Validación arquitectura para la gestión de tecnología de información en ciudades inteligentes

Validación arquitectura para la gestión de tecnología
de información en ciudades inteligentes.
Validation architecture for information technology
management in smart cities.
Gina Paola Maestre Góngora
Wilson Nieto Bernal
Estudiante Doctorado en Ingeniería de Sistemas
Universidad del Norte
Barranquilla, Colombia
ggongora@uninorte.edu.co
4: Correo electrónico
Profesor Doctorado en Ingeniería de Sistemas
Universidad del Norte
Barranquilla, Colombia
wnieto@uninorte.edu.co
Resumo — Este artículo presenta un modelo preliminar para la
gestión de TI en ciudades inteligentes y su validación. Se asume la
tecnología de información como un elemento fundamental y
transversal en el desarrollo de las ciudades inteligentes, por ello
es necesario su adecuada gestión con el fin de generar valor agregado a cada uno de los sectores de una ciudad: economía, medio
ambiente, educación, movilidad, etc. Se expone la base teórica
que soporta el modelo, su propósito, usuarios potenciales y arquitectura base. Se analizan los resultados de una validación preliminar sobre el modelo propuesto con el fin de realizar los ajustes
necesarios en una versión futura que será sobre la cual se desarrollará un marco de trabajo que incluya un modelo de madurez
de capacidad y una guía para el mejoramiento continuo de las
ciudades.
Palabras Clave – Ciudades inteligentes;gestión
tecnología;arquitectura empresarial, validación
de
Abstract — This article presents a preliminary validation of model for IT management in smart cities. Information technology is
assumed as a fundamental and cross-cutting element in the development of smart cities, so their adequate management in order
to generate added value to each of these sectors is necessary in a
city: economy, environment, education, mobility, etc. The theoretical basis that supports the model, its purpose, potential users
and base architecture of the model is exposed. The analysis of the
results of an initial validation with experts of the proposed model
to perform the necessary adjustments to the model in a future
release; It will be on which the framework is developed and this
will include a capability maturity model and a guide for continuous improvement of the Colombian cities.
Keywords – Smart cities; management, information technology,
enterprise architecture,validation.
I.
INTRODUCCIÓN
Es innegable la atención hacia las iniciativas y proyectos de ciudades inteligentes en todo el mundo, es
así como en Europa y Asía pioneras en estas iniciativas han avanzado de manera significativa; recien-
temente Latinoamérica ha comenzado a liderar este
tipo de proyectos.
De manera general podemos asumir que una ciudad
inteligente es un territorio caracterizado por el uso
intensivo de las tecnologías, principalmente de información y comunicación, para promover la colaboración, la innovación y la eficiencia en el mejoramiento de la calidad de vida y la sostenibilidad de
las ciudades a través de servicios tecnológicos hacia
los ciudadanos [1].
Si bien las TI son un elemento fundamental también
se puede afirmar que las ciudades se enfrentan a
retos difíciles como mantener y mejorar las infraestructuras de las TI y las políticas de innovación [2],
es decir existe una necesidad de gestionar de manera más eficiente los recursos e infraestructura tecnológica de tal manera que esta se encuentre alineada
con los objetivos estratégicos de las ciudades y puedan administrarse de mejor manera los desafíos y
cambios emergentes asociados a las TI [3].
Este articulo presenta la arquitectura de un modelo
para la gestión de TI de información aplicable al
contexto de ciudades inteligentes. El modelo se
expone en términos de su propósito, usuarios, principios, características, 7 dimensiones y 34 factores a
evaluar.
Posteriormente se presenta una muestra de la validación del modelo por parte de expertos mediante el
análisis de resultados de una encuesta con el fin de
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desarrollar a futuro un modelo de madurez que sea
útiles a las administraciones públicas para valorar la
capacidad de la gestión de tecnología en ciudades
inteligentes.
II.
MARCO TEÓRICO
A. Ciudades Inteligentes
[4] afirma que el objetivo de las ciudades inteligentes es crear un entorno para el intercambio de información, la colaboración, la interoperabilidad y
experiencias perfectas para sus habitantes asumiendo la innovación tecnológica como un mecanismo
para mejorar los servicios y crear condiciones donde las herramientas pueden ser mejor utilizadas;
donde el uso de las tecnologías son indispensables
para mejorar la competitividad y asegurar un futuro
más sostenible por la relación entre personas, empresas, tecnologías, infraestructuras y gobierno.
Las Tecnologías de Información (TI) son un elemento principal para ofrecer infraestructura, plataformas y soluciones, sin embargo no se puede asegurar una alta inteligencia y capacidad de solución a
los problemas a menos que estén integradas a una
arquitectura amplia de coordinación entre espacios
físicos, institucionales y digitales de las ciudades.
En cuanto al papel de las TI en las ciudades inteligentes [5] afirma que si bien las TI tienen el poder
para hacer frente a los desafíos de la gobernanza de
las ciudades -y con ello mejorar la calidad de vida
de los residentes de la ciudad- el uso exitoso de las
TI es mucho más que sólo la inversión en hardware
y software; en tal sentido [6] expone que una ciudad inteligente es una ciudad que busca abordar los
asuntos públicos a través de soluciones basadas en
las TI sobre la base de múltiples partes interesadas
en asociación.
En este orden de ideas [7] plantea que hasta ahora
el papel de las ciudades y regiones en la innovación
basada en las TI en su mayoría está centrada en el
despliegue de infraestructura de banda ancha, la
estimulación de las aplicaciones basadas en las TI
que mejoran la calidad de vida de los ciudadanos se
está convirtiendo en una prioridad clave.
III.
MODELO PROPUESTO
A continuación se expone la arquitectura base que
soporta un modelo de gestión de tecnología de información para ciudades inteligentes que sea aplicable en un futuro al contexto de ciudades colombianas. De manera general se asume las TI como un
elemento fundamental, necesario e imprescindible
en las iniciativas de ciudades inteligentes por ello se
asumirán como el centro del modelo su gestión de
tal manera que sea un insumo útil para que desde las
TI se puedan direccionar, planear y evaluar diversas características de las ciudades inteligentes como: Economía, Movilidad, Medio Ambiente, Educación, Gobierno y otros, es decir este modelo será
flexible y podrá valorar como las TI contribuyen al
desarrollo de las ciudades inteligentes en uno o más
sectores.
A. Propósito
El modelo es una guía metodológica basada en el
ciclo de gestión (P: Planear, H: Hacer; V: Verificar;
A: Actuar) para las administraciones públicas, proveedores y académicos que desean valorar y orientar las estrategias de las ciudades inteligentes desde
la perspectiva de las tecnologías de información.
Figure 1.
Inteligentes
Modelo de Gestion de TI para Ciudades
B. Usuarios Potenciales
El modelo puede ser consultado y usado por:



.
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Gobierno nacional y local:
o Ministerio, alcaldías, gobernaciones, secretarias o
departamentos de TI del estado
o Gerentes de TI de las entidades gubernamentales
Empresarios:
o Proveedores de servicios y de tecnología
o Clúster de TI
Académicos
o Investigadores
o Centros Tecnológicos y de Desarrollo
C. Arquitectura
El modelo se concibe desde las ideas principales de
las ciudades inteligentes: tecnología, innovación y
colaboración, así mismo se incorporan como centro
los procesos básicos de la gestión: planear, hacer,
verificar y actuar como se muestra en la fig. 1.
En este orden de ideas el marco se compone de los
siguientes elementos:
los ciudadanos a través
de la infraestructura
tecnológica disponible
Cultura
Infraestructura
1) Características:
Conjunto de enunciados transversales que guían y
orientan el diseño, desarrollo e implementación del
framework.



Centrado en el ciudadano;
Basado en la colaboración
Orientado por la tecnología de información
2) Principios:
Conjunto cualidades expresados en forma de reglas
de alto nivel, que guían y permiten tomar decisiones
sobre una las estrategias, actividades y procesos de
gestión de TI en ciudades inteligentes tales como:





Independencia
Universalidad
Estandarizado
Agrega valor
Medible
Se han definido siete dimensiones, cada una de estas tendrá asociado varios factores a evaluar que en
su conjunto describen la dimensión como se muestra en la tabla I:
TABLA I. DIMESIONES Y FACTORES A EVALUAR
Estrategia
institucional
Servicios
tecnológicos
Descripción
Contempla la información referida a cual es
objetivo de las TI y los
servicios que brinda el
estado y su articulación
con los marcos legales o
regulatorios.
Gestión de los servicios
prestados por las entidades del sector público a
Canales de
Entrega
Innovación
3) Dimensiones:
Estas siete dimensiones propuestas surgen básicamente de los dominios de arquitectura empresarial
de TI presentes en diversos marcos de referencia
como [10],[11].
Dimensión
Datos
Factores a evaluar
Objetivos institucionales
de la ciudad
Estrategias
Portafolio(oferta de
proyectos TIC)
Políticas públicas (TIC)
Capacidad organizativa
Acceso
Masificación
Aspectos asociados a las
estrategias que facilitan
y promueven un contexto pertinente para el uso
y apropiación de las TI
Se refiere a la infraestructura hardware y
software y sus instalaciones que permiten el
almacenamiento, procesamiento y aseguramiento de las aplicaciones y
los datos.
Conjunto de procesos
para la adquisición,
procesamiento, almacenamiento, gestión y
análisis
de
grandes
volúmenes de datos.
Mecanismos de comunicación entre el estado y
los ciudadanos es decir
cómo se entregan los
diversos servicios.
Aplicación de métodos,
políticas, productos y
servicios que aportan de
una manera novedosa,
eficiente y abierta a los
procesos del estado.
Plataformas Disponibles
Usabilidad
Alineación con la estrategia TI
Pedagogía ciudadana
Participación ciudadana
Formación ciudadana
Gestión
Acceso
Disponibilidad
Tecnologías Emergentes
Disponibilidad
Acceso
Datos Abiertos
Privacidad
Actualización
Seguridad
Variedad
Volumen
Velocidad
Contenido
Diversificación
Actividades Ciencia,
Tecnología e Innovación
Capital Humano
Inversión en I+D+I
4) Modelo de Madurez de Capacidad:
Modelo de evaluación estará basado en las dimensiones y factores asociados a las mismas, a través del
cual mediante un conjunto de indicadores y métricas
permite la valoración de una ciudad o territorio respecto a la gestión de tecnología en un contexto inteligente.
5) Guía para mejoramiento continuo:
La guía mejoramiento continuo que deberá permitir
a que la ciudad llegue a un nivel de madurez alto en
todas las dimensiones del modelo en uno o varios
sectores
IV.
VALIDACION INICIAL DEL MODELO
Actualmente el modelo se encuentra en desarrollo y
se ha definido la base teórica que lo soporta, su
propósito, usuarios y la arquitectura base en sus
principios, características y dimensiones y factores
de evaluación que lo integran.
Disponibilidad
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La validación inicial se ha realizado sobre estos
elementos mediante una encuesta en línea a expertos y comunidad académica. Se hace el análisis de
los resultados obtenidas hasta la fecha. A continuación se detalla el proceso de validación y sus resultados.
A. Propósito de la encuesta
Valorar la pertinencia y relevancia de los principios,
características, dimensiones y factores a evaluar propuestos como base para la formulación de un
modelo de gestión de Tecnología de Información
(TI) aplicable a ciudades inteligentes colombianas.
Dimensión
Muy
Alta
Alta
Media
Baja
Ninguna
Estrategia institucional
64,3%
28,6%
7,1%
0,0%
0,0%
Cultura
28,6%
57,1%
7,1%
7,1%
0,0%
Innovación
Infraestructura
Datos
50,0%
64,3%
57,1%
21,4%
14,3%
28,6%
28,6%
21,4%
14,3%
0,0%
0,0%
0,0%
0,0%
0,0%
0,0%
Servicios tecnológicos
50,0%
42,9%
7,1%
0,0%
0,0%
Canales de entrega
35,7%
42,9%
14,3%
7,1%
0,0%
Al consultar sobre el nivel de importancia de las anteriores
dimensiones, evaluando la prioridad de 1 a 7 de cada dimensión donde 1 es la más alta y 7 la más baja promediando los
resultados se obtuvo:
B. Muestra y perfil del encuestado
La muestra se seleccionó por muestreo no probabilístico por conveniencia donde los sujetos son seleccionados dada la accesibilidad y experticia especifica de las personas para la investigación.
Se envío la encuesta a una población de 25 personas
con experticia en el tema ya que el objetivo es obtener apreciaciones y aportes significativos que pueden incidir en ajustes futuros y reformulación del
modelo si es necesario.
Figure 3.
Sobre la relevancia de los factores de evaluación asociados a cada dimensión:

TABLA III. RELEVANCIA FACTORES DE EVALUACION
C. Resultados
En este análisis se descartan las encuestas en estado
vacío o parciales, a la fecha 15 encuestas se encuentran completas y son las que se consideran para el
análisis de resultados.
Perfil Encuestados: De los 15 encuestados el 11 son
profesores investigadores de universidades colombianas y de Iberoamérica, 3 estudiantes de doctorado
y 1 con otra ocupación. Con respecto a su formación
académica el 28,8% tiene titulo de doctorado, 64,3%
maestría y 7,1 % Especializacion.
Dimensión
Estrategia
institucional
Servicios
tecnológicos
Cultura
Infraestructura
Datos
Figure 2.

Importancia de las dimensiones
Área de Experticia encuestados
Valoración sobre la pertinencia de las dimensiones
propuestas:
Canales de
Entrega
TABLA II. Pertinencia Dimensiones
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Factores a evaluar
Objetivos institucionales de la ciudad
Estrategias
Políticas públicas (TIC)
Capacidad organizativa
Portafolio (oferta de proyectos TIC)
Acceso
Disponibilidad
Relevancia
92,90%
71,40%
71,40%
50,00%
28,60%
71,40%
71,40%
Usabilidad
Plataformas Disponibles
Alineación con la estrategia
Masificación
Formación ciudadana
Pedagogía ciudadana
Participación ciudadana
71,40%
64,30%
64,30%
21,40%
71,40%
64,30%
64,30%
Disponibilidad
Tecnologías Emergentes
Acceso
Gestión
100,00%
78,60%
71,40%
50,00%
Disponibilidad
Seguridad
Acceso
Datos Abiertos
Privacidad
85,70%
71,40%
64,30%
57,10%
50,00%
Actualización
50,00%
Velocidad
64,30%
Contenido
Variedad
Diversificación
64,30%
57,10%
42,90%
Innovación
Volumen
Inversión en I+D+I
Capital Humano
Actividades Ciencia, Tecnología e
Innovación
64,30%
Mayor del 80%
Menor del 51%

28,60%
85,70%
85,70%
Sobre la pertinencia de los principios y características:
TABLA IV. PERTINENCIA PRINCIPIOS Y CARACTERISTICAS
Principios/
características
Independencia
Muy
Alta
Alta
Media
Baja
28,6%
42,9%
28,6%
0,0%
Universalidad
35,7%
50,0%
14,3%
0,0%
Estandarizado
21,4%
50,0%
28,6%
0,0%
Agrega valor
28,6%
64,3%
7,1%
0,0%
Medible
14,3%
71,4%
14,3%
0,0%
Centrado en el ciudadano
64,3%
28,6%
0,0%
7,1%
14,3%
57,1%
28,6%
0,0%
21,4%
71,4%
7,1%
0,0%
Basado en la colaboración
Orientado por la
tecnología de información
D. Discusión
Sobre la pertinencia de las dimensiones propuestas
en la tabla II se muestra una buena aceptación de la
mismas. De las siete, cinco obtuvieron la apreciación como Muy alta (estrategia institucional, infraestructura, innovación, datos, servicios tecnológicos) con una pertinencia del mas del 50% y 2 dimensiones alcanzan la categoría alta(cultura y canales de entrega).
Cultura y canales de entrega tuvieron porcentajes en
la categoría baja pertinencia, por lo que se concluye
que todas son pertinentes en alguna medida para el
modelo propuesto.
Según la Tabla III para los encuestados las dimensiones más importantes son infraestructura tecnológica, innovación y estrategia institucional, las menos importantes canales de entrega y cultura , lo que
coincide con la Tabla II en la que estas tienen como
mayor valoración la categoría Alta y las menos
importantes cuentan con algún porcentaje de pertinencia baja.
Sobre la relevancia de los factores de evaluación
asociados a estas dimensiones se observa en la tabla
IV que de los 32 factores que se colocaron a consideración 8 están por debajo del 50% o menos de
aceptación es decir deben ser revisados y revaluados, 19 están entre 51% y el 80% y 5 tienen una
aceptación alta entre el 80% y el 100%.
Este es un aspecto critico del modelo ya que la elección adecuada de estos factores permitirá la valoración de la característica en su su conjunto. Es de
analizar con detalle los factores que tuvieron una
baja aceptación , reformularlos o eliminarlos según
sea el caso.
En cuanto los principios del modelo se aprecia que
ninguna obtuvo la mayoría en la categoría de pertinencia muy alta, al parecer si bien tienen una buena
aceptación ninguna tiene una apreciación de sobresaliente.
Referente a las características la que obtuvo mayor
consenso es la de orientado por la TI, aunque centrado en el ciudadano obtuvo mayoría en la categoría muy alta.
Adicionalmente dentro de la validación se obtuvo
información al respecto de nuevas categorías en
dimensiones, factores a evaluar , características y
principios que pueden ser considerados para una
versión futura de la siguiente manera:
TABLA V. APORTES NUEVOS AL MODELO
Dimensiones
Seguridad,
Gestión tecnológica,
Auditoria,
Ciberseguridad,
emprendimiento
tecnológico,
Industria TIC, aspectos económicos.
Características
Incluyente,
orientado por la innovación y el emprendimiento
tecnológico,
Agilidad en los procesos,
Mejora calidad de vida,
Sostenible e Innovador
Principios
Gestión
sostenibilidad,
sencillez,
adaptabilidad
CONCLUSIONES
El modelo propuesto será útil como una guías de
la visión estratégica de TI aplicable a iniciativas con
ciudades inteligentes. Está dirigido a las entidades
que conforman la administración pública con el fin
de contribuir con la construcción de un estado abierto, más eficiente, transparente, participativo y que
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V.
preste mejores servicios con la colaboración de toda
la sociedad, lo cual facilitará la implementación y el
desarrollo de ciudades y gobiernos inteligentes.
En la actualidad las ciudades colombianas no
cuentan con modelos de valoración sobre la capacidades de gestión de tecnología, por ello el modelo
propuesto es un instrumento que puede aportar desde la tecnología a la construcción e implementación
de iniciativas de ciudades inteligentes.
El proceso de validación con expertos sobre la
arquitectura permitió evidenciar la pertinencia de
cada uno de los componentes del mismo. De manera
general hay una buena aceptación hacia este trabajo
desde la comunidad académica.
Es necesario la revisión de los dimensiones que
tuvieron la más baja aceptación con del fin de reformularlas o definirlas de una mejor manera, en
cuanto a los factores de evaluación es necesario asociar métricas e indicadores adecuados que permitan
el desarrollo de un modelo de madurez consistente y
robusto.
El aporte de expertos en el tema ha sido significativo para validar las ideas expuestas, así mismo se
han de considerar las sugerencias de nuevos elementos para incorporarlos en una nueva versión del modelo.
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
[8]
[9]
[10]
[11]
[12]
[13]
AGRADECIMIENTOS
Al Departamento Administrativo de Ciencia, Tecnología e
Innovación- COLCIENCIAS por el apoyo para el desarrollo de
la tesis “Framework para la gestión de tecnología de información en ciudades inteligentes colombianas” en marco de la
beca de estudios de doctorado nacional en la Universidad del
Norte- Doctorado en Ingeniería de Sistemas y Computación.
[14]
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