Comunicación presentada al I Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- Adrián Latorre Di Leo, Solution Manager, Altran Innovación
- Francisco Herrador Jorro, Expertise Leader, Altran Innovación
Resumen
Las ciudades inteligentes ya están hoy en día permitiendo mejorar la sostenibilidad económica y social aunque generalmente con un importante coste de inversión. Pero, ¿Se podrían obtener resultados sobre todo el territorio habitado sin una inversión masiva? Nuestra respuesta es, sí. Aprovechando la potencia y sensores de los SmartPhones que tienen los ciudadanos para recolectar datos de, por ejemplo, contaminación acústica, cobertura de los operadores móviles, contaminación electromagnética, actividades compartidas del portador (Quatified Self), etc. y además complementar estos datos con información debidamente contextualizada para que el ciudadano no sólo aporte datos sino que en base a su actividad, ubicación y contexto reciba información que realmente le resulte útil o con un beneficio directo o indirecto.
Conciencia colectiva en aplicaciones ciudadanas
Introducción
Dado las necesidades de las Smart Cities en la recolección de datos para ver en tiempo real lo que está sucediendo en la ciudad para así adaptarse a las necesidades de los ciudadanos Altran creó dos soluciones VueForge™ Sense y VueForge™ Think.
La APP VueForge™ Sense es una solución implantada en varias administraciones públicas que permite recolectar toda esta información de forma anónima y con un muy bajo consumo de batería debido a las estrategias contextuales. Su complemente analítico llamado VueForge™ Think presenta todo tipo de herramientas de análisis geo localizado y está en constante expansión.
La solución consta principalmente de dos componentes, Sense y Think que pueden complementarse con herramientas más avanzadas de análisis e integración de datos. Describiremos cómo, en los últimos años, hemos utilizado nuestra solución en varios clientes con concretos resultados en sus áreas de gestión estratégica y de servicio. Finalmente expondremos los horizontes de crecimiento funcional previstos para 2015.
Los componentes complementarios citados (KnowBI & Play) tratan de los temas de analítica avanzada de los datos, o minería algorítmica y sobre los sistemas de captura multiprotocolo que integran otras fuentes de datos ciudadanas en forma de meta-sensores añadidos a los proporcionados por los terminales móviles.
Descripción de la solución
La solución consta de las APPs multisistema propiamente dichas, que ofrecen mapas geográficos de acciones y datos obtenidos. Disponen principalmente de dos funciones básicas, representar los datos propios en un mapa interactivo y presentar los agregados de todo el colectivo participante.
Los datos obtenidos pueden ser directos, como la calidad de la cobertura móvil, la clasificación de actividades diarias del usuario de forma desatendida (parado, andando, circulando en coche, en bicicleta o las estancias bajo techo o al descubierto), también se pueden obtener datos sobre el ruido ambiente, la velocidad de desplazamiento y, si el terminal lo permite, la presión atmosférica, temperatura, humedad y otros datos aportados por otros orígenes móviles y fijos, sobre la calidad del aire y otros conceptos de interés.
Aunque también hay datos indirectos cuando se examina la parte integrada, que forma un colectivo. Destacan la densidad por zonas, tránsito de usuarios en Roaming, densidad de señales WiFi, velocidades medias y máximas, puntos habituales de parada o retención, clasificación de trayectos habituales y medidas de radiación no ionizante estimadas por zona, uso combinado de medios de transporte y una interminable multitud de conceptos derivados adicionales.
Aunque con un completo abanico de informaciones, nada de esto sería una novedad, si no fuese acompañado por un algoritmo exclusivo de Altran Innovación que utiliza la información de los sensores para deducir el contexto del usuario y su probable actividad. De ésta forma se puede controlar el uso de la energía del terminal para minimizar el consumo aún utilizando localización de alta precisión en 24/7.
Un aspecto interesante es la opción de utilizar VueForge™ Sense como una librería incrustable en cualquier otra aplicación existente, con un mínimo esfuerzo de integración. Esto abre posibilidades muy avanzadas a todo tipo de aplicaciones que se beneficien del conocimiento del contexto que puede ofrecer VueForge™ Sense. Desde un data entry para fuerza de ventas a un sistema de notificaciones inteligentes, que elige el momento ideal para ofrecer información al usuario, ya que conoce en todo momento que es lo que está haciendo, hasta notificaciones o información relevante para los ciudadanos en base a su ubicación, actividad y contexto.
Un aspecto importante en este tipo de soluciones donde el ciudadano está compartiendo información sobre su contexto, actividad, posición, etc. es la privacidad. Es por ello que Altran ha realizado un proceso riguroso para asegurar que en todo momento la información que se envía para su análisis es completamente anónima evitando así que se puede identificar la actividad de un ciudadano en concreto, algo que va en contra de los principios básicos de la propia solución.
Metodología
El proceso de investigación y desarrollo que nos llevó a la consecución de VueForge ocupó 3 años de investigación con la inestimable cooperación de personal de Altran en varios países y mediante el piloto de un organismo público importante.
En éste periodo se captaron terabytes de datos en “bruto” que se procesaron posteriormente para obtener los patrones y secuencias de detección y toda la lógica asociada a los algoritmos avanzados de identificación del contexto mediante sensores básicos.
Esencialmente se procesaron datos de la elevación de los satélites GPS y patrones de los aceleradores o detectores de movimiento de los que disponen los teléfonos inteligentes actuales para otras funciones.
Tras obtener resultados satisfactorios, se procedió al registro y patente del procedimiento, y el anuncio de su primera versión comercial el pasado año.
Resultados y datos obtenidos
Como resultado de la aplicación tenemos los siguientes ejemplos, aunque otros aún no pueden ser publicados por razones de confidencialidad.
Revisión del mapa radioeléctrico nacional
Se trataba de reducir el significativo coste de efectuar todas las mediciones necesarias para categorizar la calidad del servicio de telefonía, especialmente pensando en los servicios de emergencia y protección civil. Para ello el cliente precisó en la última sesión un gasto cercano al millón de euros para obtener los 4 millones de puntos de medida de referencia, con más de tres meses de trabajo.
La solución VueForge™ Sense fue capaz de demostrar que podía mantenerse un mapa constantemente actualizado de las zonas más transitadas, con un coste 10 veces inferior recibiendo información de los usuarios de todos los operadores de telefonía
Censo de actuaciones de los miembros de organismos municipales
Tenía principalmente el objetivo de comprobar la completitud de la cobertura territorial que ejecutaban las patrullas bajo su cargo, y las condiciones de desarrollo de las mismas, al clasificar las intervenciones por categorías de acción.
Por otra parte también demostró su utilidad para detectar las zonas oscuras en medios rurales con presencia de personas y la asistencia para la vigilancia de trabajadores aislados que pueden sufrir accidentes sin compañeros que le asistan.
Control de la inter-modalidad del transporte ciudadano
Se trataba de obtener datos sobre el uso combinado del transporte, categorizando trayectos habituales que combinasen tramos a pie, bicicleta y transporte público/privado. Como resultado se obtuvieron informaciones sobre las pautas de uso de los carriles especiales y los trasbordos y cambios de medio que utilizaban los usuarios en la ciudad.
La conclusión final reveló el profundo impacto de ciertas obras cercanas a tramos de circulación especial y las deficiencias de ubicación de algunas estaciones y paradas de uso muy frecuente.
Actualmente se pretende categorizar el uso de las zonas turísticas por parte de los numerosos visitantes de ciertas zonas muy transitadas
Censo de la utilización de las carreteras, autovías, etc.
Tenía como objetivo comprobar las velocidades de desplazamientos históricas y en tiempo real de un determinado colectivo como así también la utilización de las infraestructuras viales disponibles en la ciudad y zonas rurales.
Análisis de densidad
El principal objetivo fue el análisis del comportamiento de los usuarios para entender como de desplazaban dentro de la cuidad, las zonas más densas (más visitadas, lugares frecuentes, etc.) como así también el análisis del comportamiento en base al tiempo identificando patrones semanales, en vacaciones, festivos, sábados, domingos, etc.
Analíticas avanzadas
Las analíticas avanzadas de los datos obtenidos han permitido conocer más información que se hallaba embebida en el medio millón de puntos obtenido en la fase de pruebas. De ésta destacamos las siguientes:
Identificación de las alteraciones de los trayectos de ida/vuelta habituales por parte de cierto grupo de usuarios.
Con procedimientos de agregación automatizada (clustering) fue posible diferenciar grupos que optaban por una dinámica diferente a la normal en ciertos trayectos habituales.
Tomando las permanencias como elemento de discriminación, se pueden categorizar las más comunes zonas de estancia de los participantes, y sus desplazamientos habituales, respectivamente:
Conclusiones
VueForge™ Sense y VueForge™ Think es una solución avanzada para reducir el coste de tareas existentes que impliquen el despliegue, tanto fijo como móvil de personas y dispositivos de medida.
La inteligencia asociada a la detección contextual lleva a un nivel cercano al estudio estadístico los datos obtenidos, con un coeficiente de veracidad muy cercano a costosas encuestas y aún más costosos sistemas tradicionales de censo.
La capacidad de medir casi en tiempo real el resultado de las diversas acciones de gobierno, tanto en materia de infraestructuras como en el despliegue de los recursos, hacen que VueForge™ Sense embebido en aplicaciones ciudadanas sea un perfecto sistema de realimentación de la opinión y aceptación por parte del ciudadano u otros colectivos.
El corpus de datos agregado constituye un sustrato de minería de datos con potenciales aún por descubrir que, sin embargo ya está dado frutos y cambiando políticas con dos decisivos resultados, el ahorro y la satisfacción de los afectados.
Altran pretende mejorar las capacidades de VueForge para el 2015, ampliando sus capacidades cognitivas y añadiendo fuentes de datos basadas en sensores adicionales basados en sistemas IoT de bajo coste, con un novedoso esquema de captación de datos que reduce drásticamente los costes de mantenimiento y eliminara los actuales problemas de conectividad. También se realizarán es este año nuevas acciones dentro de la iniciativa VueForge para integrar sistemas industriales, automóviles conectados y otros orígenes de información.
Casos de éxito
Debido a que los clientes van a realizar su propia publicación de la solución en los medios de comunicación no se puede hacer referencia en el presente documento a sus nombres ni datos muy específicos de los mismos.
Ayuntamiento de una gran ciudad
En la primera fase Piloto el objetivo fue desplegar la solución VueForge™ Sense para recolectar información a través de los empleados, de forma anónima, para crear una base de datos con los diversos sensores disponibles en los SmartPhone. A partir de dicha información se creó un mapa de cobertura móvil del operador, de la actividad, contaminación acústica, densidad, cobertura Wi-fi, velocidad media y máxima de desplazamiento como así también información sobre la radiación electromagnética. Toda la información se almacena y visualiza en la solución VueForge™ Think.
En una segunda fase se espera lanzar el componente VueForge™ Sense integrado dentro de otras aplicaciones (públicas y corporativas) para aumentar así la capacidad de recolección de datos aprovechando la facilidad de integración y funcionalidades que puede aportar a terceras aplicaciones.
En una siguiente fase se desean añadir servicios al usuario/ciudadano en base a la información contextual que posee VueForge™ Sense para ofrecer sistema de alertas “inteligentes” entre otras funcionalidades.
Organismo municipal regulador de la tecnología
Inicialmente se desplegó la solución VueForge™ Sense para obtener datos de la cobertura de los distintos operadores de telefonía permitiendo de esta forma tener un mapa en tiempo real y con información histórica. Una vez probada la solución y visto su potencial de decidió añadir sensores para recolectar información de la actividad, velocidad de desplazamiento, etc. como así también la posibilidad de la integración de la solución en otras aplicaciones.
Ayuntamiento de una ciudad de tamaño medio
El objetivo es el de desplegar la solución VueForge™ Sense en los móviles corporativos para obtener información anónima relativa al comportamiento colectivo de los mismos como así también para la recolección de datos gracias a los sensores disponibles en los SmartPhones.
Nota: Este artículo fue presentado y publicado en el Libro de Comunicaciones del I Congreso Ciudades Inteligentes.