Sistema de transporte inteligente

Un sistema de transporte inteligente (ITS) es una aplicación avanzada que, sin incorporar la inteligencia como tal, tiene como objetivo proporcionar servicios innovadores relacionados con diferentes modos de transporte y gestión del tráfico y permite a los usuarios estar mejor informados y hacer más seguros, coordinados e inteligentes. ‘uso de redes de transporte.

Aunque ITS puede referirse a todos los modos de transporte, la directiva de la Unión Europea 2010/40 / UE, hecha el 7 de julio de 2010, definió ITS como sistemas en los que las tecnologías de información y comunicación se aplican en el campo del transporte por carretera, incluida la infraestructura , vehículos y usuarios, y en la gestión del tráfico y la gestión de la movilidad, así como para las interfaces con otros modos de transporte. ITS puede mejorar la eficiencia del transporte en una serie de situaciones, es decir, transporte por carretera, gestión del tráfico, movilidad, etc.

Fondo
La actividad gubernamental reciente En el área de ITS – está motivada además por un enfoque creciente en la seguridad nacional. Muchos de los sistemas ITS propuestos también implican la vigilancia de las carreteras, que es una prioridad de la seguridad nacional. La financiación de muchos sistemas proviene directamente de organizaciones de seguridad nacional o con su aprobación. Además, ITS puede desempeñar un papel en la rápida evacuación masiva de personas en los centros urbanos después de grandes eventos fortuitos, como resultado de un desastre natural o una amenaza. Gran parte de la infraestructura y planificación involucrada con ITS es paralela a la necesidad de sistemas de seguridad nacional.

En el mundo en desarrollo, la migración de hábitats rurales a urbanizados ha progresado de manera diferente. Muchas áreas del mundo en desarrollo se han urbanizado sin una importante motorización y la formación de suburbios. Una pequeña porción de la población puede comprar automóviles, pero los automóviles aumentan enormemente la congestión en estos sistemas de transporte multimodal. También producen una considerable contaminación del aire, representan un riesgo importante para la seguridad y exacerban los sentimientos de inequidad en la sociedad. La alta densidad de población podría ser respaldada por un sistema multimodal de caminatas, transporte de bicicletas, motocicletas, autobuses y trenes.

Otras partes del mundo en desarrollo, como China, India y Brasil, siguen siendo en gran parte rurales, pero se están urbanizando e industrializando rápidamente. En estas áreas, se está desarrollando una infraestructura motorizada junto con la motorización de la población. La gran disparidad de riqueza significa que solo una fracción de la población puede viajar y, por lo tanto, el sistema de transporte multimodal altamente denso para los pobres se ve traspasado por el sistema de transporte altamente motorizado para los ricos.

Tecnologías de transporte inteligentes
Los sistemas inteligentes de transporte varían en las tecnologías aplicadas, desde los sistemas básicos de gestión, como la navegación de automóviles; sistemas de control de señales de tráfico; sistemas de gestión de contenedores; signos de mensaje variable; reconocimiento automático de matrículas o cámaras de velocidad para controlar aplicaciones, como sistemas de CCTV de seguridad; y a aplicaciones más avanzadas que integran datos en vivo y retroalimentación de varias otras fuentes, como guías de estacionamiento y sistemas de información; información meteorológica; sistemas de deshielo de puentes (deshielo de EE. UU.); y similares. Además, se están desarrollando técnicas predictivas para permitir el modelado avanzado y la comparación con los datos de referencia históricos. Algunas de estas tecnologías se describen en las siguientes secciones.

Comunicaciones inalámbricas
Se han propuesto diversas formas de tecnologías de comunicaciones inalámbricas para sistemas de transporte inteligentes. La comunicación por radio módem en frecuencias UHF y VHF se usa ampliamente para comunicación de corto y largo alcance dentro de ITS.

Las comunicaciones de corto alcance de 350 m se pueden lograr utilizando los protocolos IEEE 802.11, específicamente WAVE o el estándar dedicado de comunicaciones de corto alcance promovido por la Intelligent Transportation Society of America y el Departamento de Transporte de los Estados Unidos. Teóricamente, el rango de estos protocolos se puede extender usando redes móviles ad hoc o redes Mesh.

Se han propuesto comunicaciones de mayor alcance utilizando redes de infraestructura tales como WiMAX (IEEE 802.16), Global System for Mobile Communications (GSM) o 3G. Las comunicaciones de largo alcance que usan estos métodos están bien establecidas, pero, a diferencia de los protocolos de corto alcance, estos métodos requieren un despliegue de infraestructura extenso y muy costoso. Existe una falta de consenso sobre qué modelo de negocio debe apoyar esta infraestructura.

Las compañías de seguros automotrices han utilizado soluciones ad hoc para respaldar las funcionalidades de eCall y de seguimiento del comportamiento en forma de Telematics 2.0.

Tecnologías computacionales
Los recientes avances en la electrónica de los vehículos han llevado a un movimiento hacia menos procesadores informáticos más capaces en un vehículo. Un vehículo típico a principios de la década de 2000 tendría entre 20 y 100 módulos de controlador lógico programable / microcontrolador en red individuales con sistemas operativos en tiempo no real. La tendencia actual es hacia menos módulos de microprocesador más costosos con administración de memoria de hardware y sistemas operativos en tiempo real. Las nuevas plataformas de sistemas integrados permiten la implementación de aplicaciones de software más sofisticadas, incluido el control de procesos basado en modelos, la inteligencia artificial y la informática ubicua. Quizás el más importante de estos para los Sistemas de Transporte Inteligente es la inteligencia artificial.

Datos de automóviles flotantes / datos móviles flotantes
Los datos de “vehículo flotante” o “sonda” recogen otras rutas de transporte. En términos generales, cuatro métodos se han utilizado para obtener los datos sin procesar:

Método de triangulación En los países desarrollados, una alta proporción de automóviles contiene uno o más teléfonos móviles. Los teléfonos transmiten periódicamente su información de presencia a la red de telefonía móvil, incluso cuando no se establece una conexión de voz. A mediados de la década de 2000, se intentó utilizar teléfonos móviles como sondeos de tráfico anónimos. Cuando un automóvil se mueve, también lo hace la señal de cualquier teléfono móvil que se encuentre dentro del vehículo. Al medir y analizar los datos de red mediante la triangulación, la coincidencia de patrones o las estadísticas del sector celular (en un formato anónimo), los datos se convirtieron en información de flujo de tráfico. Con más congestión, hay más automóviles, más teléfonos y, por lo tanto, más sondas. En las áreas metropolitanas, la distancia entre las antenas es más corta y, en teoría, la precisión aumenta. Una ventaja de este método es que no se necesita construir infraestructura a lo largo del camino; solo la red de telefonía móvil está apalancada. Pero en la práctica el método de triangulación puede ser complicado, especialmente en áreas donde las mismas torres de telefonía móvil sirven dos o más rutas paralelas (como una autopista (autopista) con una carretera de fachada, una autopista (autopista) y una línea de tren suburbano, dos o más calles paralelas, o una calle que también es una línea de autobús). A principios de la década de 2010, la popularidad del método de triangulación estaba disminuyendo.

Reidentificación del vehículo. Los métodos de reidentificación de vehículos requieren conjuntos de detectores montados a lo largo de la carretera. En esta técnica, un número de serie único para un dispositivo en el vehículo se detecta en un lugar y luego se detecta nuevamente (se vuelve a identificar) más adelante en la carretera. Los tiempos de viaje y la velocidad se calculan al comparar el tiempo en que un dispositivo específico es detectado por pares de sensores. Esto se puede hacer usando las direcciones MAC de Bluetooth u otros dispositivos, o usando los números de serie de RFID de los transpondedores de cobro electrónico (ETC) (también llamados “etiquetas de peaje”).

Métodos basados ​​en GPS. Un número cada vez mayor de vehículos están equipados con sistemas de GPS / navegación por satélite en el vehículo que tienen comunicación bidireccional con un proveedor de datos de tráfico. Las lecturas de posición de estos vehículos se utilizan para calcular las velocidades del vehículo. Los métodos modernos no pueden usar hardware dedicado, sino soluciones basadas en teléfonos inteligentes que utilizan los llamados enfoques de Telematics 2.0.

Supervisión basada en smartphone. Los teléfonos inteligentes que tienen varios sensores se pueden usar para rastrear la velocidad y densidad del tráfico. Los datos del acelerómetro de los teléfonos inteligentes utilizados por los conductores de automóviles se supervisan para conocer la velocidad del tráfico y la calidad de la carretera. Los datos de audio y el etiquetado con GPS de los teléfonos inteligentes permiten la identificación de la densidad del tráfico y posibles atascos. Esto se implementó en Bangalore, India, como parte de un sistema de investigación experimental Nericell.

La tecnología de datos de automóviles flotantes ofrece ventajas sobre otros métodos de medición de tráfico:

Menos costoso que sensores o cámaras
Más cobertura (potencialmente incluyendo todas las ubicaciones y calles)
Más rápido de configurar y menos mantenimiento
Funciona en todas las condiciones climáticas, incluidas las fuertes lluvias

Tecnologías de detección
Los avances tecnológicos en telecomunicaciones y tecnología de la información, junto con microchips ultramodernos / modernos, RFID (identificación por radiofrecuencia) y tecnologías inteligentes de detección de balizas, han mejorado las capacidades técnicas que facilitarán los beneficios de seguridad para los conductores de sistemas de transporte inteligentes. globalmente Los sistemas de detección para ITS son sistemas en red basados ​​en vehículos e infraestructura, es decir, tecnologías de vehículos inteligentes. Los sensores de infraestructura son dispositivos indestructibles (como reflectores en carretera) que se instalan o incrustan en la carretera o alrededor de la carretera (por ejemplo, en edificios, postes y letreros), según sea necesario, y se pueden diseminar manualmente durante el mantenimiento preventivo de la construcción de carreteras o mediante maquinaria de inyección de sensores para un despliegue rápido. Los sistemas de detección de vehículos incluyen el despliegue de balizas electrónicas de infraestructura a vehículo y de vehículo a infraestructura para comunicaciones de identificación y también pueden usar reconocimiento automático de matrículas de video o tecnologías de detección de firma magnética de vehículo en intervalos deseados para aumentar el monitoreo sostenido de vehículos que operan en zonas.

Detección de bucle inductivo
Los bucles inductivos se pueden colocar en una plataforma para detectar vehículos a medida que pasan por el campo magnético del bucle. Los detectores más simples simplemente cuentan la cantidad de vehículos durante una unidad de tiempo (típicamente 60 segundos en los Estados Unidos) que pasan por el circuito, mientras que los sensores más sofisticados estiman la velocidad, la longitud y la clase de vehículos y la distancia entre ellos. Los bucles se pueden colocar en un solo carril o en múltiples carriles, y funcionan con vehículos muy lentos o detenidos, así como vehículos que se mueven a alta velocidad.

Video de detección de vehículos
La medición del flujo de tráfico y la detección automática de incidentes con cámaras de video es otra forma de detección de vehículos. Dado que los sistemas de detección de video como los utilizados en el reconocimiento automático de matrículas no implican la instalación de ningún componente directamente en la superficie de la carretera o en la plataforma, este tipo de sistema se conoce como un método “no intrusivo” de detección de tráfico. El video de las cámaras se alimenta a procesadores que analizan las características cambiantes de la imagen de video a medida que pasan los vehículos. Las cámaras generalmente se montan en postes o estructuras arriba o adyacentes a la carretera. La mayoría de los sistemas de detección de video requieren una configuración inicial para “enseñar” al procesador la imagen de fondo de referencia. Esto generalmente implica la entrada de mediciones conocidas, como la distancia entre las líneas de carril o la altura de la cámara sobre la carretera. Un solo procesador de detección de video puede detectar el tráfico simultáneamente de una a ocho cámaras, dependiendo de la marca y el modelo. La salida típica de un sistema de detección de video es la velocidad de los carriles por carril, los conteos y las lecturas de ocupación de carriles. Algunos sistemas proporcionan salidas adicionales que incluyen la brecha, el avance, la detección del vehículo parado y las alarmas de vehículos en sentido contrario.

Detección Bluetooth
Bluetooth es una forma precisa y económica de medir el tiempo de viaje y realizar análisis de origen y destino. Los dispositivos Bluetooth detectan los dispositivos Bluetooth en los vehículos que pasan a lo largo de la carretera. Si estos sensores están interconectados, pueden calcular el tiempo de viaje y proporcionar datos para las matrices de origen y destino. En comparación con otras tecnologías de medición de tráfico, la medición Bluetooth tiene algunas diferencias:

Puntos de medición precisos con confirmación absoluta para proporcionar los segundos tiempos de viaje.
No es intrusivo, lo que puede llevar a instalaciones de menor costo para sitios permanentes y temporales.
Se limita a la cantidad de dispositivos Bluetooth que se transmiten en un vehículo, por lo que el conteo y otras aplicaciones son limitadas.
Los sistemas generalmente son rápidos de configurar con poca o ninguna calibración necesaria.

Dado que los dispositivos Bluetooth se vuelven más frecuentes a bordo de vehículos y con más transmisiones electrónicas portátiles, la cantidad de datos recopilados a lo largo del tiempo se vuelve más precisa y valiosa para el tiempo de viaje y propósitos de estimación, se puede encontrar más información en.

También es posible medir la densidad del tráfico en una carretera utilizando la señal de audio que consiste en el sonido acumulativo del ruido de los neumáticos, el ruido del motor, el ruido de la marcha en vacío del motor, los bocinazos y el ruido de la turbulencia del aire. Un micrófono instalado en la carretera recoge el audio que comprende el ruido del vehículo y las técnicas de procesamiento de la señal de audio se pueden utilizar para estimar el estado del tráfico. La precisión de dicho sistema se compara bien con los otros métodos descritos anteriormente.

Fusión de información de múltiples modalidades de detección de tráfico
Los datos de las diferentes tecnologías de detección se pueden combinar de maneras inteligentes para determinar el estado del tráfico con precisión. Se ha demostrado que un enfoque basado en la fusión de datos que utiliza los datos acústicos, de imágenes y sensores recogidos en el lado del camino combina las ventajas de los diferentes métodos individuales.

Aplicaciones de transporte inteligentes

Sistemas de notificación de vehículos de emergencia
El eCall en el vehículo es generado manualmente por los ocupantes del vehículo o automáticamente a través de la activación de los sensores en el vehículo después de un accidente. Cuando se activa, el dispositivo eCall en el vehículo establecerá una llamada de emergencia que transportará tanto voz como datos directamente al punto de emergencia más cercano (normalmente el punto de respuesta de seguridad pública E1-1-2 más cercano, PSAP). La llamada de voz permite que el ocupante del vehículo se comunique con el operador de eCall capacitado. Al mismo tiempo, se enviará un conjunto mínimo de datos al operador eCall que recibe la llamada de voz.

El conjunto mínimo de datos contiene información sobre el incidente, incluida la hora, la ubicación precisa, la dirección en la que viajaba el vehículo y la identificación del vehículo. El eCall paneuropeo pretende ser operativo para todos los nuevos vehículos homologados como una opción estándar. Dependiendo del fabricante del sistema eCall, podría ser basado en un teléfono móvil (conexión Bluetooth a una interfaz en el vehículo), un dispositivo eCall integrado o una funcionalidad de un sistema más amplio como navegación, dispositivo telemático o dispositivo de peaje. Se espera que eCall se ofrezca, como muy pronto, a fines de 2010, a la espera de la estandarización por parte del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones y el compromiso de los grandes estados miembros de la UE como Francia y el Reino Unido.

El proyecto financiado con fondos comunitarios SafeTRIP está desarrollando un sistema ITS abierto que mejorará la seguridad vial y proporcionará una comunicación flexible a través del uso de la comunicación satelital en banda S. Dicha plataforma permitirá una mayor cobertura del Servicio de Llamadas de Emergencia dentro de la UE.

Aplicación automática de carreteras
Un sistema de cámara de control de tráfico, consistente en una cámara y un dispositivo de monitoreo de vehículos, se usa para detectar e identificar vehículos que desobedecen un límite de velocidad o algún otro requisito legal vial y automáticamente incrimina a los infractores según el número de matrícula. Las multas de tránsito se envían por correo. Las aplicaciones incluyen:

Cámaras de velocidad que identifican vehículos que superan el límite de velocidad legal. Muchos de estos dispositivos usan radares para detectar la velocidad de un vehículo o bucles electromagnéticos enterrados en cada carril de la carretera.
Se muestran cámaras de luz roja que detectan vehículos que cruzan una línea de parada o un lugar de parada designado mientras se muestra un semáforo en rojo.
Cámaras de carril de autobús que identifican vehículos que viajan en carriles reservados para autobuses. En algunas jurisdicciones, los carriles de autobuses también pueden ser utilizados por taxis o vehículos dedicados a la acumulación de automóviles.
Cámaras de paso a nivel que identifican los vehículos que cruzan los ferrocarriles en grado ilegalmente.
Cámaras dobles de línea blanca que identifican los vehículos que cruzan estas líneas.
Cámaras de carril para vehículos de alta ocupación que identifican vehículos que violan los requisitos de HOV.

Límites de velocidad variable
Recientemente, algunas jurisdicciones han comenzado a experimentar con límites de velocidad variables que cambian con la congestión vial y otros factores. Típicamente, tales límites de velocidad solo cambian para disminuir durante las malas condiciones, en lugar de mejorarse en los buenos. Un ejemplo es la autopista británica M25, que circunnavega Londres. En la sección más recorrida de 14 millas (23 km) (salida 10 a 16) del M25, los límites de velocidad variable combinados con la aplicación automática han estado vigentes desde 1995. Los resultados iniciales indicaron ahorros en los tiempos de viaje, tráfico fluido y una caída en el número de accidentes, por lo que la implementación se hizo permanente en 1997. Pruebas adicionales en el M25 hasta ahora han demostrado no ser concluyentes.

Secuencia de semáforo dinámico
Se escribió un documento de 2008 sobre el uso de RFID para secuencias de semáforos dinámicos. Evita o evita los problemas que generalmente surgen con los sistemas que utilizan el procesamiento de imágenes y las técnicas de interrupción del haz. La tecnología RFID con el algoritmo y la base de datos apropiados se aplicaron a un área de unión de múltiples vehículos, multilíneas y carreteras múltiples para proporcionar un esquema eficiente de gestión del tiempo. Se diseñó un cronograma dinámico para el paso de cada columna. La simulación mostró que el algoritmo de secuencia dinámica podría ajustarse incluso con la presencia de algunos casos extremos. El periódico dijo que el sistema podría emular el juicio de un oficial de policía de tránsito de turno, al considerar el número de vehículos en cada columna y las propiedades de enrutamiento.

Sistemas anticolisión
Japón ha instalado sensores en sus carreteras para notificar a los automovilistas que un automóvil está atascado en el futuro.

Sistemas cooperativos en el camino
La cooperación en materia de comunicación en la carretera incluye coche a automóvil, vehículo a la infraestructura y viceversa. Los datos disponibles de los vehículos se adquieren y transmiten a un servidor para su fusión y procesamiento central. Estos datos se pueden usar para detectar eventos como lluvia (actividad del limpiaparabrisas) y congestión (actividades frecuentes de frenado). El servidor procesa una recomendación de conducción dedicada a un solo grupo o un grupo específico de controladores y la transmite de forma inalámbrica a los vehículos. El objetivo de los sistemas cooperativos es utilizar y planificar la infraestructura de comunicación y sensores para aumentar la seguridad vial. La definición de sistemas cooperativos en el tráfico rodado está de acuerdo con la Comisión Europea:

“Los operadores de carreteras, la infraestructura, los vehículos, sus conductores y otros usuarios de la carretera cooperarán para ofrecer el viaje más eficiente, seguro, seguro y confortable. Los sistemas cooperativos vehículo-vehículo e infraestructura vehicular contribuirán a estos objetivos más allá de las mejoras alcanzables con sistemas independientes “.
Congreso Mundial sobre Sistemas Inteligentes de Transporte- ITS World Congress es una feria anual para promover las tecnologías ITS. ERTICO- ITS Europe, ITS America y ITS AsiaPacific patrocinan el ITS World Congress y la exposición anual. Cada año, el evento tiene lugar en una región diferente (Europa, América o Asia-Pacífico). El primer Congreso Mundial de ITS se celebró en París en 1994.

Europa
La Red de Asociaciones Nacionales de ITS es una agrupación de intereses nacionales de ITS. Fue anunciado oficialmente el 7 de octubre de 2004 en Londres. La secretaría está en ERTICO – ITS Europe.

ERTICO – ITS Europe es una asociación pública / privada que promueve el desarrollo y el despliegue de ITS. Conectan a autoridades públicas, actores de la industria, operadores de infraestructura, usuarios, asociaciones nacionales de ITS y otras organizaciones. El programa de trabajo ERTICO se centra en iniciativas para mejorar la seguridad del transporte, la seguridad y la eficiencia de la red, teniendo en cuenta las medidas para reducir el impacto ambiental.

Estados Unidos
En los Estados Unidos, cada estado tiene un capítulo ITS que celebra una conferencia anual para promover y mostrar las tecnologías e ideas de ITS. Representantes de cada Departamento de Transporte (estado, ciudades, pueblos y condados) dentro del estado asisten a esta conferencia.