Contribution to public health data processing architectures applied to resilient smart cities affected by natural hazards = Contribución a las arquitecturas de procesamiento de datos de salud pública aplicadas a ciudades inteligentes resilientes afectadas por peligros naturales

Abstract

El presente documento aborda tres aspectos que intervienen en el desarrollo sostenible de una ciudad como es la Tecnologia, la Salud y los Riesgos Naturales potenciales que acechan dicho progreso. En el primer contexto, se enfoca en describir las tecnicas y tecnologias que se utilizan en un entorno inteligente, entre ellas Redes de Sensores, Internet de las Cosas (IoT), Procesamiento de datos, Big Data y Aprendizaje automatico. En lo que respecta al tema de Salud, se enfoca en temas diversos que se utilizan en el procesamiento de datos de medidas corporales como el Indice de Masa Corporal (IMC), la marcha humana, el sobrepeso y las afecciones del suelo sobre la marcha. Por ultimo, se han estudiado dos entornos de emergencias en desastres naturales, estos son: terremotos e incendios, sin embargo, se describen ciertas cuestiones que pueden afectar el medio ambiente que rodea a la ciudad. La finalidad del estudio de estos aspectos es de analizar en primera instancia los efectos del IMC en la sobrevivencia de una persona cuando se presenta una emergencia y a su vez lo que puede hacer la tecnologia implementada en una ciudad (Smart City) para auxiliar a las personas que se encuentran mas vulnerables frente a riesgos naturales. En este contexto, se presentan las siguientes arquitecturas: La primera analiza una Smart City con la finalidad de incorporar el concepto de resiliencia en la ciudad cuando se presentan eventos post-desastre (terremotos). La segunda introduce una arquitectura de servicios de salud electronica dentro de una Smart City permitiendo establecer servicios de ayuda y rapido auxilio en emergencias. Por ultimo, y, para analizar estas propuestas se describen varios entornos de simulacion que se enfocan en diferentes puntos de las arquitecturas, entre ellas estan: 1. Red de sensores inalambricos dentro de edificios que permita generar alertas y rutas de evacuacion enfocada en incendios y terremotos. 2. Visualizador de eventos (mensajes) de cuartos o salas que se encuentran en alerta y pueden provocar danos a los seres humanos. 3. Analisis y modelos del flujo de comunicacion para una red de sensores. 4. Analisis de la propagacion de incendios forestales con la finalidad de proponer rapida evacuacion y alerta temprana a organismos de socorro. 5. Afectaciones del IMC en la marcha humana al momento de evacuar un edificio (tiempos de respuesta). 6. Analisis del IMC de las personas que presentan cierta patologia cardiaca, y, por ultimo, se presenta un analisis innovador para encontrar el riesgo de un edificio utilizando un modelo de marcha humana enfocado en el IMC. Finalmente, con los resultados obtenidos en las simulaciones se presentan conclusiones solidas acerca de la influencia del IMC en la marcha humana, y de como en una emergencia influye el peso de una persona en la sobrevivencia. Asi mismo, la necesidad de incorporar mecanismos a prueba de fallos (riesgos naturales) en las aplicaciones dentro de una Smart City. ----------ABSTRACT---------- This document discusses three aspects that intervene in the sustainable development of a city such as Technology, Health, and the potential Natural Risks that threaten such progress. In the first context, it focuses on describing the techniques and technologies used in a smart environment, including Sensor Networks, Internet of Things (IoT), Data Processing, Big Data, and Machine Learning. Regarding the issue of Health, it focuses on various topics that are used in data processing body measurements such as body mass index (BMI), human gait, overweight and conditions of the soil on the human walking. Finally, two emergency environments in natural disasters have been studied; these are: earthquakes and fires, however, specific issues that may affect the environment surrounding the city are described. The purpose of the study of these aspects is to analyze the effects of the BMI on the survival of a person when an emergency arises and at the same time what the technology implemented in a city (Smart City) can do to assist people who are more vulnerable to natural risks. In this context, the following architectures are presented: The first analyzes a Smart City to incorporate the concept of resilience in the city when post-disaster (earthquakes) events occur. The second introduces an architecture of e-health services within a Smart City allowing to establish support services and quick emergency relief. Lastly, to discuss these proposals, several simulation environments are described that focus on different points of the architectures, among them, are: 1. Wireless sensor network (WSN) inside buildings that allows generating alerts and evacuation routes focused on fires and earthquakes. 2. Viewing events (messages) from rooms that are on alert and can cause damage to humans. 3. Analysis and models of the communication flow for a sensor network. 4. Study of the spread of wildfires to propose rapid evacuation and early warning to relief agencies. 5. The repercussions of BMI in human gait when evacuating a building (response times). 6. BMI analysis of people who have specific cardiovascular disease, and finally, an innovative analysis is presented to find the building risk using a model of human gait focused on BMI. Finally, with the results obtained in the simulations, reliable conclusions are presented about the influence of the BMI in the human gait, and how in an emergency affects a person’s weight in survival. Likewise, the need to incorporate fail-safe mechanisms (natural risks) in applications within a Smart City.