Las infraestructuras inteligentes: ¿Qué aportan para la sociedad y la industria?

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Desde caminos de tierra construidos naturalmente con los pies de los hombres hasta puentes y carreteras modernas de alta velocidad, hoy en día se desarrollan infraestructuras inteligentes para resolver las dificultades y los desafíos que supone la gestión, mantenimiento y peligro de estas.

Las infraestructuras para las Smart Cities

Entendemos como infraestructura las construcciones que conforman el sistema vial de transporte ya sean marítimos, ferrocarril, por carretera, aérea, como aquéllas destinadas a la electricidad, energía, red hidráulica, de telecomunicaciones, etc.  

Su gestión es vital para el buen funcionamiento de las actividades económicas y para garantizar el bienestar social y la cohesión de las poblaciones, pero una infraestructura adecuada supone enfrentarse a desafíos difíciles. 

Inteligencia Artificial en la gestión de infraestructuras

La inteligencia artificial (IA) se encuentra en la base de muchos nuevos servicios y está diariamente ayudando a avanzar en una amplia gama de tecnologías y sectores. La gestión de las infraestructuras es uno de estos sectores, pero este no ha evolucionado lo suficientemente rápido en los últimos centenares de años.  

Aplicar IA en la gestión y mantenimiento de las infraestructuras permite a los conductores y a los ingenieros automatizar tareas y puede ayudar a la toma de decisiones desde la escala individual hasta la global. Por esta razón, es importante brindar para el desarrollo  la innovación de las tecnologías en estos procesos.  

El papel de Big Data

Tener las infraestructuras conectadas y automatizadas supone una gran integración de datos y tecnologías novedosas. La mayoría de los datos provienen de sistemas de IoT (Internet de las Cosas) como son las cámaras de tráfico, radares, camiones de residuos, flotas de transporte, sensores, etc. 

En la era de la industria 4.0, los datos extraídos forman un papel clave para obtener información de valor y optimizar los recursos mejorando la infraestructura de forma continua. 

Aplicaciones de la Inteligencia Artificial en infraestructuras

La introducción de sistemas inteligentes en la gestión de infraestructuras está cambiando el sector, no solo puede ayudar a hacer más fluido el tráfico de una carretera, sino que también puede contribuir al mantenimiento de un túnel o al control de entrada y salidas de los barcos de un puerto.  

Vemos sus aplicaciones y ejemplos en las distintas infraestructuras: carreteras, infraestructuras portuarias, aeropuertos y red ferroviaria:  

Smart Roads o carreteras inteligentes

Aplicando sistemas de IA podemos mejorar la conducción y la seguridad de los vehículos que transitan por ellas. Gracias a estos sistemas podemos obtener el estado de una vía para su mantenimiento, una correcta señalización o incluso optimizar la iluminación de las carreteras con sensores para ahorrar energía.  

Se emplean tecnologías basadas en IoT, Big Data, IA, conectividad inalámbrica y visión artificial combinados con geolocalización a través de sensores y cámaras, etc. La logística inteligente también juega un gran papel.  

Para más información visite: smart-road-technology-digital-highways-of-the-future.

Por otra parte, un gran reto es la gestión del tráfico por carretera. Se implementan señales de tráfico y semáforos inteligentes que mediante una serie de algoritmos y factores permiten el paso de los vehículos. Veamos un caso de éxito donde aplicaciones de IA resuelve esta problemática:   

Rotonda inteligente

En casos donde en una intersección se deben tener en cuenta distintos factores como es la velocidad, el tipo de vehículo, su procedencia y el tramo horario, el mejor marco de actuación de la IA es el Reinforcement Learning (RL). Esta tecnología ha sido aplicada al diseño de una rotonda inteligente gestionando los retos computacionales y así obtener un sistema que gestione el acceso de los vehículos teniendo en cuenta las colas existentes para minimizar el tiempo global de espera. ¡Todo un éxito! 
Si quieres saber más, lee nuestro caso de «Rotonda Inteligente con Deep Reinforcement Learning«.

El RL también puede ser aplicado para resolver problemas como es la venta de billetes de avión o alquiler de habitaciones en los que existe un conjunto de recursos finitos. 

IA en la infraestructura portuaria

Los puertos con la infraestructura inteligente optimizan tareas como es la asignación de los recursos y servicios y la carga y descarga autónoma de las mercancías. Sus aplicaciones van desde la resolución de problemas y el reconocimiento de patrones hasta el aprendizaje automático.   

Utilizan sistemas inteligentes para la planificación de la disponibilidad de muelles o en la toma decisiones sobre qué contenedores descargar primero y cómo organizarlos,  por ejemplo. 

También se aplica la IA en los datos para determinar la hora estimada de llegada y salida de grandes buques y así, reducir los tiempos de espera, entre muchas otras aplicaciones. Para más información visite: Dailylogistics-Smart-Port

IA en aeropuertos o transporte aéreo

El uso de IA en las operaciones de tráfico aéreo está en sus inicios. Las competencias están utilizando modelos informáticos mejorados para crear nuevas oportunidades para potenciar los actuales sistemas de gestión del tráfico, las normas de separación y la planificación del espacio aéreo y sus infraestructuras.  

Algunos ejemplos de proyectos potenciales son los controles de seguridad en los aeropuertos, las operaciones de movimiento de aviones (empuje y remolque), el abastecimiento de combustible o la optimización de la carga y descarga de equipaje y pasajeros en los aviones.

IA en red ferroviaria

Como principales autores de la revolución industrial y movilidad público, los ferrocarriles, trenes y metros que constituyen la red ferroviaria actual se apoyan también en tecnologías de inteligencia artificial. Gracias a estas aplicaciones se consigue organizar las estructuras de las redes y crear nuevo valor añadido. Por ejemplo, en una estación de tren se pueden aplicar un sistema inteligente para predecir cuándo y cuantos pasajeros llegan a la estación para que el ascensor esté disponible allí donde se le necesita y poder evitar grandes aglomeraciones.  

Beneficios que aportan las infraestructuras inteligentes

Aplicando sistemas inteligentes con el objetivo de gestionar las infraestructuras obtenemos claros avances y mejoras en los procesos: 

  • Mejora de la planificación y construcción de las infraestructuras 
  • Reducción de los costes y optimización de recursos 
  • Aumento de la competitividad  
  • Sistemas más seguros 
  • Sistemas limpios, inteligentes, sostenibles y eficaces 
  • Reducción de los tiempos de espera y aglomeraciones
  • Automatización de tareas tediosas para el equipo 

Conclusión

A través de este artículo hemos podido identificar distintos procesos basados en la IA que facilitan los proyectos y mantenimiento de las infraestructuras de manera smart: más rápida, más eficiente, más fiable y segura.  

La IA está en el punto de mira como uno de los campos emergentes que transforman la gestión de las infraestructuras. El progreso futuro se espera que sea aún más espectacular, aunque no hay acuerdo sobre el tiempo y la naturaleza exacta de estos desarrollos. 

Los rápidos avances en la investigación de la inteligencia artificial permiten transferir tareas repetitivas y tediosas, pero al mismo tiempo complejas por naturaleza y que exigen atención y precisión, de los humanos a las máquinas que las resuelven con nuevas tecnologías. 

Está claro que hay mucho trabajo por adelante. Es necesario tomar medidas para adaptar la evolución de la IA en el sector de la infraestructura en el concepto general, de modo que apoye la innovación hacia las ciudades inteligentes , y al mismo tiempo, garantice la seguridad, la protección de los datos personales y la sostenibilidad.  

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