fb
Connext 7 minuten

Hoe betere integratie helpt bij het bouwen van Smart Cities

Een blik op IoT oplossingen binnen transport, nutsbedrijven, en klimaat management en de daarbij gepaarde integratieuitdagingen.

RZW pasfoto 2020
Ruben van der Zwan
CEO & Co-Founder
How better integration helps build Smart Cities
Scroll

Smart Cities: een bekend concept voor holistische integratie maar in de praktijk vaak toegepast op losstaande use cases. Met de implementatie van een Smart City Framework hebben lokale overheden, in samenwerking met de particuliere sector, nu de mogelijkheid om urbane gebieden volledig te integreren met technologie die een betere leefbaarheid brengt voor burgers, gemeenten en het klimaat.

Verstedelijking is een serieuze mondiale uitdaging. Naarmate steden groter worden, neemt ook het aantal uitdagingen toe waarmee stadsbesturen te maken hebben. Verkeersstromen, milieubeheer en verbruik van nutsvoorzieningen zijn slechts enkele van de dagelijkse bezigheden die ervoor zorgen dat steden fantastische leefomgevingen worden of grijze gedrochten die de levenskwaliteit van inwoners beperken. Met de opkomst van het Internet of Things (IoT) en API’s vormt de integratietechnologie een schat aan mogelijkheden voor gemeenten om hun steden richting utopie te leiden en ver weg van het doemscenario.

Als je het over Smart Cities hebt, dan heb je het automatisch ook over integratieoplossingen. In deze blog vind je Smart City use cases, en de uitdagingen en de oplossingen om legacy-systemen naar een cloudgebaseerde of hybride toekomst van integratie te leiden.

IoT use cases voor Smart Cities 

De use cases in Smart City-ontwerp roepen vaak beelden op van een futuristische wereld beschreven in (strip)boeken of tv-advertenties. En de realiteit loopt niet ver achter. Het Internet of Things laat zien dat de vooruitgang in API ontwikkeling en interoperabiliteit steden sturen naar een meer geïntegreerde technologische samenleving. Een die beter zorgt voor haar burgers en het klimaat.

Mobiliteit en Vervoer

Mobiliteit en vervoer vormen een groot deel van de uitdagingen waar groeiende metropolen mee te maken hebben. Megasteden zoals de Indonesische hoofdstad Jakarta weten hier alles van. Zo telt Groot Jakarta bijna 32 miljoen inwoners en heeft de binnenstad bijna 11 miljoen inwoners. Iedere dag pendelen miljoenen mensen in de buitenwijken naar de centrale gebieden van de stad voor werk en onderwijs. Deze enorme instroom van verkeer weegt zwaar op alle elementen van stadsbeheer. Effectieve integratieoplossingen in deze extreme gevallen zijn niet alleen fijn om te hebben, ze zijn essentieel voor de kwaliteit van wonen en werken in de stad.

Smart city-technologie voor verkeer en mobiliteit zijn interessant omdat de mogelijkheden oneindig zijn en de applicaties niet al te veel complexiteit met zich meebrengen.

Een van de belangrijkste behoeften in elk Smart City-ontwerp is om een ​​geïntegreerd en verbonden openbaar vervoersysteem te hebben. Een waar alle vervoersaanbieders samen zorgen voor een betere doorstroming van het verkeer, ongeacht het besturingssysteem, of het nu bussen, treinen, metro’s, trams of stadsfietsen zijn.

Stel je voor dat alle contactpunten van het openbaar vervoer met elkaar verbonden zijn. Dit betekent dat burgers realtime toegang hebben tot de meest ideale woon-werkroutes. Verkeerslichten ingesteld zijn op basis van ‘load’-management, en stadsplanning betere oplossingen kan ontwerpen op basis van de opstopping- en doorstroomgegevens uit verkeerscontrolecentra. Slim transport biedt een fantastische sandbox-case voor interoperabel stadsdesign.

Energiedistributie & nutsvoorzieningen

Steden slokken enorme hoeveelheden energie op. De logistiek om steden van elektriciteit en gas te voorzien, vereist grote controlecentra die het energieverbruik kunnen verdelen naar gelang de dagelijkse vraag.

Wat als IoT-sensoren in huizen, bedrijven en openbare ruimtes in staat zouden zijn om realtime gegevens aan deze centra te leveren? En wat als deze controlecentra daardoor automatisch afwijkingen in patronen kunnen detecteren en conclusies trekken op basis van correlaties tussen meerdere gegevensbronnen. En wat als dan juist deze systemen, door middel van Machine Learning (ML) algoritmen bouwen die voorspellen wanneer energie naar deze gebieden moet worden gedistribueerd.

Dit is een zeer reëel scenario en een scenario dat zelfs kan worden gemonetariseerd door stadsgemeenten en nutsbedrijven, omdat het de mogelijkheid opent voor een duurzamere methode van energiedistributie.

Milieu- en Klimaatbeheer

Naarmate steden groeien, neemt ook de behoefte aan duurzame processen toe. Of we het nu hebben over waterbeheer (overstromingsanalyse, waterkwaliteit, droogte) of afvalbeheer (afvalinzameling en recycling). Met Smart City Frameworks kunnen we duurzame steden ontwerpen die de levenskwaliteit voor mens en planeet verbeteren.

Schoon drinkwater is hard op weg om de meest schaarse hulpbron op onze planeet te worden, en het is haast overbodig om te vermelden dat het van vitaal belang is voor ons voortbestaan. Slim ontwerp rond waterbeheer is dus van levensbelang. Denk bijvoorbeeld aan IoT-sensoren die informatie over waterkwaliteit delen. Dat zou steden helpen investeringen in waterfiltratie-installaties te verhogen of lastige doorstroomgebieden op te sporen en opnieuw te ontwerpen voor optimaal gebruik. Deze analyses kunnen natuurlijk handmatig worden uitgevoerd, zoals dat al decennia gedaan wordt, maar IoT en integratietechnologie maken het nu mogelijk om problemen in realtime aan te pakken.

Er zijn enkele fantastische voorbeelden rondom afvalbeheer. Een daarvan is in slimme afvalbeheersystemen. Sensoren op afvalbakken laten afvalinzamelaars precies zien waar ze nodig zijn en wat de optimale inzamelroutes zijn. Bij de afvalverwerking wordt het afval vervolgens automatisch gesorteerd en kan deze informatie worden gedeeld met andere entiteiten die afval in een asset veranderen en het terug naar de samenleving brengen. Slim afvalontwerp draagt dus bij aan de circulaire economie.

De integratieuitdagingen voor Smart City-ontwerp

Al deze voorbeelden vereisen open standaarden en open uitwisseling van gegevens. Om dat te bereiken, moeten we kijken naar enkele van de belangrijkste integratieuitdagingen waarmee Smart Cities te maken krijgen. In onze recente whitepaper: ‘Envision Smart Cities that Work’ identificeerden we vier kernuitdagingen.

1. Volume en Snelheid

Miljarden datastromen gaan 24/7 door duizenden sensoren heen. Hoe ga je daar als systeem mee om. Daarnaast, welke elementen van die informatie zijn nuttig? En wat is op dit moment niet bruikbaar, maar past in een groter patroon dat op een later moment kan worden gebruikt? Vooral als het gaat om legacy-systemen en niet-schaalbare platforms, vormt het volume en de snelheid van gegevens een grote uitdaging.

2. Interoperabiliteit

Laten we, als we het hebben over de uitdaging van interoperabiliteit, het eerste voorbeeld van Smart Transit nemen. Een volledig geïntegreerde manier van slim openbaar vervoer. Dan hebben we het over een tiental verschillende aanbieders van openbaar vervoer met elk hun eigen logsystemen. Over verkeerscentrales van de overheid die hun eigen gegevens verwerken en opslaan. En we hebben miljoenen burgers met smartphones en applicaties die in realtime moeten worden bijgewerkt. Op de een of andere manier zou het totale systeem (of een netwerk van gedistribueerde) in staat moeten zijn om het juiste type informatie op te vragen, te ontvangen en naar de juiste gebruiker of het juiste systeem te sturen.

3. Control over gegevensstromen

Kijkend naar punt 1 en 2 hierboven, dan rijst de vraag: wie zou controle moeten hebben over deze datastromen? Moet het een enkele entiteit zijn? In het publieke of private domein? Of hybride? In Smart City Frameworks moet rekening worden gehouden met controle op datastromen en welke beveiligingsmaatregelen gepast zijn.

4. Integratie van legacy-systemen

Deze kernuitdaging sluit aan bij het vraagstuk rondom interoperabiliteit. Hoe waardevolle gegevens te extraheren uit heterogene legacy-systemen die on-premise worden bewaard en worden beheerd door interne ontwikkelteams? Het hybride integratieplatform zou een blik in de goede richting kunnen werpen, maar dit moet worden opgenomen in een veel groter ontwerp dat meerdere legacy-systemen met verschillende belanghebbenden verbindt.

Integratieoplossingen voor Smart City Frameworks

Of we het nu hebben over een volledig verbonden openbaar vervoersysteem, energiedistributie of afval- en waterbeheer; ze zijn elk afhankelijk van een groot aantal IoT-eindpunten. Bij het ontwerpen van een Smart City is er een duidelijke opzet voor datastromen te volgen.

IoT Field Sensors > Field Gateways > API Cloud Gateways > Data Lake > Data Warehouse(s)

In deze vereenvoudigde configuratie gaan de veldsensoren door verbonden veld-gateways, die vervolgens de cloud binnenkomen via API-gateways en hun weg vinden naar data lakes en uiteindelijk data magazijnen waar ze dienovereenkomstig kunnen worden geïnterpreteerd, geanalyseerd, geïmplementeerd en gecommuniceerd naar verschillende systemen.

Of het nu allemaal naar één of meerdere datawarehouses gaat, de integratiearchitectuur moet gebaseerd zijn op Microservices. Deze gedecentraliseerde manier van integreren zorgt voor een agile en schaalbare oplossing. Vooral als het gaat om live-omgevingen waar realtime feedback van systemen vereist is, worden snelheid en nauwkeurigheid een prioriteit. Om dit te bereiken, zullen Smart City Frameworks een cloud-first aanpak moeten hanteren. Een cloud-first setup spreidt risico’s en maakt het mogelijk om expertise te plaatsen in de systemen die het best zijn uitgerust om een ​​bepaalde taak of bepaald verzoek uit te voeren.

Ondersteuning voor beleidsmakers en belanghebbenden van Smart City design

Slimme steden en slimme vervoersoplossingen vereisen schaalbare integratieplatforms. Waar onder andere Identity & Access Management, API Management, microservices architecture (MSA), en Open Standards volledig worden ondersteund.

Yenlo heeft, in samenwerking met WSO2, Connext Platform ontwikkeld. Dit Integration-Platform-as-a-Service (iPaaS) wordt volledig beheerd en gehost door Yenlo en is direct klaar om te worden aangepast aan elk IoT smart city-ontwerp. Het is specifiek gebouwd om legacy-systemen te verbinden met systemen die een cloud-first, API-first benadering hebben. Neem contact met ons op en onze consultants adviseren, ontwikkelen of assisteren je van harte bij jouw smart city-oplossing of Smart City Framework.