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Potenciando las ciudades del futuro

By Microsoft Services Spain on 24 de noviembre 2017

Archivado en Director de TI

Introducción

Se calcula que para 2050 más de 6 mil millones de personas, un 70 por ciento de la población, vivirá en áreas urbanas, lo que supondría casi duplicar los 3.500 millones que ya viven en las ciudades hoy en día en poco más de 30 años. El crecimiento de las ciudades conlleva nuevos retos, desde modernizar las viejas infraestructuras, satisfacer la demanda de recursos naturales, además de convertir las urbes en espacios más seguros, sanos y sostenibles para vivir y trabajar.

En este contexto es esencial la transformación de las ciudades, de sus modelos de gobierno, sus ciudadanos, sus actividades empresariales y sociales en torno a conceptos como agilidad, innovación, productividad, colaboración… Teniendo como resultado ciudades inteligentes (Smart Cities) pero donde el potencial e impacto tecnológico va más allá de desarrollar servicios digitales centrados en el ciudadano. Concretamente aspira a: (1) predecir necesidades adelantándose a los problemas; (2) optimizar recursos y agilizar acceso a los servicios a toda la población; (3) facilitar la participación activa en el desarrollo y mantenimiento de las ciudades; (4) agilizar la comunicación y el sentimiento social como garantía de inclusión; (5) coordinar eficazmente las entidades del ecosistema urbano para una mayor sostenibilidad económica ; (6) garantizar una integración abierta con control regulatorio de las concesiones a prestadores de servicios; (7) crear oportunidades económicas y sociales para los ciudadanos en su entorno.

En España se está trabajando desde hace tiempo en modernizar las ciudades: Barcelona, Valencia o Madrid llevan años trabajando en esta línea y se consideran referentes nacionales. Sin embargo, hay expectativas de que la tendencia se extienda as más ciudades, considerando las últimas licitaciones publicadas al respecto (Santander, Cáceres, Badajoz, Sevilla), donde se busca ya desarrollar conceptos de plataforma de datos o de servicios inteligentes, dirigiéndose hacia un nuevo modelo de ciudad más allá de la clásica SmartCity: una ciudad inteligente y conectada, una Ciudad Digital

Transformación digital de las ciudades:

Si lo miramos con cierta perspectiva, cualquier otro sector de la economía actual persigue estos mismos objetivos. La transformación digital de la que tanto se habla ahora, fundamentada en el marco de la 4ª Revolución Industrial (o Revolución Industrial 4.0) consiste en utilizar la tecnología disponible actualmente para potenciar a cualquier organización para hacer frente a los nuevos retos que plantea la sociedad actual. Es un proceso que requiere liderazgo, transparencia y objetivos claros, pero también capacidades necesarias para manejar complejos sistemas inteligentes, que combinan tecnología, personas y procesos.

Esquema

Entonces, ¿cómo se transformaría digitalmente una ciudad?

Implicando a los ciudadanos

Para ello es tan necesario conocer a los ciudadanos como que ellos conozcan su ciudad. Ahora es posible ofrecer una visión 360º de la ciudad y personalizarla para cada ciudadano según sus intereses, de forma que puedan participar en el desarrollo de la misma con conocimiento de causa y criterio. Los puntos de contacto deben ser fáciles de usar e inteligentes, y tecnologías como el análisis de sentimiento y opinion mining pueden ayudar a predecir los problemas y adelantarse a ellos.

Tomemos como ejemplo, la donación de sangre en las zonas más desfavorecidas, donde lo más complicado es la identificación y autenticación de los donantes, así como el filtrado de donantes según su historial clínico, fundamental para evitar la propagación de enfermedades como el VIH. Para solucionarlo, el banco de sangre de la Cruz Roja de la India ya ha puesto en marcha una solución basada en los últimos avances en reconocimiento facial que permite un proceso de captación de sangre seguro e inequívoco, haciendo posible montar una red de centros de captación que den servicio una plataforma centralizada de donantes de sangre.

Potenciando a los empleados públicos:

Hay que mejorar la productividad de los empleados públicos y su capacidad de decisión para que realicen su trabajo de la forma más eficiente posible. Para que ocurra, deben disponer entre otros recursos, de información en tiempo real que puedan ayudar a las ciudades a dar respuesta a las demandas de sus ciudadanos y a los cambios en las condiciones de mercado.

En el Colegio Público Tacoma, Washington, EE.UU, han generado cuadros de mando con indicadores de éxito de cada estudiante que los profesores y el personal especializado del centro pueden usar para ayudar a los alumnos que más lo necesitan. Esta solución les ha permitido incrementar la tasa de graduación del 55% al 78%.

Optimizando los procesos de la ciudad:

Se debe optimizar las operaciones de las ciudades mediante sistemas conectados en los que la información es más accesible y asequible. La adopción de soluciones y servicios cloud permite, de forma segura y flexibles, apalancar los beneficios de IoT para optimizar la gestión de recursos o poner en marcha edificios o infraestructuras inteligentes que permitan incrementar la eficiencia energética de la ciudad.

Como ejemplo, para ofrecer unos niveles de seguridad adecuados a sus ciudadanos, el Departamento de Policía de Surat, India, ha puesto en marcha una solución que monitoriza la actividad de las calles de forma integrada en las redes de vigilancia estatales y nacionales. Desde su implementación, la tasa de criminalidad se ha reducido un 27% en las zonas vigiladas.

Transformar las oportunidades y acelerar la innovación de la ciudad

Si generamos nuevos canales de comunicación con el ciudadano y aplicamos los últimos avances en inteligencia artificial al análisis de la información generada, se pueden conseguir insights que permitan innovar y diseñar nuevos servicios que impacten positivamente en la sociedad. Además, se deben establecer mecanismos que permitan implementar estas nuevas ideas de forma escalable para solucionar los problemas existentes a través de soluciones cloud que no requieran una gran inversión de capital inicial. En Finlandia, la compañía de transporte urbano Helsingin Bussiliikenne Oy (HelB) de Helsinki ha incluido sensores en sus autobuses para reducir el consumo de combustible y mejorar la calidad de sus conductores con el fin de hacer los trayectos de sus autobuses urbanos más agradables y seguros.

Aquí más información sobre éstos y otros casos de éxito

Digital City Platform:

La visión de Microsoft para la construcción de una ciudad inteligente se basa en un modelo de información adaptado a la era digital. Este modelo debe tener en cuenta todos los elementos digitales que las sociedades avanzadas utilizan hoy en día: sensores (IoT), redes sociales, datos abiertos; así como fuentes de información ya consolidadas de los sistemas existentes.

Para dotar a las ciudades de estas funcionalidades, Microsoft proporciona la Digital City Platform, un conjunto de servicios en la nube que facilitan la ingesta de información, la definición del modelo ontológico de ciudad y sus entidades de información, así como su posterior explotación. En concreto:

  • Identidad digital: servicios para gestión de la identidad de las personas, empleados y empresas colaboradoras.
  • Ingesta de información: servicios para almacenamiento e integración flexible de los diferentes modelos de información de ciudad para su posterior estudio y explotación.
  • Inteligencia artificial aplicada: servicios para la creación de modelos predictivos y de machine learning aplicado a la información y de acceso democratizado a la ciudadanía.
  • Orientación a servicios: servicios para la explotación de la inteligencia de ciudad a través de aplicaciones de terceros facilitando el acceso a la información por parte del ciudadano.
  • Seguridad: servicios de seguridad que garantizan el cumplimiento regulatorio vigente a todos los niveles.

La Plataforma Digital City compone distintos bloques tecnológicos integrados en una arquitectura se describen y lógica de integración abierta, en concreto:

  • Identidad Digital: pilar principal de la arquitectura cuyo objetivo es recopilar toda la actividad que realizan los usuarios tanto de forma directa como a través de las redes sociales.
  • Orígenes de información: fuentes de información de la plataforma, van desde datos no estructurados, semi estructurados o estructurados (tiempo real vía sensores, datos de territorios, GIS, Open Data y ficheros de información pública). La plataforma está preparada para la ingesta masiva de información tanto en procesos por lotes como en tiempo real.
  • Sistema de almacenamiento: esta pieza de la plataforma es la que permite el almacenamiento masivo de información basado en ficheros de diferentes formatos. Este tipo de almacenamientos son denominados por Data Lakes y dentro de la plataforma, Azure Data Lake o contenedores blob en Azure Storage son opciones. Debido a la gran cantidad de datos es esencial una solución de procesado de archivos por lotes que permita filtrar, agregar y preparar los datos para su posterior análisis. Para este tipo de tareas la plataforma también permite el uso de ejecución de trabajos en U-SQL sobre Azure Data Lake Analytics, el uso de Hive, Pig o tareas de Map/Reduce personalizadas en clústeres HDInsights dependiendo de las necesidades.
  • Sistema de ingesta de información en tiempo real: cuando necesitamos datos en tiempo real, es necesario un canal donde llegan los mensajes para su posterior procesamiento, con soporte para procesamiento en paralelo, escalado horizontal y entrega confiable. Los principales elementos de la arquitectura que soportan este objetivo son Azure Event Hubs, Azure IoT Hubs y Kafka.
  • Módulo analítico: la disponibilidad de un modelo definido de datos para su consulta, de un gran número de entidades de datos de ciudad es crítico. El almacén de datos puede ser uno de tipología Kimball, aunque alternativamente la plataforma por defecto utiliza Azure SQL Data Warehouse aunque también soporta otros modelos tipo NoSQL como HBase o más interactivos como Hive.
  • Módulo de procesamiento de datos: es el elemento que permite que la información fluya de los orígenes de datos hacia los almacenamientos definidos, así como los procesos de preparación de los modelos de datos para su posterior publicación y explotación por las herramientas analíticas, de reporting y las Business Service API.
  • Modelo ontológico de ciudad: es donde se definen las entidades de datos asociadas a la ciudad, así como las familias de entidades y sus relaciones entre sí, tales como asociaciones y familias de entidades. La Digital City Platform se apoya en Azure Data Catalog para la implementación de esta pieza.
  • Módulo predictivo y de informes de Ciudad: para proporcionar insights para la gestión del territorio, los recursos y las personas, la plataforma dispone de cubos multidimensionales o modelos tabulares en Azure Analysis Services y trabajar con las tecnologías de inteligencia artificial Azure Machine Learning y Cognitive Toolkit para definir modelos predictivos, con la opción de utilizar algoritmos ya definidos en otros lenguajes como R y/o Python. Adicionalmente, la plataforma permite proporcionar una serie de informes ejecutivos con diferentes niveles de información según la audiencia apoyados en Microsoft Power BI.
  • API de servicios de negocio: todas las ciudades disponen de un lenguaje de ciudad propio y orientado a los tipos y la estructura de sus servicios. La Digital City Platform, dispone de una interface API orientada a aquellos servicios que requieran explotar la información de la ciudad desde salas de control, situation rooms o aplicaciones desarrolladas por empresas externas habilitando incluso a nuevos modelos de ingresos para las ciudades.

Diagrama

CityNext y Microsoft Servicios

Tras décadas trabajando mano a mano con líderes de todo el mundo, hemos identificado una serie de escenarios comunes en los que la tecnología va a marcar la diferencia y hemos desarrollado soluciones específicas para solventarlos de manera sencilla y escalable. Para apoyar esta transformación, Microsoft propone el programa CityNext, un conjunto de soluciones potenciadas por Azure, dispositivos, Servicios y soportadas con un extenso catálogo de partners, con el compromiso con la seguridad y la privacidad, como parte integrante de nuestro ADN.

¿Por qué Microsoft Servicios?

Microsoft Servicios está excepcionalmente capacitado para ayudar a los equipos de gobierno a solventar estos retos.

IMAGINAR porque tenemos pasión por la innovación, como crear nuevos modelos de negocio y productos que diferencien a nuestros clientes.

REALIZAR porque acompañamos a nuestros clientes acortando los tiempos de puesta en marcha de los servicios, así como el seguimiento y aprendizaje de los servicios entregados.

EXPERIENCIA en adaptarnos a las necesidades de cada cliente/negocio, orientación a los resultados y demostrando habilidad para liderar el cambio en el desarrollo de nuevos servicios a lo largo de la industria.

 

Autores y Revisores

Beatriz Vázquez
Alberto Pinedo

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