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Perspectivas | 17/10/2023

Medición inteligente e IA: Presente y futuro de la automatización de la medición en los servicios públicos

Nuestro Director de I+D, Lucio Machetti, intervino en el Robot Day Perugia, organizado por FIWARE Innova iHub, para hablar del presente y el futuro de la automatización en la medición de servicios públicos.

Tradición frente a innovación en la adquisición de la lectura

Los métodos tradicionales de recuperación de datos de consumo de gas, electricidad y agua exigen que un operador se desplace físicamente al lugar para recuperar los datos, o que el usuario haga una autolectura. Con el tiempo, estos métodos han sido sustituidos por técnicas más avanzadas basadas en la medición inteligente, es decir, un sistema que permite que un contador tradicional equipado con una pieza inteligente se comunique con una unidad central a la que envía una serie de datos, no solo lecturas, sino también otro tipo de datos como diagnósticos de eventos o alarmas.

Este sistema de comunicación puede ser de dos tipos: el llamado punto a punto, que es cuando el aparato se comunica directamente con el centro de adquisición de datos, y el llamado punto a multipunto, que es cuando el contador se comunica con un concentrador, que a su vez se comunicará con el centro de adquisición de datos.

Un tercer caso se da principalmente en el sector del agua, donde se intenta aprovechar la presencia en el territorio de operadores dedicados a actividades como las instalaciones o el transporte urbano, permitiéndoles recuperar las lecturas de consumo: en este caso, el operador está equipado con un dispositivo dotado de una antena para recoger los datos del contador y transmitirlos a corta distancia, para después transferirlos al centro de adquisición de datos.

Superar los métodos tradicionales requiere un alto grado de complejidad, debido principalmente al número y variedad de objetos sobre el terreno y a los múltiples protocolos de comunicación.

Gestión de la complejidad de la red

La innovación del proceso requiere un sistema que pueda gestionar la complejidad del hecho de que los contadores pueden ser de distintos tipos, es decir, de gas, electricidad o agua, pero también podemos ampliarlo a un sensor genérico, por ejemplo, detectores de humo, desde la perspectiva de una ciudad inteligente.

Cada dispositivo está dotado de un canal de comunicación como la tarjeta sim, en el caso del canal GPRS, o la radio, en el caso de la radiofrecuencia, y por tanto la complejidad viene dada también por los distintos canales y protocolos de comunicación.

Para nosotros, en Terranova, hacer frente a la complejidad significa gestionar más de 150 modelos de contadores diferentes y 3.500 versiones de firmware distintas, garantizando así que nuestros clientes puedan mantener su propia estructura de hardware, aunque sea muy variada.

Gestión de la complejidad con Inteligencia Artificial

Además de la actividad de recuperar las lecturas de los contadores , el operador también tiene que ocuparse de cuestiones de mantenimiento. Por ejemplo, los contadores de gas y agua funcionan con pilas y se agotan con el tiempo. El enfoque tradicional consiste en comprobar periódicamente el contador y, en cuanto deja de funcionar, intervenir sobre el terreno para sustituirlo. En su lugar, un enfoque innovador utiliza los datos que el contador envía al centro para realizar lo que se denomina mantenimiento predictivo: básicamente, predice cuándo se descargará una batería concreta para anticipar cuándo hay que sustituirla, evitando que el contador interrumpa la comunicación y planificando la sustitución masiva de baterías para optimizar las operaciones.

Si un contador deja de comunicar datos de medición, el operador tiene que estimar el consumo del usuario final, una actividad que no es innovadora en sí misma, pero que pasa a serlo si se adopta un método que utilice un enfoque de aprendizaje automático para analizar todos los datos entrantes: de hecho, es posible entrenar modelos de aprendizaje automático que puedan reproducir fielmente cómo consume el usuario la electricidad, el gas o el agua para rellenar los datos que faltan con datos realistas, es decir, no con meras divisiones de un historial por el número de días. Además de obtener datos mucho más realistas, el operador podrá utilizarlos para tomar decisiones o realizar actividades de detección de anomalías en busca, por ejemplo, de fugas o consumos fraudulentos.

Como último caso de uso, podemos pensar que mediante una simple foto tomada por el operador en campo durante la ronda de recogida de lecturas, es posible, gracias a herramientas de Machine Learning y Deep Learning, extraer toda la información relativa al contador, como la tecnología de medida, modelo, número de serie, totalizador, todo ello sin cometer errores por introducción manual y reduciendo además el tiempo de procesamiento.

Estos son las posibilidades que tenemos hoy en día, apoyándonos en el sistema de medición inteligente de nuestras ciudades. Intentemos ahora imaginar qué más se puede hacer con este sistema aún infrautilizado.

Escenarios futuros

Un elemento de revolución es la adopción a gran escala de estos dispositivos, que en Italia ya está presente para los sectores de la electricidad y el gas, pero solo desde hace aproximadamente un año hemos visto su difusión también para el servicio del agua. Del mismo modo, también podemos ver este desarrollo en el extranjero, donde podemos afirmar nuestras décadas de experiencia, ya que Italia se ha adelantado al resto del mundo en el despliegue masivo de contadores inteligentes.

Este sector está en constante innovación, basta pensar en los distintos pasos de la evolución de los métodos de comunicación, desde el SMS hasta LoRaWan.

La creciente atención a las cuestiones de sostenibilidad conducirá inevitablemente al uso de fuentes alternativas de energía renovable, como el biometano y el hidrógeno.

La participación de los usuarios finales es cada vez más activa y es con esta conciencia con la que deben tratarse todos los datos de consumo para que los ciudadanos sean más conscientes de sus hábitos y se comporten de forma virtuosa.

Innovación

¿Sabía que...
Con el fin de garantizar excelentes niveles de calidad, seguridad y tecnología innovadora, enriqueciéndola con soluciones cada vez más eficaces, nuestro Centro de Innovación tiene como objetivo supervisar y evaluar las nuevas tecnologías (IA, pero no solo), apoyar el proceso de innovación radical (Innovación Abierta) y desarrollar una red de socios.

En este vídeo presentamos nuestro laboratorio de Grosseto, una simulación de la red de distribución de gas, electricidad y agua: todos los dispositivos están conectados a nuestro centro de adquisición de datos y gestionados por nuestros portales.

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