Cidade Inteligente na Teoria e na Prática · Na casa de um morador idoso, o chão terá sensores...

São Paulo, 18 de março de 2015

Cidade Inteligente na Teoria

e na Prática

Profº Sidnei Martini Universidade de São Paulo (USP)

Cidade inteligente e Ficção

Cidade Inteligente na Teoria e na Prática

Cidade inteligente – Uma Possibilidade


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


http://www.tecmundo.com.br/historia/2662-a-cidade-do-futuro-esta-em-construcao-na-coreia-do-sul-.htm#ixzz2QCLB6XWY

























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



http://www.tecmundo.com.br/historia/2662-a-cidade-do-futuro-esta-em-construcao-na-coreia-do-sul-.htm#ixzz2QCJsJi43

























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



http://www.tecmundo.com.br/historia/2662-a-cidade-do-futuro-esta-em-construcao-na-coreia-do-sul-.htm#ixzz2QCLgswvn

























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:



http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/12/10/cidades-do-futuro/


http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/12/10/cidades-do-futuro/

Um novo papel para a distribuidora de energia elétrica


http://www.istoedinheiro.com.br/noticias/112031_AS+CIDADES+DO+FUTURO



Metrô de São Paulo - Linha 4 – Inteligência adicionada



Porto Alegre - Centro de comando – Inteligência adicionada

Luz esperta: Porto Alegre também tem centro integrado


Centro de Operações Rio de Janeiro – Inteligência adicionada



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


Divertir

Trabalhar Morar

Profissional

Social

Infraestrutura

Uma visão básica do urbanismo

Estudar

Viver Pessoal


Gestão da Infraestrutura Urbana

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


Ciclo de vida dos ativos urbanos

Planejamento Projeto Básico

Construção

Operação

Manutenção

Destinação

Projeto Executivo


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


Sistema sob

Controle

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Decisão Ação

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A supervisão e controle em tempo real


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A supervisão e controle em tempo real - Big Data

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Sistema sob

Controle

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Perturbação Supervisão

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A supervisão e controle em tempo real – Nuvem - Big Data


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Processos Urbanos


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Uma visão sistêmica

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O impacto entre os processos - Inteligência



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Planejamento

Projeto

Construção

Operação

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O impacto matricial nas fases do ciclo de vida


Coordenação

SIGINURB – Uma visão sistêmica



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Sistema Integrado de Gestão da Infraestrutura Urbana

SIGINURB

Uma aplicação real


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


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


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


SIGINURB – Integração da operação

PURA

PURE

SEGURANÇA

STI/CCE

IEE

PREFEITURA - USP

IAG


Plano Mestre de Iluminação do Campus da Capital da Universidade de São Paulo

SIGINURB – Iluminação pública


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.



UTILIZAÇÃO DA LUZ BRANCA: PERCEPÇÃO NOTURNA



32 53 46 40 28 18 18 28 40 46 53 32

ATUAL

PROJETADO



Novo sistema de iluminação – primeiro trecho em operação Av. Prof. Luciano Gualberto (Pça Ramos de Azevedo até estacionamento FEA)

SIGINURB – Obras concluídas



Era assim



Ficou assim


SISTEMA DE TELEGESTÃO

Luminária com dispositivo

receptor/emissor (antena)

Controle Mestre

Modem GPRS/3G

Servidor




IoT – Internet das coisas




Um novo conceito:

Despacho de luz, como em água e energia elétrica



• 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


• 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


Aspectos relevantes para uma distribuidora de energia elétrica face a uma cidade Inteligente do futuro


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


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



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



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



Um futuro que já é hoje


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


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

[email protected]


mailto:[email protected]

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Envie suas dúvidas,

perguntas e sugestões para:

[email protected]

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