Elcity: um modelo elástico e multinível de economia de energia para cidades inteligentes

• Ano de defesa: 2016
• Autor(a) principal: Rostirolla, Gustavo
• Orientador(a): Righi, Rodrigo da Rosa
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Vale do Rio dos Sinos
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação Aplicada
• Departamento: Escola Politécnica
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Cidades inteligentes; Consumo de energia; Planejamento urbano; Computação em nuvem; Elasticidade
• Palavras-chave em Inglês: Smart cities; Energy consumption; Urban planning; Cloud computing; Elasticity
• Área do conhecimento CNPq: ACCNPQ::Ciências Exatas e da Terra::Ciência da Computação
• Link de acesso: http://www.repositorio.jesuita.org.br/handle/UNISINOS/5702

Como resultado da migração rural e suburbana para as cidades, a vida urbana tornouse um desafio significativo para os cidadãos e para a gestão da cidade, impondo uma enorme preocupação na utilização sustentável de recursos como energia, água, transportes e habitação. Cidades inteligentes são a maior aposta para enfrentar estes desafios de forma eficiente através de um acompanhamento em tempo real que visa auxiliar no planejamento inteligente e desenvolvimento urbano sustentável. Entretanto, para que este acompanhamento ocorra de forma eficiente e possibilite a utilização sustentável dos recursos é necessária uma integração entre cidadãos, dispositivos da cidade, administração pública e a plataforma de computação em nuvem, onde os dados serão armazenados e processados. Para tal, propõe-se o modelo ElCity, um modelo que combina dados de cidadãos e dispositivos da cidade para permitir uma gestão elástica multinível do consumo de energia de uma cidade. Como decisão de projeto, essa gestão deve ocorrer de forma automática, sem afetar a qualidade dos serviços já oferecidos. A principal contribuição do modelo ElCity diz respeito à extensão do conceito de elasticidade em nuvem para os demais níveis (smartphones dos cidadãos, dispositivos da cidade e data center), alterando o estado dos componentes em cada nível entre ligado e desligado de acordo com a demanda. Desta forma, este trabalho apresenta o modelo ElCity, detalhando seus módulos distribuídos ao longo das três fontes de dados, além dos experimentos que utilizam dispositivos da cidade e dados de cidadãos de Roma para explorar a economia de energia. Os resultados são promissores, onde o módulo monitor de energia permite estimar o consumo de energia das aplicações elásticas baseado em traços de CPU e memória com uma precisão média e mediana de 97,15% e 97,72%. Além disso, os resultados apontam a possibilidade de redução de mais de 90% no consumo de energia relativo a iluminação pública na cidade de Roma, obtido através da análise de dados de localização de seus cidadãos.