica orientada a infraestructuras que dan soporte a estas Smart Cities. Esto involucra el estudio y definición de la infraestructura Smart, identificación de los interesados y futuros usuarios del modelo Smart, monitorización dinámica de servicios Smart, identificación de métodos de adaptación de requerimientos en tiempo de ejecución, etc. Además, como parte del enfoque configuración dinámica será necesario identificar los métodos o estrategias de adaptación y predicción para el caso planteado y para la infraestructura de monitores como soporte. Esto con el fin de definir un modelo Smart confiable, seguro y sobretodo configurable en tiempo de ejecución. Básicamente la charla que propongo realizar en el simposio es sobre la infraestructura general de Smart Cities, importancia y aplicaciones, así como la parte especifica que pretendemos cubrir en el proyecto de tesis doctoral. Las secciones que conforman este documento son organizadas de la siguiente manera: sección 2 proporciona una visión general de la infraestructura necesaria para migrar hacia una ciudad inteligente y finalmente en la sección 3 se describe el caso de investigación que se planea llevar acabo en la tesis de doctorado.

3 2. Infraestructura de las SMART Cities Cuando se habla de Smart Cities o ciudades inteligentes se hace referencia a un modelo tecnológico orientado a servicios que darán soporte a la población mundial, donde la visión hacia ciudades más sostenibles será mediante la correcta gestión y soporte a estos servicios urbanos. Actualmente en distintos lugares del mundo se han establecido este tipo de infraestructuras y como es mencionado en la sección 1 el incremento hacia el futuro es considerablemente exponencial. Estas infraestructuras Smart se pueden visualizar como una red intercomunicada por distinto hardware, que a la vez se comunican entre si para proveer información en base a ciertas plataformas tecnológicas (software), dando soporte a cierto contexto de aplicación como se muestra en la figura 1, que desde un punto de viste técnico se puede observar un conjunto de sensores desplegados en un espacio geográfico, dando valor y garantía a la sociedad en forma de servicios comúnmente utilizados. Por ejemplo: 1. Antes de que existieran edificios inteligentes, las oficinas eran los mayores consumidores de energía y los principales emisores de gases de efecto invernadero. Las luces se dejaban encendidas por la noche, los aspersores regaban el césped cuando llovía y el aire acondicionado mantenía habitaciones vacías en unos agradables 20 C. Cuando por fin llegaron los sensores inteligentes, el consumo de energía y las emisiones se redujeron en un 30%. 2. Antes de que se construyeran carreteras inteligentes en los embotellamientos, los conductores permanecían atascados o avanzaban muy lentamente. Realizaban interminables llamadas y enviaban mensajes desde dispositivos de mano y cada año quemaban 2,3 billones de galones de combustible innecesariamente. Al día de hoy, la pérdida de productividad sigue siendo incalculable. 3. Las ciudades redujeron su nivel de peligrosidad y volvieron a la calma con la llegada de sistemas de seguridad pública inteligentes. Hasta ese entonces, los ciudadanos alertaban directamente a la policia para detener a carteristas, atracadores armados o ladrones de autos. Actualmente la policía puede predecir los "lugares de delito" más probables y apresar a los criminales con mayor rapidez, gracias a los sistemas de analítica y modelamiento informático. Figura 1. Infraestructura de Smart Cities Fuente:

4 3. Caso de estudio El esquema siguiente muestra el marco general del tema de tesis doctoral que se está realizando en la Universidad Politécnica de Cataluña específicamente en el grupo GESSI. Para fines de este documento y como se expone en la sección 1 nos centraremos en lo correspondiente a ciudades inteligentes (Smart Cities). Stakeholders SLAs SBA Infrastructure WSs Monitoring System Web Service Selection Users Web Service Consumers Como se ha mencionado en la sección 2 la infraestructura de las ciudades inteligentes está conformada por hardware y software. El hardware que está conformado principalmente por sensores no es parte de nuestra investigación, nos centramos en el software específicamente en aplicaciones basadas en servicios (SBA) comúnmente conocidas como arquitecturas orientadas a servicios (SOA) que mediante la información obtenida de los sensores llevan acabo ciertos eventos de los cuales depende el buen funcionamiento del servicio urbano en contexto. Por ejemplo, tomando el caso de los edificios inteligentes mencionados en la sección 1, los aspersores para que no funcionen cuando está lloviendo necesitan información climática y sensores de lluvia, esta información está en constante monitorización y de esto depende el buen funcionamiento de los aspersores. La pregunta derivada es, que pasa si el software de monitorización o el software de la aplicación inteligente falla? La respuesta a la pregunta planteada es el caso de investigación que nos hemos propuesto, es decir, cambiar dinámicamente los servicios que han fallado para garantizar el funcionamiento de la aplicación inteligente. Siguiendo el esquema anterior, el sistema de monitorización da seguimiento a la aplicación que en si misma puede ser otro sistema de monitorización y en base a un acuerdo de nivel del servicio se observa en que casos puede llegar a fallar el sistema, si se viola uno de estos acuerdos en ese momento se debe cambiar el servicio que ha fallado, por ello también proponemos un sistema de selección de servicios Web que dado un acuerdo de nivel del servicio (por sus siglas en ingles, SLA) se realiza la búsqueda y selección de servicios que pueden sustituir al servicio que ha fallado.

5 Referencias [1] M. Al-Hader, A. Rodzi The Smart City Infrastructure Development & Monitoring. Theorical and Empirical Researches in Urban Management, [2] IBM Antes de que las ciudades se tornaran inteligentes. Link: 03.ibm.com/marketing/mx/smartercities/gallery_low.shtml#thelights