[논문 리뷰] Software Platforms for Smart Cities: Concepts, Requirements, Challenges, and a Unified Reference Architecture

Eduardo Felipe Zambom Santana, Ana Paula Chaves외 3명|arXiv (Cornell University)|2016. 09. 26.

Smart Cities and Technologies참고 문헌 95인용 수 136

한 줄 요약

본 논문은 23개의 스마트 시티 소프트웨어 플랫폼을 조사하고 기술 활용에 따라 분류하며, 핵심 과제를 제시하는 통합 참조 아키텍처를 도출한다.

ABSTRACT

Making cities smarter help improve city services and increase citizens' quality of life. Information and communication technologies (ICT) are fundamental for progressing towards smarter city environments. Smart City software platforms potentially support the development and integration of Smart City applications. However, the ICT community must overcome current significant technological and scientific challenges before these platforms can be widely used. This paper surveys the state-of-the-art in software platforms for Smart Cities. We analyzed 23 projects with respect to the most used enabling technologies, as well as functional and non-functional requirements, classifying them into four categories: Cyber-Physical Systems, Internet of Things, Big Data, and Cloud Computing. Based on these results, we derived a reference architecture to guide the development of next-generation software platforms for Smart Cities. Finally, we enumerated the most frequently cited open research challenges, and discussed future opportunities. This survey gives important references for helping application developers, city managers, system operators, end-users, and Smart City researchers to make project, investment, and research decisions.

연구 동기 및 목표

• 도시 애플리케이션 설계, 배치, 관리용으로 통합 미들웨어로서의 스마트 시티 소프트웨어 플랫폼을 정의한다.
• 23개 스마트 시티 플랫폼을 분석하여 공통 활성화 기술과 요구사항을 식별한다.
• 기능적 및 비기능적 요구사항을 다루는 통합 참조 아키텍처를 도출한다.
• 차세대 플랫폼을 위한 개방형 연구 과제와 향후 기회를 제시한다.

제안 방법

• 집중된 질의 전략을 사용하여 23개 스마트 시티 플랫폼과 애플리케이션에 대한 문헌 조사를 수행한다.
• 플랫폼을 IoT, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 사이버 물리 시스템의 네 가지 활성화 기술 범주로 분류한다.
• 플랫폼 전반의 공통 기능적 및 비기능적 요구사항을 식별한다.
• 발견된 내용을 참조 아키텍처로 종합하고 개발자, 도시 관리자, 연구자에 대한 시사점을 논의한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 RQ1: 스마트 시티의 최신 소프트웨어 플랫폼에서 사용되는 활성화 기술은 무엇인가?
• RQ2 RQ2: 스마트 시티 소프트웨어 플랫폼이 충족해야 할 기능적 및 비기능적 요구사항은 무엇인가?
• RQ3 RQ3: 차세대 강건한 스마트 시티 플랫폼을 개발하는 데 있어 주요 과제와 개방형 연구 문제는 무엇인가?

주요 결과

• 활성화 기술은 네 가지 범주—IoT, 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 사이버 물리 시스템—로 묶인다.
• 플랫폼은 센서 네트워크 관리, 데이터 생애 주기, 서비스 디렉토리와 같은 기능적 요구사항을 공유하며, 상호 운용성 및 확장성과 같은 비기능적 요구사항을 포함한다.
• 일반적인 격차로는 데이터 무결성을 위한 데이터 전처리 구성 요소의 부재와 보안 문제에 대한 논의의 부족이 있다.
• 다양한 플랫폼은 확장성과 탄력성을 달성하기 위해 클라우드 컴퓨팅과 IoT의 조합에 의존하며, 빅데이터와 CPS의 강조도는 다양하다.
• 본 연구는 구성 요소를 활성화 기술, 요구사항, 과제와 정렬된 참조 아키텍처를 도출한다.