Ponencia Smashtech sobre Smart Cities

Pág. 1 Smart Cities: la base tecnológica y el factor social

Ramon Martín de Pozuelo

Investigador y Coordinador de

Smart Cities

Departamento de Ingeniería

Área de redes y seguridad

http://lasallerd.salleurl.edu/

Smart Cities: la base

tecnológica y el factor social

http://blogs.salleurl.edu/networking-and-internet-technologies/
























¿Qué es una Smart City?

Control de recursos

Tiempo real

Comunicación

Big Data

Eficiencia Energética

Cloud Computing

Infraestructura y

sensores

Información pública

Domótica

Sincronización

¿Control centralizado?

Soluciones

¿Ciudadano?





Espacio verde

Grupos de personas

Habitantes y

visitantes

Orden

Ecosistema

Negociación

Compartir

Sociabilidad

Seguridad

Urbanismo

Arte

Cultura

Transporte de

personas

Oportunidades

Información

Necesidades

Eficiencia

Servicios

Gestión de

recursos


■ Aumento de población en las ciudades

■ Necesidad de más recursos

■ Nuevos requerimientos

■ Smart Technology

■ Smart Governance

■ Smart Environment

■ Smart Mobility

■ Smart Citizens

■ …



Lo que es parte de las Stupid Cities…

■ Ofrecer wifi gratis en la calle y no indicar con carteles que existe wifi disponible.

■ Poner 6000 bicis en la calle, en alguna ciudad que no hay carril bici.

■ Gastarse mucha pasta en farolas de última generación y super mega eficientes y

dejarlas encendidas todo el día.

■ Hacer aplicaciones móviles sin contenido

■ Educar residentes y turistas en el ahorro y consumo eficiente del agua y en cambio

disponer de unas canalizaciones de fibrocemento que pierden el 75% de caudal.

■ Ofrecer cursos de formación para salvar la brecha digital y usar Windows 95 ó 2000 en

ordenadores de más de diez años.

■ Estar hablando de administración sin papeles y seguir comprando impresoras… de

última generación, claro.

■ Sensorizar las calles de la ciudad con sensores que su batería dura 24 horas de

funcionamiento y el coste de su reemplazo es superior a la compra del sensor.

■ Usar la palabra “plataforma” como máxima sabiduría y solucionador de los grandes

problemas que afectan a la ciudad.

por Joaquín Inarejos y Tomeu Crespí, “de la nada a la SMART.”


1. Definir el modelo de ciudad con “el mantra de la ciudad”.

2. Analizar la estructura de la ciudad y definir los planes de

acción.

3. Repensar los sistemas de la ciudad, no sólo actualizarlos.

4. Desarrollar la economía de los servicios de ciudad junto

con el ecosistema.

5. Hacer que la ciudad sea más resiliente y promueva la

inversión a largo plazo.

6. Construir una ciudad habitable, que aumente el espacio

público para las personas.

7. Cambiar la organización rompiendo los actuales “silos”.

8. Trabajar con las otras ciudades y formar parte de la City

Protocol Society.

PRINCIPIOS DE UNA CIUDAD INTELIGENTE


¿Por qué las Smart Cities?

■ Aumentar la eficiencia en el uso de los recursos públicos y más calidad de servicio.

■ Mejorar los servicios ofrecidos en la ciudad, el acceso de ellos a los habitantes y, dentro de las

posibilidades, a sus sistemas de gestión, traducido en una mayor participación ciudadana.

■ Aumentar la competitividad de las ciudades para la captación de talento e inversiones.

Objetivos

Ciudadano

tecnológico, hiperconectado, creativo, innovador, emprendedor,

participativo, consumidor y generador


Porque es un modelo a seguir

■ Sostenibilidad para la administración

■ Negocio para las empresas

■ Formación e investigación para las universidades

■ Servicios para los ciudadanos

■ Smart Cities es un ámbito en expansión que requerirá un gran número de personal

especializado con conocimientos técnicos.

■ Universidad ■ Administración

■ Empresa

I+D+i

I+D

Formación

¿Por qué las Smart Cities?


Ingeniero Smart City

I

Conocimientos

transversales

Profesionales por y para las Smart Cities

Ingeniero Smart City

■ Profesionales capaces de entender y diseñar diferentes entornos y soluciones

para las Smart Cities. Gestores y brokers de las Smart Cities.

■ Especialistas con grandes conocimientos técnicos y estratégicos de las Smart

Cities, preparados para dar un valor añadido en cualquier empresa especializada.

Ingeniero Ingeniería


■AEN/CTN 178 - CIUDADES INTELIGENTES

■SC1 Infraestructuras

■SC2 Indicadores y semántica

■SC3 Gobierno y movilidad

■SC4 Energía y medio ambiente

■SC5 Destinos turísticos

Los requisitos, directrices, técnicas, indicadores y herramientas que contribuyan

al desarrollo de las comunidades hacia comunidades inteligentes, cubriendo el

concepto de comunidad a cualquier unidad finita de una entidad local.

¿Estandarización de las ciudades?


■IEC SEG1

■ISO TC268

■ISO/IEC JTC1 Smart Cities Study Group

■ITU Smart and Sustainable Cities Focus Group

■CEN/CENELEC/ETSI Smart and Sustainable

Cities and Communities Coordination Group

■IEEE working with a few key cities

■ISO TMB SAG on Smart Cities

Organismos Internacionales de estandarización de las Smart Cities


■European Innovation -

Partnership Smart Cities

& Communities

Otras iniciativas


■RECI

■Localret

■Red Innpulso

Otras iniciativas


■IEEE Smart City Initiative

■IEEE Smart City Challenge

Otras iniciativas

http://www.secured-app.com/ieee/futurecom/


■City Protocol

Building together better cities

Otras iniciativas


De la Anatomía Humana a la Anatomía de Ciudad


TIC AGUA MATERIA ENERG MOVIL NATUR

ESPACIO PÚBLICO / ESCALA DE CIUDAD

SERVICIOS

SOCIEDAD / GOBIERNO ABIERTO

FLUJO DE INFORMACIÓN

Modelo conceptual de ciudad por la City Protocol Society

ENTORNO


Flujo de información

Fuente: Dr. Antonio J. Jara / HES-SO


Big Data & Smart Cities

Fuente: Sogeti


Big Data & Smart Cities

Fuente: Enterra Solutions & Sogeti


■ Edificios residenciales y comerciales

■ 40 % del consumo total

■ 36 % emisiones de CO2

■ Para 2020, iniciativa 20-20-20

Agenda Europea 2020

Los retos en energía

2020 2050

Consumo energético -20% Com al 1990

Gases efecto

invernadero -20% -75%

Presencia de

energías renovables 20% 33%

Eficiencia 20% 40%


Sostenibilidad energética

Gestión energética más eficiente

Reducir consumos

energéticos,

costes, emisiones

de CO2.

Reducir riesgos de

desestabilización en la

demanda de energía

Mejora de los servicios

gestionados. P. ej. La

calidad del servicio de

alumbrado público, el

suministro eléctrico para

vehículos, etc.

Crear, utilizar y

proporcionar nuevas

tecnologías al servicio del

ciudadano, manteniéndole

informado de las

aplicaciones para la

mejora de la sostenibilidad

de la ciudad

Desarrollar edificios

inteligentes capaces de

auto-gestionarse

energéticamente y reducir

por ejemplo la emisión de

consumos pasivos


Red eléctrica

Características

■ Altamente centralizado

■ Poca interacción con los clientes

■ Orientada a satisfacer la demanda

■ Gran importancia del ente regulador

■ Unidireccional


■ Una Smart Grid es una red eléctrica que puede integrar de forma inteligente las

acciones de todos los agentes conectados – PRODUCTORES, CONSUMIDORES,

PROSUMIDORES – para proporcionar suministro eléctrico de forma sostenible,

económica y segura.

Red Eléctrica del Futuro

Qué es una Smart Grid?

■ Bidireccional

■ Gran participación del cliente (oferta +

demanda)

■ Facilitar la conexión i operación de

generadores de diferentes medidas y

tecnologías.

■ Reducir significativamente el impacto

medioambiental en el sistema de

suministro energético.

■ Proporcionar altos niveles de fiabilidad

y seguridad del suministro.


■ El cliente es central: Consume cuando es más

barato, por tanto, los clientes son productores

potenciales de energía.

■ La eficiencia dirige la gestión de la red: Se genera

la calidad necesaria de energía y la demanda se

gestiona de manera precisa y eficiente.

■ La red se configura rápidamente. El suministro

eléctrico es fiable y de alta calidad (calidad digital).

■ Integración eficiente de la generación distribuida, el

que garantiza la sostenibilidad.

■ Se adapta rápidamente a los cambios (tecnología,

nuevos servicios, legislación, parámetros, …)

■ Permite una gestión y presa de decisiones

descentralizada.

■ La innovación llega a los procesos de negocio, no

sólo a la tecnología.


Qué es una Smart Grid?



Cómo debe una Smart Grid?



La importancia de las TIC

- Telegestión de contadores

- Gestión de la demanda

- Edificios inteligentes

- Clientes inteligentes e informados

- Monitoritzación en tiempo real

- Detección de paso de falta

- Restablecimiento automático

- Automatización de la red

- Vehículos eléctricos

- Almacenamiento de energía

- Generación y distribución de

renovables

AMI

ADA

DER

DMS

COMCommunications

AMIAdvanced Meter Infrastructure

CBM

OMS

SCADA

GIS

EMS

CISDSM

ADA

Advanced Distribution Automation

DER

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DMS

COMCommunications


CBM

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EMS

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DSM

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ADA

Advanced Distribution Automation

DER

Distr

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Demand Side

Management

Customer

Information

System

Condition Based Monitoring

Distribution

Management

System

Energy

Management

System

Geographic Information System

Supervisory Control

And Data Acquisition

Operation and

Maintenance

System


DMS

COMCommunications


CBM

OMS

SCADA

GIS

EMS

CISDSM

ADA

Advanced D

istribution Autom

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CISCIS

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ADA

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istribution Autom

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Las comunicaciones

Eje vertebrador



Redes en la Smart City


■ Primero en usarlo fue Kevin Ashton in 1999

■ RFID + Internet

■ Hoy en día significa mucho más De la M2M a la Internet de las cosas

■ Más allá de las limitaciones humanas

■ A través de sensores, los ordenadores pueden:

■ Observar

■ Identificar

■ Entender el mundo físico

Internet of Things

“The IoT is expected to connect 50 billion devices by 2020. That’s about six for each man, woman and

child on the planet”

- Neelie Kroes, 2010



■ Tagging Things

■ Sensing Things

■ Shrinking Things

■ Thinking Things

■ Herramientas que nos den soporte

■ Health monitoring

■ Power monitoring (smartgrids)

■ Interconnected cars

■ Home automation

■ Location-based services

■ ...

Internet of Things

“The IoT is expected to connect 50 billion devices by 2020. That’s about six for each man, woman and child on the planet”




Internet of Things





■ Smartphones

■ NFC

■ Wireless charging

■ More powerful ‘things’

■ Cars

■ IEEE 802.15.4

■ Ultra-low power consumption

■ Zigbee, 6LowPAN

■ LTE, SigFox, LoRa

■ Arduino

■ ADT

■ Telefonica GPRS Shield

■ …

■ Web of Things

Internet of Things





■ Necesidad de un modelo de gobernanza:

■ Garantizar identificadores únicos

■ Asegurar interoperabilidad

■ ¿Soporte DNS para IoT?

■ ¿Quién lo define?

■ Asegurar la seguridad y estabilidad de las redes

■ Privacidad

■ Autoconfiguración

■ Permitir competencia entre proveedores

■ Heterogeneidad

■ Interoperabilidad

■ Asegurar el uso apropiado de los datos

■ OpenData

■ Datos maliciososos

■ Confiabilidad

Redes de la Smart City

Internet of Things




Redes de la Smart City

Internet of Things



Fuente: Endesa ingeniería


■ Internet móvil:

■ 1996: Nokia 9000 Communicator

(Finlandia)

■ 2008: Móviles > PCs

■ 2012: En la mayor parte de los países

desarrollados el ratio es de 1:10 usuarios.

■ Heterogeneidad de tecnologías wireless

■ Vertical handover

■ 3G / 4G / 5G

■ WiFi / Wimax

■ Bluetooth 4.0 / Zigbee

“Ubiquitous computing names the third wave in computing, just now beginning.”

– Mark Weiser, 1991

Ciudadanos hiperconectados



■ Omnipresencia siempre conectado, siempre accesible

■ Ubicuidad/Pervasividad ≠ Internet of Things

■ Computación ubicua

■ No implica objetos

■ Requiere de una infraestructura de Internet

■ Tres principios de computación ubicua o pervasiva:

■ Descentralización

■ Simplicidad

■ Conectividad (regular o intermitente)

“Ubiquitous computing names the third wave in computing, just now beginning.”

– Mark Weiser, 1991


Ciudadanos hiperconectados


Delay-Tolerant Networks (DTNs)


“The DTN routing problem amounts to a constrained optimization problem where edges may be unavailable for extended periods of time and a storage constraint exists at each node”

- Kevin Fall, 2004


Smart Cities, fuentes de información y gestión

Las Tecnologías de la información suponen un importante juego de

herramientas capaz de mejorar la eficiencia y hacer que las

ciudades sean mas inteligentes. Es un modelo de capas que se

basa en tres niveles:

• Captan datos

• El ciudadano también debe hacer la labor de sensor, generando información mediante redes sociales, fotos con los smartphones…

Sensores

• Generan y transmiten toda la información, permitiendo a los ciudadanos el acceso a ella

• Facultan a los dispositivos el estar continuamente conectados entre sí

Red de comunicaciones

• Grandes bases de datos que permiten la compartición de los mismos

• Big data, Open data…

Análisis de la información

… es clave que el dato este disponible en el momento adecuado para la persona adecuada

Las tecnologías actuales nos permiten obtener datos de

un modo sencillo a través de múltiples dispositivos y

sistemas.

Las dificultades se presentan en el análisis de la

información, sobre todo debido a los altos volúmenes de

datos que se manejan.

Es necesario un acceso fiable y rápido a los datos, con

herramientas de análisis potentes para entender las

potenciales áreas de mejora y definir objetivos y kpi’s.

Energía

Transporte

Comunicaciones Agua

Negocios

Personas

Servicios


Sistema de sistemas, por y para el ciudadano

Energía

Transporte

Comunicaciones Agua

Negocios

Personas

Servicios

Ciudad interrelacionada


Foco de atención en las Smart Cities

Comisión Europea

Programas Financieros

H2020

Fondos europeos

COSME

JPI

KICS Europe

Otros

Creative Europe

EIPS

ERA-NET’S

LIFE



Comisión Europea

Proyectos Lighthouse

• Low energy districts • Integrated infrastructures • Sustainable urban mobility

Smart Cities and Communities

Retos sociales

• Smart, Green and Integrated Transport • Clean, secure and Efficient Energy • Climate action • Secure societies

71.000 M€



Comisión Europea

■ FEDER (Fondo Europeo de Desarrollo Regional): 19.393 M€

■ FSE (Fondo Social Europeo) 8.446 M€

■ FEADER (Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural) 8.291 M€

■ CPI (Compra Pública Innovadora): 5.000 M€

■ CPTI (Compra Pública de Tecnología Innovadora)

■ CPP (Compra Pública Pre-comercial)


Programas de financiación

Comisión Europea

• Smart, Green and Integrated Transport • Clean, secure and Efficient Energy • Climate action • Secure societies

■ FP7 INTEGRIS

■ CDTI Smart City Málaga

■ FI-PPP FINESCE


Comisión Europea

Programas de financiación

■ LIFE+ DYNAMAP

Truck Car

Drill

People talking

Birds

Scooter

Car Far aircraft

Recorded signal

SMART SENSORS


Comisión Europea

Otros propuestas

Detección de plazas de aparcamiento

mediante cámaras urbanas Arquitecturas de red centradas en

distribución de contenido


Y en el futuro…

seguir investigando por y para la ciudad

■ Producción de la energía cerca de los consumidores:

■ Control eficiente de sistemas de generación pequeñas y

altamente distribuidas.

■ Reducción del coste de distribución.

■ Producción controlada:

■ Balanceo de la curva de carga

■ Administración dinámica de nuevos puntos de generación

...

Integración de renovables y ahorro energético


Y en el futuro…



Y en el futuro…


SOCIAL (Service-Oriented City Adaptation Layer)

Service Negotiation

Service

Discovery

Service

Delivery

Service Composition

Service vs.

User

Adaptation

Policies

Functions

Description

Functions

concatenation

Composition logics

(algorithms and rules)

Services Resources

Information Objects

People

Service vs.

Context

Adaptation

Policies

Service

Registry


Plataforma Urbana de Barcelona


Plataforma Urbana de Dubai

Fuente: nexGen analysis / Dubai City Council


■ Smart City: Un entorno colaborativo

■ Nuevas formas de interactuar con la

tecnología

■ Incentivación de la cooperación

■ Compartición y reuso de información

■ Mayor creatividad

■ Privacidad y protección de propiedad

■ Políticas de administración y uso de la

información ciudadana

■ Fácil de entender

■ De fácil acceso

■ Comercialización de los datos

■ Recomendación vs intrusismo

■ Leyes de protección de datos

Social Smart City

La ciudad la formamos todos

“In this evolving environment, rich 3D content as well as community networks (peer-to-peer, overlays, and clouds) are expected to generate new models of interaction and cooperation, and be able to support new innovative applications.”

–T. Zaharaidis, 2011


■ Internet se creó con un objetivo común

■ Inteconectar todos los computadores del mundo

■ Este objetivo común desaparece

■ Internet necesita reflejar la sociedad:

■ Su evolución requiere pensar en la sociedad que la rodea

■ Necesitamos una arquitectura que refleje los conflictos

“The Internet was created in simpler times”

– D.D.Clark et al, Tussle in Cyberspace: Defining Tomorrow’s Internet, 2002

■ Sociedades no se rigen por reglas y objetivos únicos

■ Las ciudades presentan conflictos de intereses

■ Internet fue un artefacto de ingeniería

■ Diseñado paara cumplir ciertos objetivos

Un acuerdo por y para las Smart Cities

Sociedades de conflicto


■ Espacios de conflicto:

■ Económicos

■ Eficiencia vs ganancia

■ Interoperabilidad vs mercado

■ Especialización vs actuación transversal

■ Inovación local vs posicionamiento global

■ Confiabilidad

■ Autenticación de usuario

■ Trazabilidad vs anonimicidad

■ Cantidad vs calidad

■ Privacidad vs seguridad


Diseño a gusto de todos

Proveedor vs proveedor

Proveedor vs administración

Proveedor vs ciudadano




■ Diseños “all-party win”

■ Conflictos socioeconómicos muy diversos

■ Conflictos que evolucionan con el tiempo

■ Diseños moldeados a los conflictos

■ Muy difícil de encontrar una solución común

■ Separación de políticas y mecanismos

Solución común

Provideres de servicios

Ciudadanos

Administración

Mechanismos In Out

Políticas






■ Principio genérico

■ Diseñar los sistemas de ciudad para que permitan variaciones, flexibilizarse, y

puedan sobrevivir ante nuevos conflictos que surjan.

■ Sistemas demasiado rígidos tenderán a quedar obsoletos o ser ineficientes.






Ramon Martín de Pozuelo

Investigador y Coordinador de

Smart Cities

Departamento de Ingeniería

Área de redes y seguridad


Smart Cities: la base

tecnológica y el factor social































Smart Citizens son la base de las Smart Cities