Data Warehouse, smart cities y el internet de las cosas

Se definen las Smart Cities como aquella ciudad que usa las TIC para hacer que, tanto su infraestructura crítica, como sus componentes y servicios públicos ofrecidos, sean más interactivos, eficientes y los ciudadanos puedan ser más conscientes de ellos.

Disponer de Smart Cities ayuda a la gestión automática y eficiente de las infraestructuras y servicios urbanos, lo que redunda en la reducción del gasto público, la mejora de la calidad de los servicios prestados, la mejora de la información a los ciudadanos y la mejora en la toma de decisiones. Además, la propia plataforma Smart City constituye en sí una vía para la innovación, favoreciendo la incubación de nuevos negocios e ideas.

Son muchos los tipos de iniciativas que se enmarcan dentro de un proyecto global de Smart Cities. Los ejes en los que suele incidir un proyecto de Smart City tienen que ver con la movilidad urbana, la eficiencia energética y en general, la gestión sostenible de los recursos, la gestión de las infraestructuras de la ciudad, el gobierno participativo y la seguridad pública así como con las áreas de salud, educación y cultura.

Pero el modelo objetivo de Smart City ha de ser tener una visión holística de ciudad que permita ir desplegando servicios según prioridades sin que ello suponga tener silos de información que comprometan el desarrollo futuro de las Smart Cities y sus servicios.

Muchos de estos servicios que adelantan ya el futuro mundo digital adquieren precisamente la masa crítica necesaria para su despliegue en el contexto de la Smart City. Adicionalmente, poder cruzar la información procedente de ámbitos de gestión diferentes de la ciudad en tiempo real (o casi real) es algo que solo puede llevarse a cabo en el marco de una Smart City y eso le confiere un especial valor, que favorece ese salto cualitativo en la manera de gestionar las ciudades que se va a hacer necesario en los próximos años.

Las competencias y los servicios públicos en las ciudades

Las ciudades se enfrentan a numerosos retos. Pero no hay que olvidar que en la actualidad ya tienen un gran número de servicios que atender. Las competencias de los ayuntamientos tienen que ver con la provisión de numerosos servicios públicos que van desde asegurar la seguridad en los lugares públicos a la ordenación del tráfico, la protección civil, la protección del medio ambiente, el suministro de agua o el transporte público.

En la siguiente tabla se recogen las competencias propias de los municipios españoles:

 

Sin embargo, con independencia del marco competencial, muchos ayuntamientos tienen que abordar la prestación de otros muchos más servicios, por lo que la gestión de los municipios se hace cada vez más compleja y gravosa, sobre todo en las grandes ciudades.

De hecho, se estima que, en el conjunto de los municipios españoles, alrededor del 30% del gasto va dedicado a financiar competencias no obligatorias. Las competencias de seguridad, protección civil, protección social y cultura son las que más recursos absorben en esta línea.

¿Qué es una Smart City?

Definimos Smart City (en castellano Ciudad Inteligente) como aquella ciudad que usa las tecnologías de la información y las comunicaciones para hacer que tanto su infraestructura crítica, como sus componentes y servicios públicos ofrecidos sean más interactivos, eficientes y los ciudadanos puedan ser más conscientes de ellos.

En una definición más amplia una ciudad se puede considerar como “inteligente”, cuando las inversiones en capital humano y social, y en infraestructura de comunicación, fomentan precisamente un desarrollo económico sostenible y una elevada calidad de vida, con una sabia gestión de los recursos naturales a través de un gobierno participativo.

En la práctica, y a un nivel más popular, una Smart City es una ciudad comprometida con su entorno, tanto desde el punto de vista medioambiental como en lo relativo a los elementos culturales e históricos, con elementos arquitectónicos de vanguardia, y donde las infraestructuras están dotadas de las soluciones tecnológicas avanzadas para facilitar la interacción del ciudadano con los elementos urbanos, haciendo su vida más fácil.

En un contexto tecnológico, el concepto Smart City y el de Internet de las cosas son dos términos que van muy unidos. Ambos conceptos tienen en las comunicaciones M2M (máquina a máquina) su fundamento y adelantan, con sus aplicaciones y usos, la que está llamada a ser el Internet del futuro.

Precisamente ese Internet del futuro no sólo consistirá en la conexión de cada vez más personas, sino en el planteamiento de un mundo digital en el que, idealmente, todo podrá estar conectado. Desde dispositivos, hasta objetos del mundo físico que habitualmente no disponían de esta conectividad; es el caso de los elementos urbanos, de los edificios, los coches, los electrodomésticos, los contadores, etc. y en general todo aquello que haya que gestionar o controlar.

Sin duda, esta nueva “realidad en red” va a conllevar una nueva forma de gestionar una casa, cualquier infraestructura, una empresa, una comunidad, una ciudad o incluso la economía de un país.

La Smart City se convierte en una plataforma digital que permite maximizar la economía, la sociedad, el entorno y el bienestar de las ciudades, y facilita el cambio hacia un comportamiento más sostenible entre todos los agentes: usuarios, empresas y Administración.

La Smart City busca, además, aprovechar al máximo los presupuestos públicos, precisamente gracias a la mejora de los procesos propios de la ciudad y sus habitantes. Por otro lado, permite habilitar nuevos modelos de negocio, constituyendo una excelente plataforma para la innovación en su entorno. En este contexto, una Smart City es un sistema complejo, un ecosistema en el que intervienen múltiples agentes, en el que coexisten muchos procesos íntimamente ligados y que resultan difíciles de abordar de forma individualizada.

De manera descriptiva, una Smart City es un espacio urbano con infraestructuras, redes y plataformas inteligentes, con millones de sensores y actuadores, dentro de los que hay que incluir también a las propias personas  y a sus teléfonos móviles. Es un espacio que es capaz de escuchar y de comprender lo que está pasando en la ciudad y ello permite tomar mejores decisiones y proporcionar la información y los servicios adecuados a sus habitantes. Además, el uso de técnicas analíticas avanzadas en tiempo real es lo que permite crear una especie de conciencia y entendimiento sobre la ciudad, lo que sin duda, mejora los servicios prestados.

 

Tecnologías para las Smart Cities

Las Smart Cities son ecosistemas complejos en los que intervienen numerosas tecnologías y múltiples agentes que las implementan, operan y usan. Estas tecnologías se enfrentan además a retos como los de escalabilidad, capacidad, movilidad y gestión de la seguridad y privacidad de la información. Por ello, para entender bien la cadena de valor de los servicios propuestos en el marco de la ciudad inteligente, hay que entender también qué puede ofrecer la tecnología.

La  creación de una ciudad inteligente es algo mucho más que la provisión de ciertos servicios de forma individual. Desplegar una Smart City lleva asociada la creación de una serie de infraestructuras así como disponer de mecanismos de gestión de la información y diferentes plataformas, todo ello integrado bajo una perspectiva global.

De manera sintética se pueden definir en cinco los pasos de la que podríamos denominar “cadena de valor tecnológica” de la Smart City:

• En primer lugar se encuentra la etapa de recolección de datos de la ciudad. Esta tarea se realiza utilizando sensores, actuadores y diferentes dispositivos, entre los que hay que incluir los móviles de las personas, diferentes aparatos del entorno del hogar, los vehículos, así como los dispositivos de medida situados en infraestructuras fijas, como mobiliario urbano, edificios, sistemas de canalización y tuberías, estaciones metereológicas y así un largo etcétera.

• En segundo lugar se realiza la transmisión de los datos recopilados de la ciudad a través de las redes de comunicación. Esto se lleva a cabo mediante una combinación de infraestructura inalámbrica, móvil y fija dependiendo de las necesidades de movilidad, ancho de banda y latencia de la aplicación en concreto. En algunos casos las redes inalámbricas y móviles serán las únicas de las que se disponga. La arquitectura de esta red será muy variada. Por regla general, los sensores transmitirán la información a través de protocolos ligeros a coordinadores o gateways que a su vez enrutarán los datos a través de líneas móviles o fijas y lo harán llegar a las bases de datos y plataformas que faciliten la provisión de los servicios. 

En esta arquitectura hay que destacar que, en algunas ocasiones, los propios sistemas de sensores van provistos de cierta inteligencia y son capaces de actuar de manera autónoma para proveer ciertos servicios o partes del servicio sin la necesidad de conectar con el servidor central.

Un ejemplo en este sentido podría ser el de los sistemas de riego, que podrían activarse con una programación horaria que también tuviera en cuenta la humedad del ambiente, por lo que cierta parte del servicio, con su lógica o inteligencia, podría funcionar de manera autónoma sin necesidad de conectar con un servidor central. De manera adicional el sistema podría ser activado remotamente, o reportar datos al sistema central con el fin de utilizarlos posteriormente para analizar la manera de optimizar el mantenimiento de los jardines, aprender del uso, etc.

Por lo que en cualquier caso, el hecho de disponer de la conectividad a la Red es lo que lo dotaría de toda su funcionalidad “smart”.

• Una tercera fase comprende el almacenamiento y el análisis de los datos: se trata de almacenar en una plataforma central (Data Warehouse) los datos recopilados en el entorno de la ciudad al mismo tiempo que se facilita su procesamiento posterior mediante diferentes sistemas analíticos.  Para ello, el repositorio de información no ha de ser volátil, permitiendo además el uso posterior de los datos por parte de aplicaciones y servicios.

• En cuarto lugar, los datos alimentan una Plataforma de provisión de servicios. Esta plataforma facilita la prestación de los servicios en el ámbito de la Smart City y está formada a su vez por módulos que permiten, por ejemplo, gestionar el precio, facturar, gestionar las relaciones con el cliente, etc. Además, tiene interfaces que serán utilizadas para implementar los servicios que serán entregados a los clientes finales.

• Finalmente se encuentran los Servicios de la Smart City, que podrán ser desarrollados por los mismos agentes involucrados en el resto de la cadena de valor tecnológica o por otros agentes, en muchos de los casos, los agentes ya involucrados en la provisión de cada servicio en concreto en el ámbito de la ciudad pertenecientes a los diferentes sectores y ámbitos económicos.

En posteriores artículos veremos en detalle cada uno de los 5 componentes descritos que conforman la tecnología para las Smart Cities.

Autor: José Antonio Ferreira, profesor del Máster en Big Data y Business Intelligence