Soluciones software integrales para una Smart City

Comunicación presentada al I Congreso Ciudades Inteligentes:

Autores

• Francisco Ribes Revuelto, Gerente Grandes Cuentas, Área SmartCity FAMA SYSTEMS, S.A.
• Pedro Sanjuán Fernández, Consultor Área SmartCity FAMA SYSTEMS, S.A.

Resumen

El desarrollo de nuevas tecnologías y los requerimientos de mejores servicios por parte de los ciudadanos están generando el concepto Smart Cities. Las plataformas tecnológicas que permitan una gestión integral de las ciudades son una de las grandes áreas de investigación y desarrollo. Sin embargo, la amplitud del concepto Smart Citiy y la gran cantidad de áreas heterogéneas que comprende puede hacer muy difícil la definición de una solución integral que consiga aglutinar todas las áreas, necesidades y servicios. La flexibilidad y adaptación de estas nuevas plataformas a las necesidades y áreas que vayan surgiendo será un aspecto clave a considerar, en la búsqueda de estas plataformas de gestión integrales.

Soluciones software integrales para una Smart City

El desarrollo del concepto Smart City implica el uso activo e intensivo de las tecnologías TIC para la gestión de las ciudades del futuro. La problemática surge de la necesidad de acotar el concepto Smart City en unos límites que permitan actuaciones determinadas y concretas sobre unas áreas definidas. Estas áreas y actuaciones no están claramente definidas, debido a la gran complejidad que conlleva categorizar y caracterizar completamente un concepto aún en desarrollo. Por tanto, la necesidad de un software inteligente que permita una gestión integral sobre todas las áreas definidas es un objetivo que se está contemplando y materializando a medida que se va definiendo en mayor profundidad el concepto Smart City.

Smart City, un concepto en desarrollo

Actualmente el concepto Smart City es a la vez muy amplio y específico. Amplio porque comprende una gran cantidad de áreas y específico porque en todas ellas, el denominador común es el uso de las nuevas tecnologías. Por tanto a medida que se van añadiendo dimensiones smart al concepto, crece la complejidad del mismo, y las necesidades que deben cubrir los software de gestión son cada vez mayores.

Estas necesidades pueden aumentar de forma mucho más rápida que el desarrollo de soluciones específicas, por lo que la definición de unos estándares de software sobre los que añadir nuevos módulos y nuevas funcionalidades de forma rápida y eficaz se antoja imprescindible. El crecimiento de las ciudades y el desarrollo y progreso de las mismas hace difícil la definición de este software, debido a la naturaleza dinámica que tiene la sociedad y las ciudades para desarrollarse y evolucionar. Este proceso dinámico viene a transformar las ciudades a lo largo del tiempo, de forma económica, social y cultural lo que hace difícil, una vez más, la universalidad de la solución. A medida que van añadiéndose nuevos servicios, funcionalidades o características en las Smart Cities crece la oferta de servicios que deben cubrir las soluciones software, lo que puede llegar a ser inabarcable en función del desarrollo y complejidad que tengan, las circunstancias que se den, y el contexto en que se desarrollen.

La resolución de este problema implica una gestión completa de las ciudades a través de una gran plataforma digital de gestión a modo de gran cerebro inteligente. Este, será capaz de gestionar la oferta de servicios, adaptarse a las nuevas necesidades de la ciudad de forma rápida mediante la adopción de soluciones que se incorporan al software, es decir, permitirá una actuación total, completa e inteligente sobre los distintos ámbitos de la ciudad.

En este contexto las plataformas y soluciones software con elevado grado de versatilidad y adaptabilidad tienen una gran importancia. El desarrollo de este tipo de plataformas viene a resolver, en parte, algunos de estos problemas que se plantean, pero están en fase muy prematura, proyectos en definición que no son soluciones maduras que tengan una probada eficacia en las diferentes áreas. Sin embargo, la adaptabilidad de estas soluciones, la facilidad para incorporar nuevas funcionalidades a la misma, y la estandarización de las conexiones con diferentes sistemas hacen de este tipo de soluciones uno de los grandes activos en la consecución de softwares integrales de gestión.

En la presente comunicación se plantearán y resolverán algunas de estas dudas que plantean las soluciones en desarrollo, se identificarán los puntos clave a cubrir por las diferentes soluciones, y se verá su aplicación práctica en ejemplos concretos.

Servicios, áreas smart y tecnologías

La ambición en la definición de un software universal nace de la necesidad de tener un control absoluto sobre la gestión de una ciudad de igual manera que se controla una empresa u organización. Esto permite tener un control económico y de gestión que permite el máximo aprovechamiento de los recursos, el máximo nivel de calidad en el servicio en las administraciones, así como, de oferta de servicios para los ciudadanos con el menor coste y consumo de recursos posible.

La investigación realizada trató de conocer cuáles eran las necesidades que las smart cities requerían y como abordar de forma conjunta la satisfacción de las mismas a través de una plataforma software integral con una gran capacidad de almacenamiento de datos, y una capa de inteligencia capaz de proporcionar información fiable y comprensible sobre todos los datos almacenados en ella.

Las necesidades que deben cubrir estos software de gestión integral comprenden entre otras las siguientes áreas/servicios (Ametic, 2012):

• Generación, suministro y uso de la energía: gas, luz, agua, combustibles fósiles, etc.
• Eficiencia energética: certificación energética, monitorización energética, etc.
• Gestión del medio ambiente: parques, jardines, parámetros e indicadores ambientales
• Gobierno, ciudadanía, seguridad: eAdministration, eParticipation, etc.
• Movilidad urbana: movilidad y accesibilidad sostenible, eficiencia de las infraestructuras, etc.
• Gestión de residuos
• Gestión de edificios públicos
• Servicios sanitarios
• Servicios culturales, de educación y turismo
• Servicios económicos: NFC, pago digitalizado, etc.
• Construcción: empleo de materiales reciclables, reutilizables, no contaminantes, etc.
• Comercio electrónico
• Cálculo de Huella de carbono
• Otras

Estas áreas y actividades se han clasificado de forma genérica en las llamadas dimensiones smart, que comprenden cada una, una serie de actividades con algún denominador común. Estas dimensiones son (Ametic, 2012):

• Smart environment: servicios y actividades orientados a reducir el consumo de energía, mejora del medioambiente y eficiencia energética, la gestión de residuos o la de edificios.
• Smart mobility: servicios y actividades destinadas a reducir la densidad de tráfico, tiempos de conducción, movilidad sostenible, optimización de rutas de transporte, mejorar las infraestructuras, etc.
• Smart economy: servicios y actividades orientados a la modernización del comercio, métodos de pago o la actividad empresarial.
• Smart living: actividades orientadas a mejorar la seguridad, la sanidad o la oferta de servicios culturales en la sociedad.
• Smart people: actividades orientadas a la educación, la modernización de la sociedad en materia tecnológica o la creatividad.
• Smart governance: actividades y servicios basados en la mejora de la gobernanza a través de la tecnología, como el uso de Open Data, servicios tele-asistidos, uso de plataformas horizontales de gestión, etc.

Entre las necesidades de tecnología que deben incorporar los software de gestión podemos destacar, entre otras (Ayuntamiento de Santander, 2013):

• Big Data
• IoT (Internet de las Cosas)
• M2M (conexiones machine to  machine)
• Sensorización
• Tecnologías móviles, app’s
• Tecnologías de visualización 2D y 3D
• Tecnologías Cloud
• Open Data
• Otras

  

Vemos la gran variedad de áreas y servicios/actividades que debe cubrir el software y la cantidad de tecnologías que debe integrar. La dificultad en la definición de un software que abarque tanto las áreas como las tecnologías en un nivel de madurez adecuado, que permita gestionar de forma completa las ciudades, es un reto que está siendo investigado por parte de las empresas tecnológicas y organismos públicos.

La universalidad de las soluciones implica una abstracción difícil de conseguir en oposición con las soluciones horizontales y más prácticas, que presentan unas metas alcanzables, superables y mejorables. Es aquí donde las plataformas de gestión integral de fácil conexión e integrabilidad tienen una importancia capital.

Estas plataformas, servicios o aplicaciones permiten dar a conocer las bases donde se sustentan estos softwares  y proporcionan un marco flexible y adaptable de conexión, por lo que cualquier persona u organización puede contribuir en el desarrollo de la misma con aportaciones propias, a partir de los estándares de conexión ofrecidos.

También permite que empresas no desarrolladoras de este tipo de software tengan un soporte donde desarrollar e implantar soluciones sectoriales para las diferentes áreas smart a partir del análisis de la plataforma, y que las empresas desarrolladoras tengan una base sobre la que desarrollar plataformas más avanzadas y sofisticadas a partir de las necesidades detectadas en las ciudades.

Algunos ejemplos de estas plataformas que cumplen muchos de estos requisitos se detallan a continuación a modo de referencia: Sofia, FI-WARE, WEBINOS, OSN Platform, PEOPLE, City SDK etc. (Ana Trejo Pulido, 2012).

Ejemplo aplicado

Se detalla a continuación, un ejemplo de aplicación de este software en una ciudad:

Supóngase la construcción un edificio de carácter público que tenga una gran importancia para la ciudad, ya sea por razones turísticas, comerciales, culturales o empresariales, por ejemplo un museo. Se detalla cómo, a partir de la definición de un software de gestión integral para la ciudad, podemos gestionar la construcción y ciclo de vida del edificio, y las interacciones que este tiene tanto con los ciudadanos, como con las empresas, la administración o el medio ambiente.

Para la construcción del edificio será necesario conocer cuál será el terreno donde se va a construir. A través de un inventario de espacios es posible conocer las localizaciones disponibles. Este inventario puede estar enlazado desde nuestra plataforma software integral, y ser provisto por una empresa de servicios externa contratada. Una vez conocido y elegido el lugar, será necesario conocer quién construirá el edificio. Una base de datos enlazada nos proporcionaría las empresas constructoras susceptibles de participar en la construcción, que puede ser adjudicada mediante un concurso que se publica en un portal web asociado a nuestra plataforma, donde las diferentes empresas hacen sus ofertas y pueden seguir el proceso de adjudicación del contrato. Una vez adjudicado, un portal de noticias web alojado en la plataforma, publicaría los resultados, a través de un boletín de noticias o enlace a los boletines oficiales.

Durante la construcción, las actividades de control del proyecto, pueden ser gestionadas y consultadas a partir de la plataforma mediante un enlace con la empresa en cuestión, o tener un seguimiento por parte de las entidades de la administración destinadas a ello. Mediante los sensores instalados en el edificio, será posible controlar una gran cantidad de variables. Será factible medir la calidad del aire en las proximidades, la intensidad lumínica, los consumos energéticos de agua, electricidad o gas, los niveles de ruido, el estado de las instalaciones y del mobiliario del edificio, la ocupación que tiene, los usos que se dan a las diferentes zonas, los accesos, la seguridad, las rutas de acceso y movilidad…

Todos estos datos, procedentes de múltiples fuentes, se recogen en grandes repositorios de información que se podrán integrar en una gran base de datos, y ser explotados para realizar una mejor gestión de las instalaciones, lograr mejores servicios, etc. con algunas de las tecnologías asociadas como por ejemplo, el Big Data. A través de la plataforma se podrá ver un agregado de información asociada a los diferentes edificios, instalaciones, zonas o servicios de la ciudad mediante la replicación de esta estrategia al resto de activos y áreas. Esta información tendrá formatos que puedan reutilizar las diferentes partes implicadas y utilizar en beneficio de la Administración Pública para ofrecer nuevos productos o servicios que aporten un valor añadido a la sociedad. También la explotación y gestión de estos datos permitirá realizar acciones de mantenimiento sobre los diferentes activos de la ciudad.

A través de un análisis de la información que proporcionan estos datos se podrán adaptar los servicios que se ofrecen a los ciudadanos. Se podrán ofertar servicios a través de la plataforma acorde a las necesidades de la sociedad y estas necesidades serán conocidas de primera mano por los órganos gestores gracias a las posibilidades de interacción que ofrece la plataforma con los ciudadanos. Se pueden ofrecer cursos de formación y educación virtual a través de la plataforma, servicios de turismo de realidad aumentada de los diferentes edificios, facilidades para el comercio online a través de plataformas de pago virtuales…

Será viable ofrecer gran parte de esta información a la sociedad, al ser la plataforma de datos abiertos, con diferentes niveles y jerarquización según el usuario que acceda. Se dará acceso a la información de carácter público mediante formatos digitales, estandarizados y abiertos. La administración podrá además digitalizar parte de su actividad y ofrecer servicios a través de portales alojados en la plataforma: será posible gestionar expedientes de forma digital, firmar electrónicamente documentos, agilizar gestiones, solicitudes, impresos etc. que hasta ahora conllevan unos procesos burocráticos lentos y muchas veces manuales, no adecuados a la época digital en la que se desarrolla la sociedad.

Permitirá que las diferentes administraciones coordinen mejor sus procedimientos administrativos con procesos más eficientes, mejorando los procesos de gestión interna o reduciendo las cargas administrativas sobre los ciudadanos, empresas u organizaciones. Los usuarios de la administración pública, por ejemplo, tendrán acceso a las áreas asociadas a ella, unos permisos especiales para acceder a determinados servicios, no siendo igual para un ciudadano que tendrá acceso por ejemplo a una oferta de servicios, consulta de indicadores y datos, reporte de incidencias sobre la vía pública, feedback sobre servicios contratados y utilizados, visualización de activos, zonas, lugares de interés, etc. Las empresas podrán acceder al estado de los servicios que se ofrecen, la consulta de indicadores, la entrada en foros y asociaciones de empresas registradas en la plataforma, como forma de potenciar y mejorar su negocio. En definitiva cada ciudadano tendrá una interacción diferente con esta plataforma software, con el fin de optimizar su participación en el progreso global de la ciudad.

Resumiendo las características de este gran software: permitirá una integración de las actividades y servicios que se ofrecen en las ciudades, permitirá una gestión de las zonas, espacios, infraestructuras asociadas, recopilará una gran cantidad de datos e información de todos los aspectos anteriores a través de la conexión de sensores y estará dotado de unas herramientas de inteligencia que permitan una serie de acciones con el objetivo de desarrollar ciudades más sostenibles económica, social, y culturalmente.

Las conexiones del software/plataforma

Un aspecto muy importante en la plataforma serán las integraciones de la misma con las diferentes empresas, órganos u organizaciones que participen en ella. Cada empresa u organización que ofrezca un servicio alojado en la plataforma deberá integrar, en parte, su software con el de la plataforma, ya sea a través de servicios web alojados en la plataforma, enlaces a la plataforma de software de sensorización, o cualquier otro método de conexión posible.

Tiene que haber unos estándares de conexión definidos accesibles por todos estos actores, que faciliten la conexión entre sistemas, que sean seguros y fiables, que tengan alta disponibilidad, que tengan un alto grado de cohesión y coherencia de información de un sistema con otro, protocolos de comunicación compatibles, etc.  Al formar parte de un mismo sistema global, la visión holística que se debe tener de la integración de todos ellos permitirá la consecución de un gran producto de software integral, como unión inteligente, abierta, y eficaz de pequeños software más especializados.

Se deduce que las necesidades de integración son diversas y muy variadas, comprenden infinidad de sistemas y posibilidades. Por ello huir de la particularidad y complejidad de las integraciones proporcionando un marco flexible de integración que permita una cierta estandarización de las conexiones puede ser una solución mucho más viable y accesible hoy en día, que la búsqueda de deslocalización de todas estas aplicaciones para ofrecer los servicios de forma particular.

Discusión y conclusiones

De la investigación llevada a cabo, y las características estudiadas/evaluadas para este tipo de soluciones se deducen las siguientes conclusiones:

• La definición de un software integral que permita gestionar una ciudad de forma integral, precisa de una gran cantidad de tecnologías diferentes en muy diversas áreas de actuación.
• Las necesidades de integración de múltiples aplicaciones de tecnología hacen que las conexiones entre todos estos sistemas con la plataforma software integral requieran de unos procesos de conexión e integridad estándares.
• La cooperación entre las empresas, organizaciones, administraciones y población a la hora de definir, integrar y proporcionar información para el éxito de este tipo de software y para el desarrollo y progreso de las ciudades.

Referencias

• Ana Trejo Pulido. Open Smart Cities III. Plataformas, servicios y aplicaciones de código abierto para las Smart Cities. (2012) Fecha consulta: 08/01/2015
• Informe Smart Cities. Ametic (2012) Fecha consulta: 08/01/2015
• Santander Smart City: Plan director innovador. Ayuntamiento de Santander (2013). Fecha consulta: 08/01/2105
• Smart Cities: un primer paso hacia el internet de las cosas. Fundación Telefónica y Ariel (2011) Fecha consulta 08/01/2015

Nota: Este artículo fue presentado y publicado en el Libro de Comunicaciones del I Congreso Ciudades Inteligentes.