Arquitectura de interoperabilidad para mejorar las capacidades de análisis de información y toma de decisiones

Abstract

[ES] Esta tesis presenta un análisis profundo y soluciones innovadoras para los retos abordados en la Investigación Criminal (IC) y la Gestión de Emergencias (GE), con un enfoque particular en la colaboración interagencial y el manejo de datos en entornos complejos. La investigación comienza estableciendo la relevancia de una colaboración eficaz entre diversas agencias para el manejo efectivo de la información en la era digital, especialmente en el contexto de la IC y la GE. Se destaca cómo la proliferación del contenido digital y la generación masiva de datos han transformado estos campos, presentando tanto oportunidades como desafíos significativos.

La tesis revisa exhaustivamente el estado del arte en estas áreas, identificando las principales limitaciones y posibilidades de desarrollo. Se analizan aspectos críticos como la gestión de la información, las tecnologías de Big Data (BD), la respuesta rápida en emergencias, la interoperabilidad y la colaboración entre agencias, y los desafíos tecnológicos en sistemas complejos. Asimismo, se exploran cuestiones como la gestión de datos heterogéneos, la escasez de recursos y formación y los desafíos asociados al volumen y complejidad de los datos.

Respondiendo a estos desafíos, se propone una arquitectura innovadora que aborda la eficiencia e interoperabilidad de los sistemas actuales en la prevención y resolución de crímenes y en la GE. Esta arquitectura se adapta específicamente a las necesidades de los usuarios finales de los proyectos MAGNETO y ASSISTANCE, incorporando de manera eficiente diferentes componentes de software y empleando tecnologías como RMI, SOAP, REST, y JMS. Se enfatiza la transición hacia arquitecturas basadas en microservicios, utilizando un API Gateway para mejorar la modularidad y la escalabilidad.

La aplicabilidad de esta arquitectura se demuestra en los proyectos MAGNETO y ASSISTANCE, donde se abordan retos específicos. MAGNETO, enfocado en la lucha contra el crimen, integra y analiza datos de diversas fuentes, mientras que ASSISTANCE se centra en la mejora de la Situational Awareness (SA) de los First Responders (FR) mediante la integración de tecnologías avanzadas como UAVs, robots, y sistemas de realidad virtual y aumentada. Ambos proyectos demuestran una mejora significativa en la colaboración interagencial y la efectividad en situaciones de emergencia y lucha contra el crimen.

Finalmente, la tesis concluye con una reflexión sobre los logros obtenidos y plantea posibles áreas de investigación para el futuro. Se sugiere expandir la aplicación de la arquitectura a otros contextos, abordando barreras como la del idioma en la interoperabilidad y explorando la integración de tecnologías emergentes como la realidad aumentada y el IoT. Se pone el énfasis en la necesidad de continuar mejorando las capacidades de respuesta ante emergencias y la lucha contra el crimen en la era digital. La tesis representa un avance significativo en estos campos, proporcionando soluciones tecnológicas avanzadas y abriendo caminos para futuras investigaciones y desarrollos.

[CA] Aquesta tesi presenta una anàlisi profunda i solucions innovadores per als reptes abordats en la Investigació Criminal (IC) i la Gestió d'Emergències (GE), amb un enfocament particular en la col·laboració interagencial i la gestió de dades en entorns complexos. La investigació comença establint la rellevància d'una col·laboració eficaç entre diverses agències per al maneig efectiu de la informació en l'era digital, especialment en el context de la IC i la GE. Es destaca com la proliferació del contingut digital i la generació massiva de dades han transformat aquests camps, presentant tant oportunitats com desafiaments significatius.

La tesi revisa exhaustivament l'estat de l'art en aquests camps, identificant les principals limitacions i oportunitats per a millores. S'analitzen aspectes crítics com la gestió de la informació, les tecnologies de Big Data (BD), la resposta ràpida en emergències, la interoperabilitat i la col·laboració entre agències, i els desafiaments tecnològics en sistemes complexos. També s'examinen problemes com la gestió de dades heterogènies, l'escassetat de recursos i capacitació, i els desafiaments associats amb el volum i complexitat de les dades.

Responent a aquests desafiaments, es proposa una arquitectura innovadora que aborda l'eficiència i interoperabilitat dels sistemes actuals en la prevenció i resolució de crims i en la GE. Aquesta arquitectura s'adapta específicament a les necessitats dels usuaris finals dels projectes MAGNETO i ASSISTANCE, integrant eficaçment components de software diversos i utilitzant tecnologies com RMI, SOAP, REST, i JMS. S'emfatitza la transició cap a arquitectures basades en microserveis, utilitzant un API Gateway per a millorar la modularitat i l'escalabilitat.

L'aplicabilitat d'aquesta arquitectura es demostra en els projectes MAGNETO i ASSISTANCE, on s'aborden reptes específics. MAGNETO, enfocat en la lluita contra el crim, integra i analitza dades de diverses fonts, mentre que ASSISTANCE es centra en la millora de la Situational Awareness (SA) dels First Responders (FR) mitjançant la integració de tecnologies avançades com UAVs, robots, i sistemes de realitat virtual i augmentada. Ambdós projectes demostren una millora significativa en la col·laboració interagencial i l'efectivitat en situacions d'emergència i lluita contra el crim.

Finalment, la tesi conclou amb una reflexió sobre els assoliments obtinguts i proposa futures línies d'investigació. Es suggereix expandir l'aplicació de l'arquitectura a altres contextos, abordant barreres com la de l'idioma en la interoperabilitat i explorant la integració de tecnologies emergents com la realitat augmentada i l'IoT. S'emfatitza la necessitat de continuar millorant les capacitats de resposta davant emergències i la lluita contra el crim en l'era digital. La tesi representa un avanç significatiu en aquests camps, proporcionant solucions tecnològiques avançades i obrint camins per a futures investigacions i desenvolupaments.

[EN] This thesis presents an in-depth analysis and innovative solutions to the challenges faced in Criminal Investigation (CI) and Emergency Management (EM), with a particular focus on interagency collaboration and data management in complex environments. The research begins by establishing the importance of effective collaboration between various agencies for efficient information management in the digital age, especially in the context of CI and EM. It highlights how the proliferation of digital content and massive data generation have transformed these fields, presenting both opportunities and significant challenges.

The thesis thoroughly reviews the state of the art in these fields, identifying major limitations and opportunities for improvements. Critical aspects such as information management, Big Data (BD) technologies, rapid response in emergencies, interoperability, and collaboration between agencies, and technological challenges in complex systems are analyzed. Issues such as the management of heterogeneous data, resource scarcity and training, and challenges associated with data volume and complexity are also examined.

In response to these challenges, an innovative architecture is proposed that addresses the efficiency and interoperability of current systems in crime prevention and resolution and in EM. This architecture is specifically tailored to the end-user needs of the MAGNETO and ASSISTANCE projects, efficiently integrating various software components and utilizing technologies such as RMI, SOAP, REST, and JMS. The transition to architectures based on microservices is emphasized, using an API Gateway to improve modularity and scalability.

The applicability of this architecture is demonstrated in the MAGNETO and ASSISTANCE projects, where specific challenges are addressed. MAGNETO, focused on combating crime, integrates and analyzes data from various sources, while ASSISTANCE focuses on improving the Situational Awareness (SA) of First Responders (FR) through the integration of advanced technologies such as UAVs, robots, and virtual and augmented reality systems. Both projects demonstrate significant improvements in interagency collaboration and effectiveness in emergencies and crime fighting.

Finally, the thesis concludes with a reflection on the achievements obtained and proposes future lines of research. It suggests expanding the application of the architecture to other contexts, addressing barriers such as language in interoperability, and exploring the integration of emerging technologies like augmented reality and IoT. The need to continue improving response capabilities in emergencies and combating crime in the digital age is emphasized. The thesis represents a significant advancement in these fields, providing advanced technological solutions and paving the way for future research and developments.