smart city of the future web

Smart Cities of the Future

BATTY, M. et al. 2012

Prof Michael Batty

Professor de PlanejamentoUniversity College London - UCL

Termos Importantes

• ICT - Information and Communications Technology ( Tecnologia da Informação e Comunicação - TIC)

• Crowd-sourcing - a prática de obtenção de serviços, idéias ou conteúdo

solicitando contribuições de um grande grupo de pessoas e, especialmente, da comunidade on-line[...](Merriam-Webster dictionary)

• FuturICT - Projeto internacional científico multidisciplinar

– Objetivos: Compreender e gerenciar complexos, globais, sistemas socialmente interativos com foco na sustentabilidade.

– Desenvolver de novas informações e tecnologias de comunicação (TIC) , robustas, confiável e adaptativas, com base em paradigmas socialmente inspiradas.

Our Visionary approach

No século XX a idéia de que cidade inteligente era ficção cientifica mudou rapidamente com a proliferação de

equipamentos computadorizados.

A expectativa de que a cidade pudesse se tornar inteligente, e sensível, está se tornando a nova realidade com a convergência de tecnologias da informação e de

comunicação - TIC.

Abordagem visionária

• As cidades estão se tornando inteligente não apenas em rotinas automatizadas para funções especificas (a exemplo de um sist. de tráfego) mas também possibilitando a analise, o monitoramento, e o planejamento urbano;

• As cidades só podem ser inteligentes se existirem funções capazes de integrar e sintetizar dados com algum objetivo, proporcionando eficiência, igualdade, sustentabilidade e qualidade de vida nas cidades.

O termo Smart City tem várias faces:

- Intelligent Cities;

- Virtual Cities;

- Digital Cities;

- Information cities;

A TIC fundamental para operação da cidade do futuro

Metas para pesquisa:

7 metas :

• Uma nova compreensão dos problemas urbanos;

• Maneiras efetivas e viáveis para coordenar tecnologias urbanas;

• Modelos e métodos para a utilização de dados urbanos através de escalas espaciais e temporais;

• Desenvolvimento de novas tecnologias de Comunicação e Divulgação;

• Novas Formas de Governança Urbana e Organização;

• Definição dos problemas críticos relacionados para Cidades, Transportes e Energia;

• A incerteza, Risco e Perigo na Cidade Inteligente.

Desafios para pesquisa

• São definidos seis desafios de pesquisa para:

• Relacionar a infra-estrutura das cidades inteligentes para o seu funcionamento operacional e planejamento através do controle, gestão e otimização;

• Explorar a noção da cidade como um laboratório para a inovação;

• Fornecer portfólios de simulação urbana que informam os projetos futuros;

• Desenvolver tecnologias que assegurem a igualdade, justiça e melhor qualidade de vida da cidade;

• Desenvolver tecnologias que assegurem a participação esclarecida e a criação conhecimento compartilhado para a gestão democrática da cidade;

• Garantir a mobilidade maior e mais efetiva e o acesso a oportunidades para populações urbanas.

Estado da Arte

O termo Smart (inteligente) tem sido cada vez mais utilizado no contexto urbano, associado ao clichê de Crescimento Inteligente:Coordenação das forças de crescimento das cidades, Transportes especulação imobiliária e desenvolvimento econômico.

SMART CITY - Cidade inteligente é uma síntese de infra-estrutura pesada (ou capital físico) com a disponibilidade e qualidade da comunicação do conhecimento e infra-estrutura social. (Definição de Carangliu, Del Bo e Nijkamp, vista também no Wikipédia)

Comunicação do conhecimento (knowledge communication): Atividade (intencional) de interativamente transmitir e co-construir idéias, avaliações, experiências ou habilidades por meios verbais e não-verbais.

Cidades digitais tendem a focar-se na infra-estrutura pesada enquanto as cidades inteligentes em como a infra-estrutura é utilizada.

O termo Smart City tem sido utilizado por empresas (CISCO, IBM, ORACLE, MS) para uma gama de produtos de infra-estrutura e software, focado neste novo mercado.

A figura ilustra um conjunto de serviços que a companhia vislumbra como parte de suas iniciativas para Cidades Inteligentes.

Representação: Mensurando e minerando dados urbanos

• A computação digital surgiu de uma preocupação com a coleta de dados do censo, na utilização dos Cartões perfurados no senso de 1890 dos EUA dando origem a IBM.

• Os sistemas de tráfegos foram os primeiros dados a serem coletados automaticamente.

• Desde de 1990 dados tem sido rotineiramente coletados e exibidos utilizando tecnologias GIS (geographic informationsystems) e os primeiros sistemas visuais a serem amplamente disponibilizados na web foram os mapas para navegação. (BATTY, M. et al. 2012)

Crowd-sourcing - Nos próximos 20 anos a maior parte dos dados urbanos será proveniente de sensores digitais de nossas transações, incluindo tags de tempo e de localização.Para interpretar estes dados, é necessário explorar e ampliar um variedade de técnicas de extração de dados por meio do qual a visualização de correlações e padrões de tais dados será essencial.


• Projeto FuturICT focado em como integrar estes dados utilizando novos banco de dados projetados para escala urbana.

• A base destas novas analises urbanas na ultima década, abordam grandes quantidade de dados sobre a mobilidade humana, alimentada pela difusão das tecnologias sem fio (wireless), posicionamento por satélite (GPS), e redes de telefonia móvel. Estes dados são um poderoso “microscópio social” que ajudam a compreender a mobilidade humana.

• O projeto europeu GeoPKDD, foi precursor na extração de dados de mobilidade humana, desenvolvendo vários métodos de mineração e análise de dados espaço-temporais. Este e outros projetos internacionais mostram como

• Este e outros projetos, na Europa e internacionalmente, mostraram como apoiar o processo de descoberta de conhecimento complexo a partir dos dados brutos de trajetórias individuais até alto nível de conhecimento sobre mobilidade coletiva, capazes de apoiar as decisões de gestores de mobilidade e transporte, revelando assim o impressionante poder analítico de grande quantidade de dados de mobilidade.


• Experimentos em larga escala têm mostrado como é possível encontrar respostas para muitas questões sobre o comportamento de mobilidade, tais como:

– Quais são os itinerários mais populares em viagem individual, e qual a distribuição espaço-temporal destas viagens?

– Como as pessoas se comportam quando se aproxima de um ponto de atração chave, como uma grande estação ou aeroporto?

– Como prever áreas de tráfego intenso no futuro próximo? Como caracterizar congestionamentos de trânsito?

• Modelos correntes de tráfego não são adequados para modelar a evolução do tráfego sob fortes mudanças na topologia de rede. (ex. Novas formas de transportes)

• Os dados de tráfego proporcionarão novas formas de analisar e criar novos modelos.


• A mineração de realidade envolvendo detecção de sistemas sociais complexos, e utilizando a onipresença dos telefones celulares é um fator determinante de como os cidadãos que interagem uns com os outros em cidades que estão se tornando mais inteligente.

• Mineração de realidade depende de software, localização, rede comunicação, bem como o uso de outros serviços e aplicações. Estes dados têm um enorme potencial de prover novas perspectivas sobre processos dinâmicos urbanos, em alta resolução temporal e espacial na escala das cidades.

• A partir da mineração de dados e da análise de redes, é possível criar um atlas mobilidade urbana, ou seja, um catálogo abrangente dos comportamentos de mobilidade em uma cidade.

Conexão: a idéia de redes acopladas

• O tecido social de uma cidade é o resultado de muitas redes entrelaçadas de relações entre pessoas, instituições e lugares. Além de mobilidade, é preciso levar em conta as redes sociais e econômicas.

• A percepção fundamental para a compreensão da cidade está em entender a estrutura dessas redes acopladas, e como essa estrutura evolui.

• Um exemplo importante de acoplamento / ligação das diferentes facetas da vida urbana é entre mobilidade, consumo no varejo e redes sociais.

• A grande penetração do celular na sociedade auxilia na coleta de dados acoplados de mobilidade e relações sociais.

• Os registros de comunicações fornece dados extensos de trajetórias individuais e relações sociais, mantendo registro de cada telefonema e a localização no espaço e tempo da chamada.

• Esses dados estão em rede e o acoplamento dessas redes de bases de dados será fundamental para dar sentido a esse material.

Coordenação: A necessidade de planejamento conjunto

• O planejamento é muito mais amplo do que os quadros institucionais tradicionais, exercidos a nível nacional, regional, metropolitano, cidade, bairro e especialidades como o planejamento rural, ambiental e de transportes representa mais especializado.

• Planejamento exercido em função dos diversos grupos comunitários e de empresas, através de cada atividade que tem um interesse distinto na cidade.

• Planejamento integrado: Integração que permite que os efeitos de todo o sistema seja monitorado, entendido e incorporado em respostas e projetos que caracterizem as operações e funções da cidade.

• Este assunto é fortemente relacionado aos temas que envolvem conexão, redes e integração de dados.

Participação: Ciência Cidadã

• Idéia de que as cidades inteligentes são baseadas em comunidades inteligentes cujos cidadãos podem desempenhar um papel ativo na sua operação e design.

• Atualmente os sistemas que promovem a participação ainda são passivos, mas cada vez mais, a interação de baixo para cima aumenta.

Somente um sistema informatizado público, capaz de fornecer informações de alta qualidade, em um cenário de confiança, tem o potencial de prover um grau elevado de participação, e só a participação, ampla e democrática (do cidadão) pode garantir a criação de informação confiável, oportuna e confiável sobre os fenômenos coletivos.

ENTENDO A CIDADE INTELIGENTE

• Coletando e Mensurando - GPS, Celulares, Satélite, Sistemas Interativos online, Crowdsourcing, Redes sociais, fornecem grandes possibilidades no fornecimento novas fontes de dados espaciais, essenciais para uma melhor compreensão de como as cidades inteligentes funcionará.

• Movimento e Redes - Viagem é o preço mínimo a pagar para participar de atividades fora de casa, como indivíduos. As redes são a infra-estruturas disponibilizadas coletivamente para reduzir esses custos. O crescente volume de informações geradas sobre as redes de transportes permitirão melhorar seu planejamento e operação.

• Comportamento de Viagem - O desenvolvimento de sistemas de planejamento e alertas para viagens multimodais estão nos primórdios e espera-se que o FuturICT estimule o desenvolvimento destas aplicações.

• Uso do Solo e Transporte - A rede, tanto física quanto social, precisa ser explorada com uma riqueza de detalhes que a atual computação e sistemas de telecomunicações podem gerar. A avaliação de sua estrutura deve abranger toda a gama de impactos econômico e ambiental, tanto no estado normal e em crise, e em relação às possibilidades de controle governamental e sua capacidade de controle social emergente.

ENTENDO A CIDADE INTELIGENTE

• Mercados Urbanos e Trocas - As cidades são essencialmente conjuntos de mercados onde os indivíduos e os grupos se reúnem para troca. O impacto das TIC no mercado é complexo e em grande parte não explicado. É necessário entender claramente estes mercados na economia de rede, com as mudanças na indústria de logística.

• Empresas e organizações - Necessidade de desenvolver representações de empresas considerando tipo, tamanho, setor e seu comportamento espacial, para utilização em novos modelos de uso do solo, transporte e economia.

• Comunidades e Redes - FuturICT irá explorar a forma como as redes comunitárias podem ser geradas utilizando novas mídias sociais e conectividades relacionadas. No planejamento de comunidades mais inteligentes existe uma dimensão de projeto para redes sociais, que precisa ser considerada em novas formas de gerar planos, envolvendo a própria comunidade na análise de seus próprios dados.

Tipologia das Funções da Smart City Economia, Pessoas, Governança, Mobilidade, Mobilidade, Meio

Ambiente, e Qualidade de Vida.

Planejando Cidades Inteligentes

• A necessidade de coordenação e acoplamento

• Novos sistemas de dados e integração

• Governança em Cidades Inteligentes

• Novos métodos para Projeto e Planejamento

• Comunicações de participação e Online

Estes temas são parte do programa de pesquisas

relacionadas à nova infraestrutura organizacional

para cidades inteligentes, construídas em torno de

novos desenvolvimentos no domínio das TIC.


A necessidade de coordenação e acoplamento

• Coordenação, comunicação, acoplamento e integração são diferentes perspectivas no desenvolvimento da cidade inteligente vista como um programa de conectar infraestruturas e serviços para que a cidade possa funcionar de forma mais eficaz.

• Isso vai exigir novas formas de banco de dados, novos métodos de análise de mineração e padrão, novos software para a integração de diversos componentes até então desconectados com setores urbanos em funcionamento, e novas formas de organização e de governança, o que permitirá a conectividade se tornar efetiva e justa.


• A aquisição de dados de múltiplas fontes distribuídas, incluindo serviços de sensoriamento participativo e comunidades online

• A gestão de fluxos de dados - Transformações de dados e preparações

• A integração de dados heterogêneos em um banco de dados coerente

• Definição de novos parâmetros para extrair informações relevantes

• Métodos para mineração de dados distribuído e análise de rede

• A gestão de modelos e padrões extraídos e a contínua composição de padrões, modelos e dados com outras análises e mineração

• Ferramentas para avaliar a qualidade dos modelos e padrões extraídos

• Análise visual para a exploração de padrões de comportamento e modelos

• Métodos de simulação e previsão construídos em cima dos padrões minerados e modelos

• Estratégias de mineração incrementais e distribuída necessárias para superar os problemas de escalabilidade que surgem quando se trata de dados grandes.

Novos sistemas de dados e integração Na busca para dominar a complexidade do processo de descoberta de conhecimento para a cidade inteligente, precisamos construir um sistema holístico totalmente novo para a aquisição de dados integrado, consulta e mineração. O sistema deve suportar o seguinte:

Governança em Cidades Inteligentes

• A idéia de governança que se estende as muitas funções idealizadas e que serão coordenadas na cidade inteligente, é uma perspectiva relativamente nova e faz parte do debate mais amplo sobre a descentralização da governança na era da informação.

• Considera-se que o papel tradicional do planejamento, que agora inclui regeneração, tráfego, desenvolvimento econômico e habitação, irá envolver questões do funcionamento de serviços públicos, o acesso dos cidadãos aos serviços de saúde, de educação, de fato quaisquer funções que tenha efeito espacial na cidade em termos de localização e movimento.

Novos métodos para Projeto e Planejamento

• Ao longo dos últimos 50 anos, vários modelos de simulação que operam em diferentes escalas espaciais e sobre diferentes intervalos temporais têm sido desenvolvidos para a compreensão de como as cidades funcionam.

• Estes modelos têm-se centrado em grande parte, simulando a localização de atividades físicas, ainda que através de uma lente econômica e demográfica, que permite o transporte de material e a localização de usos da terra a ser previsto usando modelos computacionais de vários tipos.

• Muitas funções rotineiras das cidades estão sendo substituídas ou complementadas pelo uso do computador e várias formas de automação estão cada vez mais sendo misturadas as ações humanas.

O fornecimento de dados dessas novas funções eletrônicas na cidade oferece a perspectiva de um mundo em que as implicações de como a

cidade está funcionando está disponível continuamente e tal imediatismo está comprimindo escalas de tempo de tal forma que o

planejamento de longo prazo enfrenta a perspectiva de se tornar contínuo, assim como os dados são atualizados em tempo real.

Comunicações Online e Participação

• Novas formas de participação no desenvolvimento da cidade inteligente precisam ser geradas a partir de novas formas de TIC. A participação baseada na WEB é atualmente em grande parte passiva e só recentemente, com tecnologias da Web 2.0, se presume que uma verdadeira interatividade entre em operação.

• Quatro principais modos de interatividade:

o Portais e outros pontos de acesso a informações úteis sobre qualquer aspecto da rotina de vida e trabalho nas cidades;

o Forma para os cidadãos poderem interagir com software que permita aprender mais sobre a cidade pelo envolvimento com outros usuários online e a manipulação de informações ;

o Envolver os cidadãos com sistemas Crowd-sourced em que eles estão respondendo a consultas e fazendo uploadde informações;

o Sistemas refinados de apoio à decisão que permite aos cidadãos participar de projeto real e de planejamento próprio da Smart City;

Uma amostra de exemplos contemporâneos

Sete exemplos de como as TIC está sendo incorporada em cidades, produzindo novos dados

para compreender seus principais problemas, permitindo um melhor funcionamento e gerando

novas soluções que melhorem o desempenho urbano e sua qualidade de vida.

1. Sensoriamento em Tempo Real: Crowd-sourcing e Mapeamento de Media Social

• Geolocalização da origens de mensagens enviadas pelo Twitter

• Extrair informações úteis pode estar ligado a novos modelos de gestão da mobilidade;

• Mapas de feeds do Twittermostrando os tumultos de Londres de 2011, e mapa da densidades de postagens no Twitter (fig.A) produzido em Paris durante 24 horas em 21 de junho de 2010 (B).

• Crowd-sourcing: Open Street Mapque é produzido por exércitos de voluntários registrando informações sobre a posição usando GPS

(b)

(a)

2 . Redes múltiplas:

Dados do The London Oyster Card

• Utilização de CARTÕES eletrônicos recarregáveis: Em Londres todo ônibus, trem e metrô, podem ser utilizados por um cartão integrado;

• Banco de Dados de quase 1 bilhão de eventos correspondentes a entrada, saídas,transferências e baldeações, no período em 6 meses (jun 2011);

• Dados Minerados e Visualizados em busca de padrões e modelos;

• Algoritmos estão sendo desenvolvidos para a construção de viagens multimodais.

Fluxos diários (a) e volumes (b) Entre e em Hubs da rede ferroviária de Londres a partir de dados do Cartões Oyster

3. Novos sistemas de dados urbanos: Dados Abertos

• Abertura de dados públicos para o público interessados e

profissionais;

• Muitas prefeituras estão disponibilizando dados públicos em diversos formatos:

• Parte da agenda de transparência no governo atual, baseada na prestação de contas, mas também diz respeito a questões de confidencialidade e privacidade;

• Em termos de cidades inteligentes, se prevê que muitos destes portais vão surgir na próxima década.

Portais de dados abertos UK e NYC

4. Novos Modelos de Movimento e localização: MATSim e Simulacros

• A gama de interações entre os diferentes agentes do sistema de transporte e uso do solo requer abordagens baseadas em agentes para capturar seus impactos;

• MATSim - Open-source agent-based micro-simulation - Simulador baseado em agente, de código aberto,tem um excelente histórico de velocidade computacional e do tamanho dos problemas que ele pode resolver;

• Base para uma versão aprimorada que inclua múltiplos agentes em versões diferentes de equilíbrio;

• O projeto FuturICT também irá melhorar a velocidade e a qualidade destes modelos em termos desenvolvimento de infra-estrutura computacional e, a série de questões que tais sistemas de modelagem são capazes de resolver.

4. Novos Modelos de movimento e localização: MATSim e Simulacros• Aplicação em Tel-Aviv (Figura A), onde o

modelo é usado para simular tráfego em diferentes escalas espaciais onde a interação com atividades em ambas as escalas é modelado.

• Simulação utilizando modelos agregadores tradicionais na Figura (B) para a região de Londres

(a)

(B)

5. Análise de Risco de Caminhos de Desenvolvimento

• Avaliação de risco de um sistema tão complexo como uma área metropolitana está além da capacidade de computação atual: existe um grande número e tipos de agentes.

• Objetivo de desenvolver sistemas inteligentes para capturar a dimensão e a estrutura de correlação dos muitos fatores de condução do desenvolvimento urbano.

6. Novos Modelos e Sistemas para Descoberta de Comportamentos de Mobilidade: M-ATLAS

• O M-Atlas foi concebido como um sistema framework para dominar a complexidade do processo de descoberta mobilidade do conhecimento.

• É um sistema de consulta e mineração integrada, centrado sobre o conceito de uma trajetória,ou seja, uma seqüência de locais com tempo gravado, coletados no itinerário de um objeto em movimento.

• As Trajetórias referentes a viagem humana ou movimento pode ser reconstruída a partir de dados detectado em vários contextos, incluindo GPS de veículos, dados de celulares GSM, Sensores, serviços online, etc.)

6. Novos Modelos e Sistemas para Descoberta de Comportamentos de Mobilidade: M-ATLAS

• M-Atlas suporta o processo de descoberta de conhecimento complexo de dados brutos de trajetórias individuais e de mobilidade coletiva, por meio de métodos para:

– Reconstrução de trajetórias por meio de dados brutos de localização

– Gerenciamento e consulta de banco de dados de trajetória

– Mineração de trajetória: extração de padrões, agrupamentos, previsão e classificação

– Análises visuais de trajetória e apresentação/exploração de modelos

Trilhas de GPS no Metro de Milão e Agrupamentos de Trajetos preferidos

7. Novas Ferramentas paraGovernança da Demanda de Mobilidade

• Na Itália, 3% por cento dos veículos são monitorado para fins de seguros, fornecendo informações sobre as trajetórias individuais

• O exemplo mostra os dados de georreferenciamento para a área metropolitana de toda Roma (40.000 veículos) em Maio de 2010 e da área metropolitana de Turim (16.000 veículos) em setembro de 2007.

(a) Volumes de GPS em Roma e (b) Velocidades em Turim

• No exemplo a reconstrução do trajetória onde também são traçados as dados históricos para apontar a relevância dos hábitos de comportamentos dos indivíduos. A análise dos dados sugere a existência de comportamentos individuais gerais relacionados com o uso do espaço-tempo urbanos.


Reconstrução de Trajetória (a) Estatística de Comportamento de Mobilidade (b)

• Estas pesquisas serão o ponto de partida de uma nova geração de modelos baseados na mobilidade individual, e permitirá realizar uma reconstrução em tempo real do estado do tráfego através de toda rede urbana, para integrar a mobilidade privada com a mobilidade pública, realizando políticas de transporte sustentáveis e de baixa

energia capaz de prever cenários futuros e simular eventos de crise.

• Para ajudar a entender o comportamento de mobilidade humana, as TIC nos permitem investigar a dinâmica multidão usando uma abordagem microscópica. O exemplo mostra a reconstrução do fluxo de pedestre coletados por meio de GPS no carnaval Veneza em 2007.


Reconstrução da Dinâmica de movimento de pedestres em diferentes escalas no Carnaval de Veneza, 2007

• Usando esta base de dados, é possível modelar e simular a mobilidade de pedestres na rede, além da aglomeração em lugares-chave e nas proximidades gargalos críticos.

• Figura (a) mostra um instantâneo de uma simulação de fluxos de pedestre próxima Punta della Dogana (esquerda) e de fluxos similares em 3D como um instantâneo da mobilidade da multidão na Praça San Marco (b).


Dinâmica do movimento de pedestres em 2D (a) e 3D (b) (b)

(a)

Cenários para Smart City

Entre as diversas iniciativas de Smart City, são definidos seis cenários:

• Novas cidades intitulando-se como inteligente;

• Cidades mais antigas regenerando-se como inteligente;

• Desenvolvimento de parques de ciência, cidades tecnológicas, e tecnopolos focados em tecnologias de ponta;

• Desenvolvimento de serviços urbanos utilizando TIC atuais;

• Utilização das TIC para desenvolver novas funções de inteligência urbana;

• Desenvolvimento de formas on-line e móvel de participação.

Todos estes cenários são associados ao desenvolvimento de TICS

Cenários

1 - Desenvolvimento de Novas cidades intitulando-se como inteligente

Estão se proliferando em países de crescimento rápido. Masdar em AbuDhabi, Paredes em Portugal, Dongtan no delta do Yangtze, Songdo naCoréia do Sul, são exemplo de cidades onde empresas como a CISCO, GE,Microsoft estão implantando projetos de neutralização decarbono,conexão,eficiência energética (Smart-green eco-town).

2 - Desenvolvimento de Cidades mais antigas regenerando-se como inteligente

Incluem cidades que estão a incorporação de novas TIC naturalmente.

Exemplos de boas práticas encontram-se em cidades do mundo onde o desenvolvimento espontâneo de novas tecnologias estão surgindo em lugares como Silicon Alley (Nova York), Silicon Roundabout (Londres) e Akihabara (Tokyo).

Cenários

3 - Desenvolvimento de parques de ciência, cidades tecnológicas, e tecnopolos focados em tecnologias de ponta

Vale do Silício e da Rota 128 são os exemplos clássicos, mas idéia de parque da ciência ainda é altamente ressonante com relação ao desenvolvimento econômico local onde a produção de alta tecnologia se funde com o seu consumo em fazer tais áreas inteligentes.

4 - Desenvolvimento de serviços urbanos utilizando TIC atuais

Sob a forma de banco de dados em rede, computação em nuvem e redes de pontos fixos e móveis, é mais focado na coordenação de diversos interesses e setores que irão fazer a cidade inteligente na sua concepção e planejamento.

Cenários

5 - Utilização das TIC para desenvolver novas funções de inteligência urbana

São novas concepções da maneira que a cidade funciona e utilizar as ciências da complexidade para criar novas e poderosas formas de simular modelos e métodos de otimização que gerem estruturas da cidade e formas que promovam a eficiência,a igualdade e a qualidade de vida.

6 - Desenvolvimento de formas on-line e móvel de participação

Onde cidadãos são maciçamente envolvidos no trabalho de para melhorar a cidade ao lado de planejadores e projetistas do governo e de empresas. Noções de governança descentralizadas e ação comunitária são fundamentais para essas novas formas de participações com uso extensivo de TIC.

Nossa abordagem inovadora

• AS TENSÕES ESSENCIAIS– Cidades tornando-se cada vez maior em população e em base de

conhecimento estão no núcleo da cidade inteligente. A globalização agrava o quadro.

– As grandes cidades devem mobilizar as TIC para se tornar cada vez mais inteligentes em busca de vantagem competitiva. TIC é a chave para um mundo melhor e será mais claramente demonstrado nas grandes cidades.

• OS TEMAS-CHAVE– Pode parecer à primeira vista que programas relacionados com as

cidades inteligentes sejam fortemente focados em hardware e redes, mas o foco está muito mais nas questões de organização, implicando o desenvolvimento de software e gestão em larga escala de recursos computacionais, redes e dados.

– Desenvolvimento e acoplamento de bancos de dados gerados novos tipos de mídia, sensores, mineração online, etc, é um dos focos chaves da pesquisa.

– Um dos principais temas será o desenvolvimento de novos modelo de simulação que abrangem as novas formas de complexidade sendo desenvolvidas em cidades inteligentes.

Projetos Propostos

• Trabalha juntamente com os interesses das empresas, como IBM e Cisco, para relacionar o que eles estão fazendo em relação às questões envolvidas;

• Organiza o rumo da pesquisa em sete áreas distintas que se sobrepõem, mostrada no diagrama;

7 Projetos Propostos

1. Bancos de Dados Integrados para a Cidade Inteligente,

2. Detecção, e Criação de Redes e o Impacto das Novas Mídias Sociais;

3. Modelagem de Redes de Performance, Mobilidade e Comportamento de Transportes;

4. Modelagem de Uso do Solo Urbano e Transportes ;

5. Modelagem de Atividades Transacionais Urbanas em Mercados De Trabalho, Habitação e Transportes;

6. Apoio à Decisão como Inteligência Urbana: Modelagem em Tempo Real e Participação na Elaboração de Políticas;

7. Estruturas de Governança para a Cidade Inteligente.

Projetos Propostos

1. Bancos de Dados Integrados para a Cidade Inteligente:

• Será selecionada uma série de bancos de dados de diferentes setores da cidade, não necessariamente disponíveis em tempo real.

• Estas bases de dados podem ser enriquecidas pela adição de dados de fontes mais convencionais, como censos.

• Exemplo da vinculação de dados do censo de população com dados eletrônicos sobre os preços da terra e transações residenciais.

• Não há nada equivalente a este tipo de integração disponível em qualquer lugar, embora haja tentativas começando na comunidade GIS.

• Em termos de dados de transporte, serão agrupados fluxos de dados disponíveis de diferentes países europeus o que vai exigir uma terminologia comum e para torná-los comparáveis .

2. Detecção, e Criação de Redes e o Impacto das Novas Mídias Sociais;

• Não serão desenvolvidos sensores próprios, pois a pesquisa está voltada para a mineração de dados disponíveis, agregando valor à sua interpretação;

• Os dados de sites de medias sociais podem ser ligados a outras redes de dados , para prover uma melhor compreensão sobre como comunidades, mercados, governo e negócios se relacionam.

3. Modelagem de Redes de Performance, Mobilidade e Comportamento de Transportes;

• Serão desenvolvidas teorias para entender melhor o tráfego e desempenho da rede de transporte, para explicar colapsos no tráfego e a cinética do trânsito;

• Desenvolvimento de novos mecanismos de escolha de rota;

• Comportamento de viagem integrada de grande escala e simulação de modelos de logística;

• Melhoria na integração e performance de sistemas de transportes.

Serão também construídas ferramentas para preparação para crises no transportes de pessoas, por exemplo, o fechamento do trafego aéreo por erupção de um vulcão.

4. Modelagem de Uso do Solo Urbano e Transportes;

• Vários grupos no FuturICT estão trabalhando com diferentes tipos de modelos de uso da terra e de transporte;

• Pretende-se desenvolver e utilizar o simulador MATSim, que fornece uma extensa base para a implementação de modelos ligando comportamento de viagens, uso da terra, mobilidade e redes sociais;

• Estes modelos servirão também para construir ferramentas para a preparação de crise em logística. O mercado de serviços de logística é mais complexo do que o mercado de transportes de passageiros devido ao comprimento das cadeias de abastecimento e maior número de tomadores de decisão e atores envolvidos.

5. Modelagem de Atividades Transacionais Urbanas em Mercados De Trabalho, Habitação e Transportes;

• Planeja-se um novo foco na modelagem das operações de mercado que determinem a forma como terra, propriedade, e trabalho são desenvolvidos, adquiridos, alocados e recompensados no ambiente urbano;

• Sabe-se pouco sobre como sistemas urbanos respondem a crise financeira - Serão desenvolvidos modelos do mercado da habitação, sintetizando várias bases de dados referentes a operações financeiras desses mercados.

• Serão abordados como mercados de trabalho locais se comportam em relação ao abastecimento das empresas, o papel do governo, a qualidade ambiental, e a inovação.

• A migração é um componente-chave que liga habitação com mercados de trabalho.

6. Apoio à Decisão como Inteligência Urbana: Modelagem em Tempo Real e Participação na Elaboração de Políticas;

• Nosso trabalho na integração de bases de dados e modelos apoiará o desenvolvimento da inteligência integrada para apoio a decisão, e também:

• Novas formas de visualização de dados e problemas urbanos,

• Ferramentas que informam e prever os impactos de cenários futuros;

• E formas em que cidadãos possam participar, remodeladas em sistemas integrados que operem de forma contínua e confiável.

7. Estruturas de Governança para a Cidade Inteligente.

Este e o projeto anterior são agrupados no esquema apresentado por causa dos recursos de modelagem que se pretende que sejam construídos sobre os sistemas de dados integrados a serem desenvolvidos;

• Assim como a cidade está mudando devido às TIC e assim os modelos de seu funcionamento, as instituições devem também incorporar um grau de flexibilidade muito diferente de organizações existentes que lidam com o futuro de nossas cidades;

• A TIC será central, assim como questões de responsabilidade, transparência, abertura de acesso a dados públicos e os regulamentos que as agências governamentais podem impor sobre os cidadãos.

Mudanças Esperadas de Paradigmas

• O desenvolvimento da computação moderna tem representado, mais do que uma mudança de paradigma, a transição de uma vez por todas de um mundo baseado em energia e materiais para um mundo baseada em informações;

• Muitas abordagens tradicionais para cidades não são mais relevantes, os sistemas de planejamento em que se trabalha atualmente não são adequados à sua finalidade;

• Uma mudança importante é desenvolvimento de infra-estrutura de informação que sustenta a cidade através de computação distribuída e de redes disponíveis, que gera serviços onde dados são coletados rotineiramente podendo ser usado para tornar as cidades mais inteligentes sobre diferentes escalas espaciais e temporais;

• Este é um momento sem precedentes no passado, que produz oportunidades para resolver os problemas humanos de forma nunca vista antes.

A Estratégia de Pesquisa Proposta

• Disciplinas e Campos Relevantes

– As cidades podem somente serem estudadas em um contexto interdisciplinar. Além das ciências humanas e sociais o estudo de cidades envolve sua organização física e espacial.

– Planejamento urbano e de transportes são área relevantes nesta pesquisa. Ciência da Computação é ponto chave no desenvolvimento de banco de dados, redes, etc.

• Referências Importantes e Patentes

– A maioria das inovações e softwares desenvolvidos pela pesquisa será de domínio público, licenciados por CreativeCommons. Contudo alguns softwares poderão estar sujeitos aos direitos de propriedade intelectual e a patentes.

Demonstração de resultados

Possíveis problemas que esta ciência pode informar:

• Booms e recessões na habitação em grandes cidades, ligadas a crises financeiras

• Impactos nas mudanças de energia em sistemas de transportes urbanos

• O quebra de redes de transporte devido a problemas de curto prazo relacionados com o conflito urbano, intempéries e eventos isolados

• O impacto das alterações climáticas sobre as cidades na Europa, particularmente aumento do nível do mar e o aumento das temperaturas no local

• A participação dos cidadãos no desenvolvimento de planos para cidades inteligentes do futuro centrando na mobilidade, habitação, melhor e estética e design, e o acesso a oportunidades

• O impacto de fenômenos de imigração em um mundo global.

Questões Éticas

• Os sistemas que envolvem sensoriamento de comportamentos individuais geram preocupações com a privacidade. Ao mesclar dados de diferentes fontes para produzir sistemas integrados e acoplados, existem questões claras de direitos de autor e direitos de propriedade intelectual, que terão de ser abordadas.

• Deve-se considerar que informação está acessível a quem, e isto se torna crucial quando tal informação está disponível em uma escala espacial onde os indivíduos podem ser identificados. Uma extensa base de conhecimento sobre como a confidencialidade pode ser assegurada auxiliará na construção de sistemas de dados e seu uso e acesso.

Impactos Esperados

Os impactos, amplamente apresentados, se aplicam na Ciência, na Tecnologia e Competitividade e na Sociedade

• Impacto na Ciência

– A pesquisa irá resolver os enigmas da evolução social por meio da lente da cidade. Isso implica no desenvolvimento de estratégias e metodologias que lidam com a evolução sistemas que estão se tornando mais complexo, devido à inovação tecnológica e a crescente prosperidade.

– Busca-se progredir a ciência e a arte da simulação urbana que se acredita ser fortemente enraizada na robusta teoria de como a cidade funciona no espaço e no tempo como uma entidade econômica e artefato social.

– Serão desenvolvidos novos métodos de integração espacial de bancos de dados relacionados e continuar a evoluir na mineração de conjunto de dados muito grandes, na ordem de terabytes.

Impactos Esperados

• Impacto na Tecnologia e Competitividade

– Cidades inteligentes são cidades competitivas. Busca-se identificar formas em que as cidades possam responder a novas iniciativas e aumentar a sua vantagem competitiva.

– Serão desenvolvidos novos contextos interativos baseados na web, que permitirão inserir uma ampla gama de cidadãos ativistas e grupos na compreensão e no planejamento da cidade e da comunidade em que eles têm interesse e participação.

• Impactos na Sociedade

– Cidades inteligentes são cidades justas. Serão desenvolvidas infra-estruturas acessíveis a uma ampla gama de interesses e grupos com diferentes níveis de experiência e ativismo, de modo que todos estejam envolvidos. Os sistemas interativos baseados na web são fundamentais neste contexto.

– Este trabalho representa uma base para futuras discussões sobre a questão de que as novas tecnologias têm tanto efeitos revolucionário quanto

“Today, we know more about the

universe than about our society.

It's time to use the power of

information to explore social and

economic life on Earth and discover

options for a sustainable future.

Together, we can manage the

challenges of the 21st century,

combining the best of all

knowledge. “ (FuturICT.eu)

smart city of the future web

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