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

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.