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Smart Cities e Internet of Things: Transporte
Daniel Linares Saab, Miguel De Ávila
{d.linares1627, ma.de1295}@uniandes.edu.co
Proyecto de grado
Director:
Harold Castro Barrera, PhD.
Universidad de los Andes
Departamento de Ingeniería de Sistemas y Computación
Bogotá D.C, Colombia
2015
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Índice de contenido
1 Introducción y Contexto ... 4
2 Planteamiento del Problema ... 4
3 Planteamiento de la solución ... 4
4 Motivación y justificación ... 5
5 Objetivos... 5
6 Identificación taxonómica ... 5
7 Investigación de aplicaciones y aplicativos ya existentes ... 7
8 Vista general de servicios ... 8
8.1 Servicios intermedios: ... 8
8.1.1 Estado vías vehiculares ... 8
8.1.2 Información de parqueaderos ... 8
8.1.3 Alertas de vehículos ... 9
8.1.4 Estado semáforos ... 9
8.2 Servicios de alto nivel ... 9
9 Diseño e implementación de la plataforma ... 10
10 Pruebas y validación ... 14
10.1 Modelo ... 14
10.2 Escenarios ... 16
10.3 Simulador - Producto Final ... 16
10.4 Interacción ... 18
10.5 Servicios de alto nivel ... 18
10.6 Validación y resultados ... 21
11 Conclusiones ... 21
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Índice de ilustraciones
Ilustración 1 Servicio intermedio ... 5
Ilustración 2 Modelo de datos ... 11
Ilustración 3 arquitectura plataforma smart cities ... 12
Ilustración 4 Formato json ... 14
Ilustración 5 modelo de ciudad ... 15
Ilustración 6 arquitectura del simulador... 17
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Introducción y Contexto
El internet de las cosas generalmente se concibe como un modelo o escenario en el cual los objetos del mundo físico tienen la capacidad de recolectar y comunicar información entre ellos de manera ubicua (todo el tiempo). La recolección de información generalmente se logra por medio de sensores y la comunicación se realiza por medio de redes como Internet.
El internet de las cosas se puede pensar como una red de objetos interconectados en la que la información está disponible en tiempo real.
Una ciudad inteligente se describe como una ciudad en la que se utilizan las TIC para mejorar tanto la calidad de los servicios urbanos como la calidad de vida de sus habitantes (RONG, XIONG, COOPER, LI, & SHENG, 2014). El objetivo de los centros urbanos actuales debería ser el de lograr ser ciudades inteligentes que utilicen la tecnología para mejorar la experiencia general de sus habitantes, una mayor eficiencia de uso de los recursos de la ciudad y un desarrollo sostenible de la misma.
Puede pensarse una división de ciudad por áreas: transporte, energía, acueducto, etc. y cada una de estas áreas se puede ver beneficiada a partir de la incorporación del internet de las cosas. Esta incorporación trae consigo la automatización y optimización de procesos en cada una de las áreas por medio de sensores y la información brindada por estos.
En el contexto de una ciudad inteligente, se permite a terceros el desarrollo de soluciones que contribuyen al logro de los objetivos principales de la ciudad (estas soluciones comúnmente las llamaremos servicios de alto nivel a lo largo del documento). Estas soluciones están presentes en forma de aplicaciones móviles y de escritorio que ayudan a una ciudad a mejorar su desempeño y utilizar la tecnología para los objetivos anteriormente mencionados.
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Planteamiento del Problema
El desarrollo de los servicios de alto nivel en una ciudad inteligente tradicionalmente se hace por desarrolladores y empresas de desarrollo que son independientes. Esto implica que el desarrollo en muchos casos es desarticulado: en cada ocasión se requiere generar los conceptos de ciudad a partir de los cuales se pueda interpretar la información que está disponible en un entorno inteligente (que es comunicada constantemente por objetos con sensores a través de una red).
Adicionalmente, la información extraída del entorno debe ser interpretada y procesada para que pueda ser usada efectivamente por los desarrolladores de servicios. Esta es una tarea que se vuelve repetitiva y tediosa, porque es común a todos los desarrollos.
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Planteamiento de la solución
En este trabajo particular, limitaremos nuestra solución al sector de transporte e infraestructura vial. El problema planteado en la sección anterior puede ser atacado con diversas estrategias, entre ellas, la implementación de una plataforma de servicios intermedios orientados a desarrolladores. Un servicio intermedio es un servicio que provee una capa adicional de abstracción: consulta, analiza y procesa información sensorial de bajo nivel para brindar información estructurada que puede ser utilizada por los desarrolladores de los servicios de alto nivel y que facilita y agiliza el proceso de desarrollo.
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ILUSTRACIÓN 1 SERVICIO INTERMEDIO
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Motivación y justificación
En una ciudad inteligente el internet de las cosas se convierte en un gran habilitador para una variedad de servicios orientados a personas. Para lograr alcanzar los objetivos propuestos en una ciudad inteligente es necesario desarrollar sistemas y servicios que utilicen los datos de la ciudad en tiempo real, con lo que se busca agilizar y automatizar procesos de toma de decisión.
Para el desarrollo de estos sistemas y servicios se vuelve fundamental la existencia de plataformas o interfaces que permitan una comunicación entre el desarrollador y la ciudad. En una ciudad inteligente la agilidad es un componente vital de las soluciones, y estas interfaces son de suma importancia para lograr desarrollar de forma ágil por medio de un acceso centralizado a la información de la ciudad y la minimización de la redundancia en el procesamiento y entendimiento de la información.
La creación de estas plataformas se ve facilitada por la amplia gama de tecnologías y protocolos ya existentes. En particular el conjunto de protocolos del modelo TCP/IP puede ser usado para apoyar el desarrollo de estas plataformas, para consultar la información de la ciudad.
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Objetivos
Identificar componentes y elementos de una ciudad inteligente en el área específica de transporte e infraestructura vial y a partir de esta identificación, diseñar un modelo de datos para la ciudad.
Implementar una plataforma de servicios intermedios en el ámbito de transporte, que se apoye del modelo de ciudad definido. Se busca que la plataforma interactúe con los elementos de la ciudad representados en el modelo y provea una abstracción útil de la información brindada por estos.
Desarrollar servicios de alto nivel para la ciudad en el área de transporte. El objetivo es que el desarrollo de estos servicios se haga de manera fácil y rápida haciendo uso de la plataforma de servicios intermedios.
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Identificación taxonómica
Con el fin de identificar y clasificar los elementos que componen una ciudad, se utilizó una taxonomía, pues esta permite clasificar los elementos de forma jerárquica y ordenada para una mayor comprensión. Se busca que esta taxonomía se construya de forma completa y organizada con el fin de que cualquier ciudad pueda ser modelada con los elementos en ella. En este proyecto la taxonomía además servirá como base para plantear el modelo con el cual se representará la ciudad.
Para proceder con nuestro trabajo, nos apoyamos de una taxonomía previamente definida para una ciudad inteligente. En (Padilla Agudelo, 2015) se puede encontrar la taxonomía completa propuesta para una ciudad y la metodología usada para su construcción. En vista de que nuestro
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proyecto está enfocado en el área de transporte e infraestructura vial, rescatamos los elementos presentes en esta área. Entre los más importantes y centrales para nuestro trabajo están los siguientes:
1. Vías.
2. Parqueaderos.
3. Elementos de control.
Se realizó un estudio de componentes de infraestructura de transporte de una ciudad (Transportation Research Board, 2010), y refinamos estas categorías y componentes del árbol taxonómico y obtuvimos lo siguiente:
Infraestructura vial Vías Urbanas
1. Corredores exclusivos 2. Vías férreas
3. Vías troncales 4. Autopistas 5. Arterias
6. Vías Principales 7. Vías Secundarias 8. Vías colectoras 9. Vías ordinarias 10.Vías locales 11.Ciclo vías 12.Vías peatonales 13.Ciclo Rutas 14.Puentes Vías Interurbanas
1. Vías férreas 2. Autopistas 3. Vías principales 4. Vías peatonales 5. Ciclo Rutas 6. Puentes Equipamientos
1. Estaciones de bus 2. Estaciones de tren 3. Estaciones de Metro 4. Gasolineras
5. Estaciones de carga eléctrica 6. Paradas de bus
7. Bahías (espacios destinados para un tipo de vehículo) (a) Normal (b) Taxi (c) Ambulancia Parqueaderos 1. Estructura a) Cupos b) Entradas
7 c) Salidas
2. Tipo de servicio a) Parqueadero público b) Parqueadero privado Elementos de control
1. Gestión de tráfico vehicular a.) Semaforización
b.) Señales de tránsito
c.) Cámaras para fotocomparendos d.) Cámaras para cobros por congestión. e.) Peajes manuales
f.) Cebras
Actores
Sistemas de transporte 1. Público
a.) Bus b.) Taxi c.) Tren d.) Metro e.) Tren ligero f.) Tranvía g.) Teleférico
h.) Bus Rapid Transit
2. Privado a) Automóvil b) Motocicleta
c) Vehículos de Carga d) Caminata
e) Bicicletas
f) *Otros vehículos
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Investigación de aplicaciones y aplicativos ya existentes
En esta sección mostramos un estudio sobre soluciones existentes en la forma de aplicativos y servicios que utilicen tecnología.
En cuanto a las aplicaciones móviles y servicios finales en el ámbito de transporte, se investigó los servicios que se prestan a usuarios y qué tareas realizan estos servicios para su funcionamiento. Se consideró aplicaciones como Tappsi, Uber, Waze, Moovit (Tappsi, 2015) (Uber, 2015) (Mobile, 2015) (Moovit, 2015), entre muchas otras. Se pudo identificar que las aplicaciones realizan tareas similares y se apoyan de información similar para lograr su objetivo.
En cuanto a proyectos de transporte que utilizan tecnología, la información encontrada fue más bien escasa. En el contexto internacional se habla de proyectos para disminuir la compra de vehículos dado el gran número de estos en una ciudad (Group, 2015), teniendo en cuenta que no es
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posible construir más vías. Se busca hacer uso de Car Pooling y aplicaciones como Uber para solucionar esa problemática, mas no es posible identificar elementos útiles para este proyecto.
En el contexto nacional, en (Quipux.com, 2015) se encuentra un proyecto que empezó en el 2006 en la ciudad de Medellín, el cual busca crear un sistema inteligente de movilidad. El proyecto integra semáforos con sensores de presencia, cámaras de fotodetección y circuitos cerrados de televisión (CCTV) que reportan a una central de tránsito, en donde hay personas que se encargan de tomar decisiones en base a la información recibida.
Tras realizar un análisis y comparación de las actividades que realizan dichos aplicativos y los elementos y características necesarias para su funcionamiento, se llega a la siguiente lista de funcionalidades útiles para usuarios finales:
Información de tráfico en tiempo real Servicio de taxi o carro
Direccionamiento y rutas
Información de transporte público en tiempo real Envío y entrega de paquetes
Información de estaciones (estáticas) Capacidad/Ubicación de parqueaderos Sistema de emergencias
Semaforización inteligente
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Vista general de servicios
8.1 Servicios intermedios:
Una vez hecho el análisis anterior, identificamos que los siguientes servicios intermedios agrupan algunas de las actividades comunes que requieren las funcionalidades anteriores. Estos servicios intermedios integran información útil para el desarrollo de aplicaciones o aplicativos finales.
8.1.1 Estado vías vehiculares
Descripción El servicio informa del nivel de congestión vehicular en una vía y su estado
Entradas Un identificador de vía
Salidas Nivel de congestión de tráfico de entre 4 posibilidades: libre, normal, pesado, detenido.
Estado de la vía entre 2 posibilidades: Normal o Cerrada. Elementos
taxonomía
Vías urbanas e interurbanas
Sensores usados
Velocidad, Presencia
8.1.2 Información de parqueaderos
Descripción Este servicio da una lista de parqueaderos con sus características para una locación dada
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Salidas Lista con parqueaderos con distancia a ese punto menor a la distancia dada; para cada parqueadero: dirección, entradas, salidas, número de puestos libres
Elementos taxonomía Parqueaderos públicos Sensores usados Presencia
8.1.3 Alertas de vehículos
Descripción Se encarga de brindar información de accidentes o emergencias que provenga de vehículos en un área de interés
Entradas Un id de vía
Salidas Lista de vías donde posiblemente ocurrió un accidente y que son cercanas al sitio o vía de interés. Para cada vía se brinda información que los vehículos en ella decidan transmitir (coordenadas, orientación, etc.)
Elementos taxonomía
Sistemas de transporte, públicos y privados
Sensores usados
Vibración, Choque (estos sensores están en los vehículos)
8.1.4 Estado semáforos
Descripción Brinda información de los semáforos en una intersección dada Entradas identificador de Intersección
Salidas Retorna si hay un semáforo en el punto dado e información de este y de su entorno, por ejemplo: su estado, si está dañado o no y su orientación.
Elementos taxonomía
Semaforización (elementos de control)
Sensores usados
Presencia
8.2 Servicios de alto nivel
A continuación mostramos tres servicios de alto nivel que se pretenden desarrollar de forma ágil utilizando los servicios de nivel medio mencionados en la parte anterior.
Para la selección, se escogieron servicios cuya implementación sería compleja en un contexto tradicional donde el desarrollo se hace desde ceros. Se espera que la existencia de la plataforma facilite en gran medida el desarrollo.
Detección de eventos: Este servicio se encarga de dar información de eventos relacionados con tránsito y vías en una ciudad. En este contexto, un evento se refiere a ocurrencias como un accidente u ocurrencia, una emergencia, o el daño de un elemento de control.
En este servicio participan los siguientes servicios intermedios: Alertas de vehículos, Estado semáforos.
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Identificador de requerimiento Descripción
1 Se detectan los accidentes que ocurren
en alguna vía.
2 Se detectan los daños en elementos de
control.
Semaforización: Este servicio intenta optimizar el flujo del tráfico en un sector dado, utilizando la información que se recoge de los servicios intermedios de estado de semáforos y tráfico y estado de vías vehiculares. Podría, entre otras cosas, sugerir cambiar el estado de un semáforo para permitir el flujo de una dirección particular.
En el servicio participan los servicios intermedios de Estado de semáforos y de Estado de vías vehiculares.
Requerimientos funcionales:
Identificador de requerimiento Descripción
1 Los semáforos cambian su estado
cuando el lado libre tiene mucha menos congestión que los lados en rojo.
Parqueaderos: Este servicio indicaría a un usuario los parqueaderos que se encuentren cercanos a él e información acerca de estos. Se utiliza para ello el servicio intermedio de parqueaderos.
Requerimientos funcionales:
Identificador de requerimiento Descripción
1 Se retorna los parqueaderos
geográficamente cercanos al usuario.
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Diseño e implementación de la plataforma
Para implementar la plataforma con los servicios intermedios anteriormente mencionados fue necesario diseñar un modelo restringido en el que participan algunos elementos de la taxonomía ya definida.
En este modelo buscamos que la representación de la ciudad fuese lo suficientemente sencilla como para poder implementar la plataforma y los servicios de alto nivel, pero que tuviera todos los elementos necesarios para poder validar y probar el funcionamiento y la utilidad de esta plataforma. La representación UML del modelo es la siguiente:
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Nuestro objetivo es poder incorporar el concepto de internet de las cosas en el modelo. Se busca de alguna manera acceder al mundo físico por medio de software y conectar los sensores con aplicativos de alto nivel. En nuestro modelo se puede apreciar, entre otras cosas, el objeto medida, que representa el concepto general de una medida tomada por un sensor en el mundo real.
La plataforma se diseñó como una plataforma de servicios REST en NodeJS. El sistema de base de datos utilizado fue MongoDB. A continuación se muestra la arquitectura:
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ILUSTRACIÓN 3 ARQUITECTURA PLATAFORMA SMART CITIES
Como podemos ver en el diagrama, el acceso a la plataforma de Smart Cities se hace por medio de URLs las cuales permiten consumir los servicios que presta. La capa de direccionamiento (Rutas) se encarga de dividir las responsabilidades de la plataforma. Se divide en dos componentes los cuales se conectan con el modelo diseñado para adaptarse a las necesidades de una ciudad inteligente. El modelo a su vez se conecta con la base de datos MongoDB en donde se encuentra almacenada la información de los elementos que componen la ciudad junto con sus correspondientes medidas de sensores.
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Por un lado, mediante el componente de controladores, la plataforma ofrece acceso a los elementos del modelo, para así crearlos, consultarlos o modificarlos. El modelo es quien se encarga de la comunicación con la base de datos para persistir los elementos creados y actualizados y recuperarlos. El componente de controladores expone los elementos del modelo mediante los siguientes servicios:
Formato: METODO_HTTP - URL
● POST - /api/cargarEscenario: Se encarga de cargar un escenario alimentando la plataforma con medidas de sensores, como se describirá más adelante.
● GET - /api/vias: Retorna una lista con todas las vías existentes en el modelo.
● GET - /api/intersecciones: Retorna una lista con todas las intersecciones existentes en el modelo.
● GET - /api/parqueaderos: Retorna una lista con todas los parqueaderos existentes en el modelo.
● POST - /api/vias: Agrega una vía nueva al modelo.
● POST - /api/intersecciones: Agrega una intersección nueva al modelo. ● POST - /api/parqueaderos: Agrega un parqueadero nuevo al modelo ● GET - /api/vias/:idVia: Retorna la vía con el identificador :idVia.
● GET - /api/intersecciones/:idInterseccion: Retorna la intersección con el identificador :idInterseccion.
● GET - /api/parqueaderos/:idParqueadero: Retorna el parqueadero con el identificador :idParqueadero.
● PATCH - /api/vias/:idVia: Agrega un conjunto de medidas a una vía.
● POST - /api/parqueaderos/:idParqueadero: Reemplaza el conjunto de medidas de un parqueadero.
● DELETE - /api/vias/:idVia: Borra la vía con identificador :idVia del modelo.
● DELETE - /api/intersecciones/:idInterseccion: Borra la intersección con identificador :idInterseccion del modelo.
● DELETE - /api/parqueaderos/:idParqueadero: Borra el parqueadero con identificador :idParqueadero del modelo.
● POST - api/vias/cargar: Carga un modelo predefinido de vías.
● POST - api/intersecciones/cargar: Carga un modelo predefinido de intersecciones.
● POST - api/parqueaderos/cargar: Carga un modelo predefinido de parqueaderos. ● POST - api/vias/borrarMedidas: Se encarga de borrar las medidas de las vías.
● POST - api/intersecciones/borrarMedidas: Devuelve los semáforos de las intersecciones a su estado inicial.
● POST - api/parqueaderos/borrarMedidas: Se encarga de borrar las medidas de los parqueaderos.
Por otro lado, se puede acceder a los servicios intermedios ofrecidos por la plataforma (que ya fueron definidos anteriormente). Estos se acceden mediante las siguientes URLs:
Servicio de tráfico y estado de vías:
GET - /service/estadoVias/idVia donde idVia es el identificador único de la vía consultada.
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POST - /service/infoParqueaderos donde se envía un objeto JSON con el siguiente formato:
ILUSTRACIÓN 4 FORMATO JSON
Servicio de alertas de vehículos:
GET - /service/alertaVehiculos/idVia donde idVia es el identificador único de la vía sobre la cual se quiere realizar la búsqueda.
Servicio de estado de semáforos:
GET - /service/estadoSemaforos/idInterseccion donde idInterseccion es el identificador único de la intersección cuyos semáforos se quieren revisar.
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Pruebas y validación
10.1 Modelo
Para probar el funcionamiento adecuado de la plataforma y además evaluar su contribución a la facilidad y rapidez de desarrollo de una solución de alto nivel, se creó una implementación minimal de una ciudad, en la que se evidencien los elementos que definimos anteriormente, y con la cual se puede validar la plataforma.
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ILUSTRACIÓN 5 MODELO DE CIUDAD
Dentro de esta ciudad minimal encontramos los elementos ya definidos en el modelo de la sección anterior: vías, intersecciones, semáforos, parqueaderos; los cuales son clave para validar la plataforma que creamos. En este punto no se ha definido ningún conjunto de medidas, estas se generan posteriormente definiendo escenarios base y también de forma dinámica, utilizando un simulador.
Para cada uno de estos objetos definimos sus atributos; en particular, las vías e intersecciones cuentan con un identificador único. En este caso se decidió identificar una vía como solo un tramo de vía (lo que generalmente está entre dos intersecciones) para poder tener mayor precisión con los servicios intermedios.
Adicionalmente, definimos los tipos de vía basados en el estudio inicial que se realizó, y del cual se obtuvo una taxonomía de transporte para ciudades inteligentes. El tipo de vía es importante a la hora de definir la congestión de una vía. En ese orden de ideas se tiene la siguiente asignación de tipos de vía:
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Corredor exclusivo 1, 21, 22.
Vía troncal 9, 10, 15, 16, 19, 20.
Vías principales 18, 23, 24.
Vías Secundarias 2, 3, 4, 5, 6, 7.
Vía colectora 12, 13, 14.
Arteria 8, 11, 17.
La totalidad de los objetos de esta ciudad minimal es cargada a la base de datos MongoDB por medio del componente de controladores de la plataforma, que provee servicios de creación, consulta y modificación de objetos por medio de las URLs expuestas anteriormente.
10.2 Escenarios
Junto con esta implementación minimal de ciudad definimos tres escenarios sobre los cuales se realizan pruebas. Cada uno de estos escenarios consiste de un conjunto distinto de medidas que describen una situación particular en un momento del tiempo dentro de nuestra implementación de ciudad.
Los valores de las medidas reflejan las siguientes variables en la ciudad: la congestión y número de vehículos en cada una de las vías, el estado de los semáforos, el estado de los parqueaderos y la existencia o no de accidentes en las vías.
Los escenarios sirven para validar el funcionamiento de la plataforma. Estos definen valores esperados para cada servicio intermedio y permiten tener un conjunto de datos iniciales que definen un estado dentro de la ciudad. A partir de este escenario, el usuario puede modificar el estado de la
ciudad en tiempo real mediante una aplicación interactiva.
10.3 Simulador - Producto Final
A partir del modelo minimal de ciudad definido, se diseña un producto que sirva como simulador y que al mismo tiempo pruebe las funcionalidades de la plataforma de servicios intermedios.
Más específicamente, se quiere una aplicación que sea capaz de:
1. Simular en tiempo real el estado y los sensores de una ciudad inteligente, donde circulan vehículos y se cambian semáforos.
2. Mostrar a un usuario el estado actual de la ciudad en una interfaz gráfica sencilla e intuitiva.
3. Permitir al usuario interactuar con los elementos de la interfaz, de tal forma que este pueda modificar el estado de la ciudad y sus componentes.
4. Actualizar en tiempo real la información de la ciudad disponible en la base de datos de la plataforma ya implementada, para que así se registren los cambios debido a la simulación y aquellos introducidos por el usuario.
Consumir los servicios prestados por la plataforma de servicios intermedios y prestar funcionalidades de alto nivel como las que fueron definidas en la sección de Servicios de alto nivel.
Para la simulación de la ciudad fue necesario tener consideraciones adicionales a las del modelo y la plataforma (por ejemplo, la existencia de vehículos circulando las vías), de tal modo
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que se puedan simular las medidas de sensores y que estas sean enviadas a la base de datos de la plataforma de servicios intermedios.
La plataforma de Smart Cities, al utilizar objetos JSON para su comunicación, hace posible el uso de cualquier lenguaje para el desarrollo de aplicaciones que quieran consumir sus servicios. Para la implementación del simulador utilizamos Java y un conjunto de librerías para la creación y lectura de objetos JSON.
El simulador consta de tres componentes principales: modelo, simulación y servicios de alto nivel. El componente de modelo se encarga de interactuar directamente con la plataforma de smart cities para asegurarse de que el estado de la ciudad en simulador tanto como el de la plataforma sea coherente. El componente de simulación se encarga de generar tráfico, cambiar el estado de los semáforos y actualizar el estado de la ciudad en el componente modelo. Finalmente, el componente de servicios de alto nivel se encarga de consumir los servicios intermedios para prestar los servicios de alto nivel y actualizar la información del componente modelo con la información recolectada.
A continuación mostramos la arquitectura del simulador:
ILUSTRACIÓN 6 ARQUITECTURA DEL SIMULADOR
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ILUSTRACIÓN 7 INTERFAZ DEL SIMULADOR
10.4 Interacción
Al usuario final de la aplicación se le permite interactuar con esta (con fines de modificación) de las siguientes maneras:
1. Un usuario puede dar click sobre una vía, lo cual le permite agregar vehículos a esa vía o reportar un accidente. Cuando se agregan vehículos a la vía se escoge la velocidad que se desea que estos tengan, y el simulador se encarga de enviar las medidas de velocidad y de presencia correspondientes a la plataforma de servicios intermedios. Cuando se reporta un accidente, el simulador envía las medidas de accidente a la plataforma.
2. Al hacer click sobre un parqueadero, un usuario es capaz de asignar un número de cupos ocupados al parqueadero, el cual debe estar entre 0 y la capacidad máxima del parqueadero. Cuando el usuario ingresa el número, el simulador se encarga de enviar medidas de presencia del parqueadero en cuestión a la plataforma de servicios intermedios.
3. Al hacer click en una intersección, un usuario puede visualizar los semáforos de esa intersección. Un usuario puede entonces dañar un semáforo dando click sobre este. Al dañar un semáforo, el simulador se encarga de que el nuevo estado del semáforo se actualice en la plataforma.
10.5 Servicios de alto nivel
Los servicios de alto nivel que fueron anteriormente mencionados son implementados como un módulo del simulador, para aprovechar la interfaz de usuario construida y la existencia de los servicios de nivel intermedio. Los servicios fueron incorporados de la siguiente manera:
1. Servicio de parqueaderos cercanos: Un usuario hace click derecho en una localización del mapa y puede consultar el servicio de parqueaderos cercanos, el usuario introduce una distancia y se utiliza el servicio intermedio de información de parqueaderos para
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mostrarle los parqueaderos cercanos a la ubicación donde se dió click con su información.
Escenarios de uso:
ID 1
Descripción El servicio retorna los parqueaderos
cercanos cuando los hay.
Escenario Hay parqueaderos cercanos al usuario
Respuesta esperada Lista con los parqueaderos cercanos,
para cada uno: nombre, ocupancia, costo, entradas, salidas, cupos libres,ubicación.
ID 2
Descripción El servicio no retorna nada si no hay
parqueaderos cercanos.
Escenario No hay ningún parqueadero cercano al
usuario
Respuesta esperada Respuesta vacía
2. Servicio de semaforización inteligente: Este servicio se implementó de tal manera que funcionase automáticamente todo el tiempo. Este servicio cambia los semáforos en determinados intervalos de tiempo dependiendo de la congestión que haya en las vías adyacentes.
Escenarios de uso:
ID 1
Descripción El servicio cambia los semáforos
cuando la congestión de las vías que esperan es considerablemente mayor a las que no.
Escenario La congestión de las vías donde los
semáforos están rojos es mucho mayor a la congestión de las demás vías de la intersección. Además, ha pasado un tiempo mínimo desde el último cambio.
Respuesta esperada Los semáforos cambian de rojo a verde
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ID 2
Descripción El servicio no cambia los semáforos
cuando la congestión de las vías que esperan no es mucho mayor a las demás vías.
Escenario La congestión de las vías que esperan el
semáforo es menor a la congestión de las vías en las que el semáforo está libre, o la congestión no es significantemente mayor.
Respuesta esperada Los semáforos no cambian.
3. Servicio de detección de eventos: Este servicio consume los servicios intermedios de Estado de Semáforos y de Alertas de vehículos para informar de alguna ocurrencia en la ciudad (semáforos dañados, accidentes en vías). Se consulta desde el panel superior. Escenarios de uso
ID 1
Descripción El servicio detecta correctamente
cuando un semáforo se encuentra dañado
Escenario Un semáforo particular en una
intersección se encuentra dañado
Respuesta esperada Mensaje indicando la intersección y el
semáforo que se encuentran dañados
ID 2
Descripción El servicio detecta correctamente
cuando ha ocurrido un accidente en una vía.
Escenario Ha ocurrido un accidente en una vía en
particular en la última media hora.
Respuesta esperada Mensaje indicando la vía en la cual ha
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10.6 Validación y resultados
Por medio de la aplicación y la plataforma fue posible validar varios puntos de interés para nuestro trabajo:
1. Una vez producida la plataforma de servicios intermedios, los servicios de alto nivel se implementaron de forma sumamente ágil y directa, consumiendo los servicios de nivel intermedio expuestos por la plataforma.
2. Los datos simulados de sensores son enviados a la plataforma y esta es capaz de responder en tiempo real a las consultas hechas sobre los servicios intermedios. Cada uno de los servicios muestra además el comportamiento esperado para los distintos estados en la ciudad.
3. Al simular datos de sensores y utilizar estos desde la plataforma para exponer servicios, mostramos de forma adecuada el flujo de información desde sensores hasta servicios finales pasando por servicios intermedios en el contexto de una ciudad inteligente, que era uno de los objetivos del trabajo.
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Conclusiones
La plataforma de Smart Cities propuesta en este trabajo brinda una capa adicional de abstracción a la capa de información sensorial presente en una ciudad inteligente. Es por medio de esta abstracción que es posible proveer información más estructurada y que puede ser utilizada más fácilmente para desarrollar de forma ágil un nuevo aplicativo. Se evita además redundar en trabajo e interpretación que ya fueron realizados por la plataforma.
Según el proceso seguido mientras se construía la plataforma de Smart Cities, la complejidad de esta depende, naturalmente, del modelo de datos sobre la cual se construye, el cual a su vez depende del detalle con el cual se haya propuesto una taxonomía. En este orden de ideas, se espera que se pueda construir plataformas más ricas y con mayor variedad de servicios si se extiende la taxonomía y se propone un modelo de datos más detallado a partir de esta.
La aparición de plataformas de servicios intermedios es algo que no debe estar limitado solo al área de transporte e infraestructura vial. Para impulsar el desarrollo de las ciudades inteligentes, es de suma importancia que surjan propuestas de plataformas e interfaces destinadas a unificar información y servicios en un área determinada de una Smart City.
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Bibliografía
Group, A. T. (15 de 09 de 2015). Apps Transport. Obtenido de http://appsexpress.com/ Mobile, W. (15 de 09 de 2015). Waze. Obtenido de https://www.waze.com/
Moovit. (15 de 09 de 2015). moovitapp.com. Obtenido de http://moovitapp.com/
Padilla Agudelo, J. (2015). SenseCity: Backend as Service Platform for Smart City Solutions. Artículo a publicar. Bogotá, Colombia.
Quipux.com. (15 de 09 de 2015). Casos de éxito: Sistema Inteligente de Movilidad de Medellín. Obtenido de http://www.quipux.com/site/casos-de-exito/sistema-inteligente-de-movilidad-de-medellin/
RONG, W., XIONG, Z., COOPER, D., LI, C., & SHENG, H. (2014). Smart City Architecture: A Technology Guide for
Implementation and Design Challenges. Beijing, China.
Tappsi. (15 de 09 de 2015). Tappsi.co. Obtenido de https://tappsi.co/
Transportation Research Board. (2010). Highway Capacity Manual, vol. I. Washington: National Academies. Uber. (15 de 09 de 2015). Uber.com. Obtenido de https://www.uber.com/
