Comunicación presentada al III Congreso Ciudades Inteligentes:
Autores
- Malena Donato Cohen, Coordinadora del proyecto SMART-FI, Atos Spain
- Javier Cubo, Coordinador Técnico del proyecto SMART-FI, Universidad de Málaga
Resumen
Las ciudades inteligentes del futuro tienen un gran potencial a medida que va creciendo el número de dispositivos y servicios, a través de los cuáles puede recopilarse una gran cantidad de datos para ser usados en beneficio de los ciudadanos. En este contexto, el objetivo principal del proyecto SMART-FI es ofrecer una plataforma para ayudar a analizar, desplegar, gestionar e interoperar servicios explotando datos abiertos de las ciudades inteligentes. La plataforma facilita la recopilación de datos de distintas fuentes, como sensores y servicios; proporciona mecanismos para homogeneizar datos procedentes de varias redes y protocolos; y ofrece una serie de funcionalidades para desarrollar, desplegar y orquestar servicios basándose en el análisis de datos, para obtener predicciones o recomendaciones. Los resultados del proyecto serán validados en tres escenarios: Málaga (España), Malatya (Turquía) y Karlshamn (Suecia), ofreciendo servicios de valor añadido e innovadores a estas ciudades, y pudiendo extrapolarse a otras.
Palabras clave
Ciudades Inteligentes, Internet de las Cosas, Datos Abiertos, Homogeneización de Datos, Análisis de Datos, Sensores, Dispositivos, Plataforma Internet de las Cosas
SMART-FI: Explotando Datos Abiertos de Ciudades Inteligentes en la sociedad de Internet del Futuro
Introducción y Antecedentes
Hoy en día el 54% de la población mundial vive en las ciudades y en el año 2050 esta cifra se incrementará hasta un 70%. Este hecho representa un desafío para todos. Pero con la ayuda de la tecnología y con el uso adecuado de las tecnologías de Información, los servicios a los ciudadanos, que están presentes en todos los sectores y ámbitos de la actividad humana, permitirán construir ciudades más accesibles y sostenibles.
La mayoría de la gente utiliza los móviles no solo para hacer llamadas, sino también para interactuar con el mundo planificando y organizando su día a día, por lo que toda esta información está “en la palma de la mano”. A los ciudadanos les beneficia sin duda tener datos en tiempo real y de manera personalizada, como por ejemplo, obtener información sobre tráfico, líneas de autobuses y horarios, problemas de cortes de calles en la ciudad, sitios de relevancia e interés, proyectos de inversión de la ciudad, consumos de energía, u otra información y servicios relevantes para su cotidianeidad. El proyecto SMART-FI tiene por objetivo ofrecer una plataforma para que las administraciones públicas y los ciudadanos puedan beneficiarse de los datos abiertos que ofrecen las ciudades, teniendo siempre como foco el concepto de ciudad inteligente y poniendo la tecnología al servicio de las personas. De esta manera, el proyecto rompe la tradicional barrera entre los datos disponibles y su uso efectivo, que revierte en beneficios para los ciudadanos (SMART-FI, 2017).
Recientemente, la UE ha promovido que exista un “Smart City Digital Single Market” (Comisión Europea, 2015) que persigue que las tecnologías digitales sirvan a los ciudadanos para que tengan mejores servicios públicos, mejor uso y disfrute de los recursos con menos impacto en el medio ambiente. SMART-FI va a tener un rol muy relevante en este sentido y para mostrar su capacidad cuenta con tres ciudades incipientes donde se desarrollan cuatro casos de uso.
El Reto: objetivos del proyecto SMART-FI
SMART-FI ofrece una metodología para homogeneizar datos abiertos heterogéneos y servicios de datos, y llevar a cabo un análisis de datos agregados, con la finalidad de predecir comportamientos y ofrecer recomendaciones para facilitar el despliegue de servicios. El enfoque de SMART-FI ayudará a desplegar e interconectar servicios utilizando los datos abiertos de diferentes fuentes desde las administraciones públicas, pero también de terceras fuentes. Ofreceremos servicios en la infraestructura FIWARE, la plataforma abierta de Internet de las cosas reconocida a nivel Europeo, que ofrece la posibilidad de desarrollar aplicaciones inteligentes y un entorno donde las ciudades pueden publicar sus datos de una forma estandarizada.
Los principales beneficiarios de este proyecto son los ayuntamientos o administraciones públicas que gestionen los datos y los desarrolladores de aplicaciones u operadores, dado que les ofreceremos un ecosistema con herramientas y metodologías que faciliten el uso y la explotación de los datos abiertos expuestos por las ciudades. Es decir, las municipalidades locales e incluso diferentes entidades se podrían beneficiar de los resultados de este proyecto.
Las ciudades inteligentes cuentan con una gran cantidad de “dispositivos inteligentes urbanos” que generan multitud de datos a diario, y a su vez las ciudades o municipalidades están recabando dichos datos de diferentes fuentes, y en ocasiones, los exponen mediante algunas plataformas (por ejemplo, a través de FIWARE). Para obtener beneficios, estos datos necesitan ser interconectados y explotados para fomentar una mejor calidad de la vida de los ciudadanos, siendo accesible para todos. Por este motivo, es necesario tener una infraestructura altamente escalable para gestionar la densidad variada de datos provenientes de dispositivos y servicios, resolviendo problemas de interoperabilidad.
El objetivo principal del proyecto SMART-FI es crear una serie de funcionalidades para permitir a los desarrolladores desplegar, usar e interoperar servicios de una forma fácil y estandarizada, explotando datos abiertos y agregados desde las Ciudades Inteligentes en la Sociedad de la Internet del Futuro. El proyecto cuenta con la colaboración de tres ciudades: Málaga (España), Malatya (Turquía) y Karlshamn (Suecia), para validar los resultados del proyecto, basándose en la explotación de los datos que se exponen en la plataforma FIWARE. El proyecto cuenta con cuatro pilotos que se realizarán en estas tres ciudades, pudiendo ser escalables a otras ciudades con menor o mayor complejidad en relación al volumen de datos abiertos y para ofrecer servicios innovadores y de alto valor añadido. Para superar las limitaciones de los escenarios actuales en este ámbito, este proyecto se centra en usar nuevas tecnologías para producir un enfoque con los objetivos concretos listados en la siguiente sección.
Objetivos técnicos
Los objetivos técnicos específicos del proyecto son los siguientes:
- Realizar una homogenización de datos abiertos y servicios heterogéneos,
- Análisis y agregación de servicios de analíticas de datos para predicciones y recomendaciones,
- Desarrollo de metodologías para desplegar e interoperar servicios,
- Alineamiento y contribución a la plataforma FIWARE, y
- Sugerir procesos y motivar la implementación de servicios en ciudades y municipalidades.
Arquitectura de la Plataforma SMART-FI
A continuación, se muestra la arquitectura de la plataforma SMART-FI en la Figura 1, donde se observan las principales capas que formarán parte del proceso de desarrollo de la plataforma. En la capa principal, se pueden encontrar los tres componentes principales que darán lugar a un conjunto de metodologías y herramientas a ser usadas en el ámbito de las aplicaciones de ciudades inteligentes. En concreto, los componentes, conectados entre sí, y sus funcionalidades, son:
- Homogeneización de datos (Data normalization in Smart Cities). Funcionalidad: Homogenización de datos abiertos y servicios de datos en las ciudades inteligentes (Bischof et al, 2014), (abif et al, 2016).
- Microservicios de análisis de datos (Data analytics microservices for Smart Cities). Funcionalidad: Agregación y desarrollo de servicios para análisis de datos para predicciones y recomendaciones (Bellini et al, 2014), (Kominos et al, 2015).
- Orquestación de servicios (Services orchestration in Smart Cities). Funcionalidad: Desarrollo de metodologías para desplegar e interoperar servicios (Canal et al, 2008), (Camara et al, 2009), (Cubo & Ernesto, 2011).
Las tecnologías de Información en SMART-FI favorecen la interacción entre los ciudadanos y los dispositivos en tres actividades principales: recopilar datos, comunicarlos y utilizar esta información. En primer lugar, el enfoque de SMART-FI es recabar información a través de sensores, móviles, u otros servicios para recibir información de la geolocalización, temperatura, tráfico, autobuses, etc., homogeneizando los datos recopilados. Después, compartir los datos en tiempo real y a través de diferentes redes. Y finalmente, interpretar esos datos para entender qué ha pasado y qué puede ocurrir más adelante, realizando predicciones y ofreciendo recomendaciones personalizadas para cada usuario. Asimismo, se podrán ofrecer los datos de forma que puedan ser utilizados para tomar decisiones desde las ciudades y otros involucrados, basándose en esta agregación de los distintos datos.
Casos de uso
Como hemos mencionado anteriormente, el proyecto cuenta con cuatro casos de uso en tres ciudades: Málaga, Malatya y Karlshamn. El primer caso de uso es en la ciudad de Málaga, España, con una población de 750.000 habitantes. De acuerdo al informe de IDC España (Achaerandio et al, 2012) Málaga es una de las ciudades que ha liderado el ranking en España como ciudad inteligente durante varios años. Es una de las ciudades pioneras en tecnologías, entre otras cuestiones, porque lidera un proyecto de eco-eficiencia y sostenibilidad para la ciudad basándose en un mejor uso de los recursos y energías renovables.
En este contexto y dentro del proyecto SMART-FI, se está desarrollando la Aplicación CityGO (APP móvil para Android). Es una solución para movilidad urbana para que el usuario pueda recibir recomendaciones personalizadas, tales como con qué transporte publico moverse por la ciudad de Málaga (considerando autobuses o bicicletas), y así promover hábitos saludables y respetuosos con el medio ambiente. CityGO ofrece recomendaciones al usuario de tipo si es mejor utilizar un coche eléctrico, alquilar una bicicleta y cuál es su disponibilidad (tanto en el punto deseado de recogida como el lugar de entrega y el estado de las mismas), o coger un autobús determinado. También indica dónde se encuentran los aparcamientos disponibles. Todo lo gestiona en tiempo real dentro de la ciudad, para poder obtener un recorrido óptimo. CityGO recibe y guarda las rutinas habituales del usuario y basándose en estas rutinas ofrece recomendaciones. La Figura 2 muestra como es la aplicación y los servicios que ofrece al usuario:
La Figura 3 muestra tres imágenes de las funcionalidades de la APP CityGO:
De esta manera esperamos que la aplicación CityGO contribuya a mejorar los problemas típicos de las ciudades, como congestión del tráfico, excesivo uso de coches de forma individual, contaminación y el stress asociado a estos. Así, con CityGO esperamos contribuir a hábitos más saludables y fomentar un ambiente sin stress gracias a la utilización de una combinación de uso de medios de transporte públicos, disponibles para el ciudadano.
También existe un “control de mando” para el ayuntamiento, es decir, una interfaz web que además de la información para cada usuario en su móvil, puede ser visualizada desde un centro de control. Con el “dashboard”, las ciudades pueden visualizar el flujo de tráfico de la ciudad, los movimientos de personas, coches, flotas de autobuses, etc. y con esta información pueden planificar mejor el tráfico de la ciudad. Por ejemplo, en momentos de flujos turísticos altos, eventos deportivos, cuando existen determinados cortes de calles, o detectar la necesidad de incrementar el número de bicicletas disponibles, incidencias con las mismas, etc., y así fomentar una gestión adecuada de los recursos disponibles.
Otro de los casos de uso se desarrollará en Malatya, una ciudad metropolitana al sur de Turquía que tiene 380.000 habitantes. En este caso utilizaremos la aplicación MalatyaInsight, que ofrece información turística y de lugares de interés en la ciudad. A través del uso de los datos abiertos de la ciudad y de la plataforma SMART-FI, ésta aplicación va a ofrecer la posibilidad a los ciudadanos de participar en los servicios de la ciudad. Esta aplicación está enfocada a la “Smart society” basada en servicios de gobierno y participación ciudadana, porque facilita que los usuarios participen activamente compartiendo comentarios, ideas, sugerencias y valoraciones sobre diferentes sitios de la ciudad. Por ejemplo, los ciudadanos pueden añadir comentarios sobre servicios gubernamentales, proyectos de inversión en Malatya, lugares de interés, lugares turísticos o religiosos, locales comerciales y de ocio entre otros. La aplicación permitirá valorar los distintos lugares recabando información y guardando el histórico de los datos y ofreciendo al ciudadano recomendaciones personalizadas en todo momento.
En Karlshamn, una ciudad de Suecia de 31.000 habitantes, se llevarán a cabo dos casos de uso; uno enfocado al transporte público y el otro en eficiencia energética y consumo inteligente de recursos dentro de edificios. La primera aplicación es para la empresa “Blekinge Public Transit” y va a recoger información de los autobuses en tiempo real para poder ofrecer información sobre los horarios y llegadas de los autobuses en dos categorías: para los usuarios del transporte público y para una gestión eficiente de la flota de autobuses. Ofrecerá información sobre cuando el autobús está próximo a llegar, o bien si hay suficiente tiempo entre la llegada de un autobús y otro para la planificación el tráfico de autobuses urbano. La segunda aplicación se basa en la eficiencia energética de “edificios inteligentes”, dado que aporta una solución en la gestión y consumo de energía. Se instalarán sensores dentro de un edificio para recabar información sobre el consumo de electricidad, calidad del aire, temperatura, movimiento de personas, etc. Los datos van a ser utilizados desde dos perspectivas: desde el usuario para poder gestionar distintos espacios del edificio, como por ejemplo regular la temperatura, y para los gestores del edificio para el control y monitorización del consumo de energía basándose en los parámetros tipo electricidad, ventilación o calefacción. Con esta información se pretende racionalizar el uso de los recursos de los edificios.
Estos casos de uso y su aplicación real presentan un desafío muy importante para las municipalidades, dado que es necesaria una estrategia coherente para explotar las oportunidades que ofrecen los datos urbanos disponibles y que reviertan en beneficio para los ciudadanos. Actualmente, las fuentes de datos y los formatos son totalmente heterogéneos porque no existen herramientas de análisis de datos capaces de permitir el desarrollo de aplicaciones inteligentes en las ciudades. Aquí es donde SMART-FI presenta un valor más innovador: recopilar los datos de distintas fuentes, ofrecer una metodología para homogeneizar estos datos, analizar los datos, y hacer un uso de los mismos de manera que tengan sentido esta información. En SMART-FI propondremos nuestra una “hoja de ruta” para utilizar los datos abiertos en estas tres ciudades, pero esperamos que nuestro modelo pueda ser utilizado en otras ciudades diferentes ofreciendo beneficios para todos sus ciudadanos. De esta manera, una ciudad inteligente que haga un uso efectivo de los datos disponibles promoverá la economía y la innovación ofreciendo nuevas oportunidades de negocio para emprendedores, ayuntamientos, y empresas locales siendo una palanca para la activación económica en el ámbito local que opera.
Para más información puede visitar la web del proyecto www.smart-fi.eu o twitter @smartfieu
Agradecimientos
A los diferentes socios y sus equipos que componen este proyecto. El consorcio está compuesto por ATOS Spain SA, Universidad de Málaga, NetPort Science Park, SAMPAS AS., y Technical University of Wien, y tiene el apoyo de tres ciudades: Ayuntamiento de Málaga, Municipalidad de Karlshamn y Municipalidad Metropolitana de Malatya. El Proyecto está cofinanciado por la iniciativa “ERA-Net Urban Europe Joint Programming Initiative”, con el apoyo de las agencias de financiación nacional: CDTI (España), FFG (Austria), Tübitak (Turquía) y Energimyndigheten (Suecia).
Referencias
- SMART-FI: Exploiting Open IoT Data from Smart Cities in the Future Internet Society. Stefan Nastic, Javier Cubo, Malena Donato, Schahram Dustdar, Orjan Guthu. Mats Jonsson, Omer Ozdemir, Ernesto Pimentel, M. Serdar Yumlu, 2017. Springer Series, Internet of Things Technology, Communication and Computing.
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- Javier Cubo Ernesto Pimentel, 2011. DAMASCo: A Framework for the Automatic Composition of Component-Based and Service-Oriented Architectures, 388–404. Springer Heidelberg, 2011.