cidade inteligente na teoria e na prática · na casa de um morador idoso, o chão terá sensores...
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São Paulo, 18 de março de 2015
Cidade Inteligente na Teoria
e na Prática
Profº Sidnei Martini Universidade de São Paulo (USP)
Uma instalação movida a gás natural vai fornecer energia limpa e água quente para toda a cidade. As luzes das ruas serão de LED, mais eficientes. Um sistema centralizado de coleta será instalado para coletar lixo seco e molhado, eliminando a necessidade de usar veículos para isso. 75% do lixo dos materiais de construção poderão ser reciclados. Materiais reciclados serão utilizados na maior extensão possível. http://www.tecmundo.com.br/historia/2662-a-cidade-do-futuro-esta-em-construcao-na-coreia-do-sul-.htm#ixzz2QCLB6XWY
Visões sobre uma cidade inteligente
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Na casa de um morador idoso, o chão terá sensores de pressão capazes de interpretar uma queda. No momento do acidente, a emergência é acionada automaticamente. Mesmo que a vítima esteja inconsciente, o socorro é chamado. http://www.tecmundo.com.br/historia/2662-a-cidade-do-futuro-esta-em-construcao-na-coreia-do-sul-.htm#ixzz2QCJsJi43
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Visões sobre uma cidade inteligente
O sistema de estacionamento será subterrâneo ou coberto para minimizar o efeito de calor urbano e deixar mais espaço aberto para pedestres. Garagens terão integração com infraestrutura necessária para carregamento de veículos elétricos para facilitar a transição para transportes de pouca emissão. http://www.tecmundo.com.br/historia/2662-a-cidade-do-futuro-esta-em-construcao-na-coreia-do-sul-.htm#ixzz2QCLgswvn
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Visões sobre uma cidade inteligente
Oferecer aos moradores boa qualidade de vida, explorando o menos possível os recursos naturais disponíveis.
Reduzir o gasto de energia e de água e ter a máxima autossuficiência nesses dois recursos.
Gerar pouco lixo e gases poluentes que influenciam o aquecimento global, como o CO2.
Ter um sistema eficiente de produção de alimentos, com mínima dependência do campo ou de outras cidades.
Priorizar os deslocamentos a pé, de bicicleta e com meios de transporte menos poluentes.
http://meumundosustentavel.com/noticias/a-cidade-do-futuro/
Ela deverá:
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Visões sobre uma cidade inteligente
http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/12/10/cidades-do-futuro/
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/12/10/cidades-do-futuro/
Um novo papel para a distribuidora de energia elétrica
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
http://www.istoedinheiro.com.br/noticias/112031_AS+CIDADES+DO+FUTURO
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
http://www.istoedinheiro.com.br/noticias/112031_AS+CIDADES+DO+FUTURO
Metrô de São Paulo - Linha 4 – Inteligência adicionada
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
http://www.istoedinheiro.com.br/noticias/112031_AS+CIDADES+DO+FUTURO
Porto Alegre - Centro de comando – Inteligência adicionada
Luz esperta: Porto Alegre também tem centro integrado
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Centro de Operações Rio de Janeiro – Inteligência adicionada
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Centro de Operações Rio de Janeiro – Inteligência adicionada
http://www.istoedinheiro.com.br/noticias/112031_AS+CIDADES+DO+FUTURO
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Centro de Operações Rio de Janeiro – Inteligência adicionada
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
31/07/2014 06h00 - Atualizado em 31/07/2014 11h59
Primeiro bairro sustentável do país
unirá moradia, lazer e trabalho no RS Empreendimento de R$ 40 milhões pretende absorver mão de obra local. Arquiteto paranaense Jaime Lerner assina projeto na cidade da Região Sul.
Inteligência congênita
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Divertir
Trabalhar Morar
Profissional
Social
Infraestrutura
Uma visão básica do urbanismo
Estudar
Viver Pessoal
Infraestrutura urbana: Meios para dar condições de vida e conforto à uma cidade.
Ativos urbanos: Objetos e sistemas que compõem a infraestrutura urbana.
Ciclo de vida dos ativos urbanos:
Gestão de ativos urbanos: Gestão de processos urbanos
SIGINURB: Sistema Integrado de Gestão da Infraestrutura Urbana
Planejamento Normalmente segmentado pelas especialidades.
Projeto Básico e executivo. Urgência na execução.
Construção Normalmente desacoplada de construções anteriores.
Operação Normalmente isolada e focada em cada ativo.
Manutenção Corretiva, principalmente. Antecipada, pouco frequente.
Destinação Raramente considerada
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Ciclo de vida dos ativos urbanos
Planejamento Projeto Básico
Construção
Operação
Manutenção
Destinação
Projeto Executivo
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Principais Processos de Infraestrutura Urbana
Água Potável Suprimento, reserva
Água Pluvial Bocas de lobo e galerias
Esgoto Doméstico, químico, hospitalar
Resíduos Lixo comum, Químicos
Energia Elétrica Alta tensão, Tensões de uso final
Iluminação Pública, Externa a edifícios
Gás Gás natural, Gás liquefeito de petróleo
Estacionamento Público, Reservado
Trânsito Interno, Do entorno
Segurança Pública, Patrimonial, Acesso
Fauna Cães, gatos, aves
Flora Árvores, Plantas
Telecomunicações Telefone, Wi-Fi, IPTV
Qualidade do Ar Gases, Particulados
Meteorologia Registro de ocorrências, Previsão
Descargas atmosféricas Registro
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Sistema sob
Controle
( Processo )
Sistema Referencial
Decisão Ação
Supervisão (Regulatória)
Pertur- bação
Supervisão (Antecipativa)
Sistema de
Informações
A supervisão e controle em tempo real
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Sistema sob
Controle
( Processo )
Referencias de Controle
Decisão
Ação
Supervisão (Regulatória)
Perturbação Supervisão
(Antecipativa)
A supervisão e controle em tempo real - Big Data
Sistema de informações
(Big Data)
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Sistema sob
Controle
( Processo )
Referencias de Controle
Decisão
Ação
Supervisão (Regulatória)
Perturbação Supervisão
(Antecipativa)
A supervisão e controle em tempo real – Nuvem - Big Data
Sistema de informações
(Big Data)
Nu
vem
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Processos Urbanos
Instrumentação
Controle
Coordenação
Corporativo
Níveis Protocolos
Modelo referencial de 4 camadas para supervisão e controle
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Coordenação
Corporativo
Protocolos Níveis
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Processos Urbanos
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Automação
Inteligência
Processos Urbanos Instrumentação Controle Coordenação Corporativo
Uma visão sistêmica
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Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Processos Urbanos Instrumentação Controle Coordenação Corporativo
Sistema de informações
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Nuvem
Referencias de Coordenação
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Uma visão sistêmica
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O impacto entre os processos - Inteligência
Uma visão sistêmica
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Planejamento
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Planejamento
Projeto
Construção
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O impacto matricial nas fases do ciclo de vida
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Processos Urbanos Instrumentação Controle Coordenação Corporativo
D
Uma visão sistêmica
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Sistema Integrado de Gestão da Infraestrutura Urbana
SIGINURB
Uma aplicação real
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
SIGINURB – USP - Cidade Universitária
Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira - CUASO
470 hectares 60 km de ruas e avenidas 120 km de calçadas 2.000 habitantes fixos 45.000 usuários/dia 40.000 veículos/dia 11 estacionamentos 80.000 m3 água/mês 23.000 MVA /mês energia elétrica 5.000 postes iluminação pública 7.000 luminárias inteligentes 15 t lixo /dia 200 cães (city dog) 22.000 árvores
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
SIGINURB – O Plano
• Aplicar o SIGINURB na Cidade Universitária Armando de Salles Oliveira
• Aproveitar os atuais Processos, melhorando e complementando
• Aproveitar a instrumentação instalada, melhorando e complementando
• Aproveitar os Controles instalados, melhorando e complementando
• Criar a atividade de Coordenação do Controle dos Processos
• Criar os meios e procedimentos de Gestão Integrada Corporativa
• Completar a instalação do SIGINURB até 2017
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
SIGINURB – Visão das atividades
Nível Corporativo Definir e desenvolver os indicadores e interfaces para atender aos clientes da Gestão Integrada Corporativa Nível Coordenação Estabelecer as relações entre os controles dos processos, identificando suas interferências e formas de atuação coerentes Nível Controle Desenvolver e implantar as funções de controle em cada processo, convergindo num respectivo Centro de Controle Nível Instrumentação Definir e implantar a instrumentação e telecomunicação pertinente ao sistema de gestão da infraestrutura da CUASO
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SIGINURB – Integração da operação
PURA
PURE
SEGURANÇA
STI/CCE
IEE
PREFEITURA - USP
IAG
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Plano Mestre de Iluminação do Campus da Capital da Universidade de São Paulo
SIGINURB – Iluminação pública
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DIRETRIZES ADOTADAS NOS PROJETOS
• Tecnologias de ponta, com padronização e identidade noturna para a USP
• Uso de luz branca: Ampliar sensação de segurança / percepção do entorno
• Priorizar segurança de pedestres (caminhos, estacionamentos, pontos de ônibus, etc.)
• Minimizar interferências com arborização, integrando vegetação e iluminação, respeitando áreas que não devem ser iluminadas
• Adotar níveis de iluminação adequados à câmeras de segurança
• Valorização noturna sóbria de monumentos e obras arquitetônicas
• Inovação tecnológica: maior rendimento luminoso com menor consumo
• Monitoramento da rede a distância, para controlar operação, programar acionamentos e níveis de iluminação por local ou horário.
SIGINURB – Iluminação pública
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UTILIZAÇÃO DA LUZ BRANCA: PERCEPÇÃO NOTURNA
SIGINURB – Iluminação pública
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32 53 46 40 28 18 18 28 40 46 53 32
ATUAL
PROJETADO
SIGINURB – Iluminação pública
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Novo sistema de iluminação – primeiro trecho em operação Av. Prof. Luciano Gualberto (Pça Ramos de Azevedo até estacionamento FEA)
SIGINURB – Obras concluídas
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SISTEMA DE TELEGESTÃO
Luminária com dispositivo
receptor/emissor (antena)
Controle Mestre
Modem GPRS/3G
Servidor
SIGINURB – Iluminação pública
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SISTEMA DE TELEGESTÃO
IoT – Internet das coisas
SIGINURB – Iluminação pública
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SISTEMA DE TELEGESTÃO
Um novo conceito:
Despacho de luz, como em água e energia elétrica
SIGINURB – Iluminação pública
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• O SIGINURB é suportado pela Prefeitura do Campus USP da Capital
• A coordenação acadêmica do SIGINURB é realizada pelo Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais da Escola Politécnica - PCS
• Há disciplinas de Pós Graduação do PCS, nas quais o SIGINURB está sendo estudado e desenvolvido como um sistema computacional de supervisão e controle distribuído
• Os avanços do SIGINURB estão sendo reportados ao Conselho Gestor do Campus USP da Capital e à comunidade interessada
SIGINURB – Características
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• A integração de controle de processos existentes , no nível da Coordenação, é uma réplica do que ocorre e ocorrerá com a grande maioria das cidades brasileiras;
• Os experimentos realizados não se restringem à aplicação de sistemas eletrônicos e computacionais, mas abrem caminho para o estudo comportamental dos usuários, numa réplica do que se passará em cada cidade que se automatize;
• Os resultados obtidos com o desenvolvimento do SIGINURB são referenciais para aplicações em grande número de cidades, bem como permite capacitar pessoas nessa nova forma de gestão de cidades;
SIGINURB – Características
Cidade Inteligente na Teoria e na Prática
Aspectos relevantes para uma distribuidora de energia elétrica face a uma cidade Inteligente do futuro
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Uma distribuidora para uma Cidade do Futuro 2030
Segundo as regras atuais, conviver com geração de até 230kV
Geração industrial – Setor sucroalcooleiro e outros
Rede coletora para essa geração distribuída
Sistemas de proteção para atuar em novas condições
Transformadores bidirecionais
As subestações bidirecionais
Conexão bidirecional com a transmissão
O “desaparecimento da carga” pela auto geração
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As redes de 13.8kV e as conexões aos consumidores serão enterradas nos centros urbanos
O “enterramento” dos ativos da distribuição será a oportunidade de implementar o Smart Grid, com a modernização dos próprios ativos
A iluminação pública, será a led com “dimerização”
Haverá centros de despacho de iluminação
As luminárias terão endereço IP
Os centros de controle das distribuidoras serão conectados aos centros de coordenação das cidades
Uma distribuidora para uma Cidade do Futuro 2030
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A alimentação de carros elétricos deverá ser distribuída por onde os carros estiverem
O consumidor terá endereço móvel (Veículo)
Aumentará as restrições a campos eletromagnéticos
A confiabilidade elétrica será exigida em níveis maiores
As faixas de passagem terão um valor estratégico para vários processos urbanos
Cada aparelho ou dispositivo elétrico terá associado a si uma função de TI
Haverá oportunidades de estender os serviços da concessionária além do medidor do cliente, como hoje faz a telefonia e TI
Uma distribuidora para uma Cidade do Futuro 2030
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Novas tarifas existirão, o que tornará complexa a gestão do consumo
Aparecerá a função de corretagem de energia, como no mundo de ações
Aparecerá a função do gestor de utilidades (água, gás, energia elétrica, etc.)
Haverá a oportunidade de oferta de geração local aos clientes
Aparecerá o conceito de armazenamento local de energia nos clientes
Surgirão novos “produtos” em energia elétrica
As distribuidoras de energia elétrica criarão os meios de comunicação para medição dos consumidores até centros de controle
Haverá a possibilidade de oferta de serviço que comunicação da medição de água e de gás
Uma distribuidora para uma Cidade do Futuro 2030
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De hoje até 2030 , ou seja em 15 anos, haverá um número de modificações na vida das pessoas e nas cidades, comparável ao número de modificações que tivemos nos últimos 35 anos, ou seja, desde 1980.
As mudanças previstas requererão mudanças regulatórias. Para que isso aconteça, será necessário desenvolver um novo conceito,
o conceito de “conveniência tarifária”, como evolução da “modicidade tarifária”
pois
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OBRIGADO
Prof. Dr. José Sidnei Colombo Martini Laboratório de Sistemas Inteligentes – SMARTLAB
Departamento de Engenharia de Computação e Sistemas Digitais Escola Politécnica
Universidade de São Paulo
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