Un sistema de transporte inteligente ( ITS ) es una aplicación avanzada que tiene como objetivo proporcionar servicios innovadores relacionados con diferentes modos de transporte y gestión del tráfico y permitir a los usuarios estar mejor informados y hacer un uso más seguro, más coordinado y más "inteligente" de las redes de transporte. [1]
Algunas de estas tecnologías incluyen llamar a los servicios de emergencia cuando ocurre un accidente, usar cámaras para hacer cumplir las leyes de tránsito o señales que marcan cambios en el límite de velocidad dependiendo de las condiciones.
Aunque los ITS pueden referirse a todos los modos de transporte, la directiva de la Unión Europea 2010/40/UE, hecha el 7 de julio de 2010, define los ITS como sistemas en los que se aplican tecnologías de la información y la comunicación en el ámbito del transporte por carretera , incluyendo infraestructuras, vehículos y usuarios, y en la gestión del tráfico y la gestión de la movilidad, así como para interfaces con otros modos de transporte. [2] Los ITS pueden utilizarse para mejorar la eficiencia y la seguridad del transporte en muchas situaciones, es decir, el transporte por carretera, la gestión del tráfico, la movilidad, etc. [3] La tecnología ITS se está adoptando en todo el mundo para aumentar la capacidad de las carreteras con mucho tráfico, reducir los tiempos de viaje y permitir la recopilación de información sobre usuarios de la carretera desprevenidos. [4]
La actividad gubernamental [¿ cuál? ] en el área de los ITS está motivada además por un enfoque creciente en la seguridad nacional [ ¿ cuándo? ] Muchos de los sistemas ITS propuestos también implican la vigilancia de las carreteras, que es una prioridad de la seguridad nacional [5] . La financiación de muchos sistemas proviene directamente de las organizaciones de seguridad nacional o con su aprobación. Además, los ITS pueden desempeñar un papel en la evacuación masiva rápida de personas en centros urbanos después de grandes eventos con víctimas, como resultado de un desastre natural o una amenaza. Gran parte de la infraestructura y la planificación involucradas en los ITS son paralelas a la necesidad de sistemas de seguridad nacional.
En el mundo en desarrollo , la migración de los hábitats rurales a los urbanizados ha progresado de manera diferente. Muchas áreas del mundo en desarrollo se han urbanizado sin una motorización significativa ni la formación de suburbios . Una pequeña parte de la población puede permitirse automóviles , pero los automóviles aumentan enormemente la congestión en estos sistemas de transporte multimodal . También producen una considerable contaminación del aire , plantean un riesgo significativo para la seguridad y exacerban los sentimientos de desigualdad en la sociedad. Una alta densidad de población podría ser apoyada por un sistema multimodal de transporte a pie, en bicicleta , motocicletas , autobuses y trenes .
Otras partes del mundo en desarrollo, como China , India y Brasil, siguen siendo en gran medida 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 sólo una fracción de la población puede motorizarse y, por lo tanto, el sistema de transporte multimodal altamente denso para los pobres se ve atravesado por el sistema de transporte altamente motorizado para los ricos.
Los sistemas de transporte inteligentes varían en cuanto a las tecnologías que se aplican, desde sistemas de gestión básicos como la navegación para automóviles , sistemas de control de señales de tráfico , sistemas de gestión de contenedores, señales de mensajes variables, reconocimiento automático de matrículas o cámaras de velocidad para aplicaciones de monitorización, como sistemas de CCTV de seguridad y sistemas de detección automática de incidentes o detección de vehículos detenidos, hasta aplicaciones más avanzadas que integran datos en vivo y retroalimentación de varias otras fuentes, como sistemas de información y guía de estacionamiento , información meteorológica , sistemas de deshielo de puentes ( deshielo de EE. UU .), y similares. Además, se están desarrollando técnicas predictivas para permitir la modelización avanzada y la comparación con datos de referencia históricos. Algunas de estas tecnologías se describen en las siguientes secciones. [6]
Se han propuesto diversas formas de tecnologías de comunicación inalámbrica para los sistemas de transporte inteligentes. La comunicación por módem de radio en frecuencias UHF y VHF se utiliza ampliamente para comunicaciones de corto y largo alcance dentro de los sistemas de transporte inteligentes.
Las comunicaciones de corto alcance de 350 m se pueden lograr utilizando protocolos IEEE 802.11 , específicamente 802.11p (WAVE) o el estándar de comunicaciones de corto alcance dedicado (DSRC) 802.11bd que promueven la Sociedad de Transporte Inteligente de Estados Unidos y el Departamento de Transporte de los Estados Unidos . En teoría, el alcance de estos protocolos se puede ampliar utilizando redes móviles ad hoc o redes en malla .
Las comunicaciones de largo alcance utilizan redes de infraestructura. Las comunicaciones de largo alcance que utilizan 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.
Los recientes avances en la electrónica de vehículos han llevado a una tendencia hacia un menor número de procesadores informáticos , pero más capaces , en un vehículo. Un vehículo típico a principios de la década de 2000 tendría entre 20 y 100 módulos de microcontroladores / controladores lógicos programables individuales en red con sistemas operativos no en tiempo real . La tendencia actual es hacia menos módulos de microprocesadores , más costosos , con gestión de memoria de hardware y sistemas operativos en tiempo real . Las nuevas plataformas de sistemas integrados permiten implementar aplicaciones de software más sofisticadas , incluido el control de procesos basado en modelos , la inteligencia artificial y la computación ubicua . Quizás la más importante de ellas para los sistemas de transporte inteligentes sea la inteligencia artificial . [ cita requerida ]
Datos de "vagón flotante" o "sonda" recogidos en otras rutas de transporte. En líneas generales, se han utilizado cuatro métodos para obtener los datos brutos:
En las áreas metropolitanas, la distancia entre antenas es menor y, en teoría, la precisión aumenta. Una ventaja de este método es que no es necesario construir infraestructura a lo largo de la carretera; solo se aprovecha la red de telefonía móvil. Pero en la práctica, el método de triangulación puede ser complicado, especialmente en áreas donde las mismas torres de telefonía móvil dan servicio a dos o más rutas paralelas (como una autopista con una vía de acceso, una autopista y una línea de tren de cercanías, 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. [ cita requerida ]
La tecnología de datos de vehículos flotantes ofrece ventajas sobre otros métodos de medición del tráfico:
Los avances tecnológicos en telecomunicaciones y tecnología de la información, junto con los microchips ultramodernos/de última generación, RFID (identificación por radiofrecuencia) y tecnologías de detección de balizas inteligentes de bajo costo , han mejorado las capacidades técnicas que facilitarán los beneficios de seguridad del motor para los sistemas de transporte inteligente a nivel mundial . 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 la carretera) que se instalan o incrustan en la carretera o alrededor de la carretera (por ejemplo, en edificios, postes y señales), según sea necesario, y pueden diseminarse manualmente durante el mantenimiento preventivo de la construcción de la carretera 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 emplear tecnologías de reconocimiento automático de matrículas de video o de detección de firma magnética del vehículo a intervalos deseados para aumentar el monitoreo sostenido de los vehículos que operan en zonas críticas del mundo.
Los bucles inductivos se pueden colocar en la calzada 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 (normalmente 60 segundos en los Estados Unidos ) que pasan por el bucle, mientras que los sensores más sofisticados calculan la velocidad, la longitud y la clase de los vehículos y la distancia entre ellos. Los bucles se pueden colocar en un solo carril o en varios carriles, y funcionan con vehículos muy lentos o detenidos, así como con vehículos que se desplazan a alta velocidad.
La medición del flujo de tráfico y la detección automática de incidentes mediante cámaras de vídeo es otra forma de detección de vehículos. Dado que los sistemas de detección por vídeo, como los que se utilizan en el reconocimiento automático de matrículas, no implican la instalación de ningún componente directamente en la superficie de la carretera o en el lecho de la misma, este tipo de sistema se conoce como un método "no intrusivo" de detección de tráfico. El vídeo de las cámaras se introduce en procesadores que analizan las características cambiantes de la imagen de vídeo a medida que pasan los vehículos. Las cámaras suelen estar montadas en postes o estructuras por encima o adyacentes a la carretera. La mayoría de los sistemas de detección por vídeo requieren una configuración inicial para "enseñar" al procesador la imagen de fondo de referencia. Esto suele implicar la introducción de medidas conocidas, como la distancia entre las líneas de los carriles o la altura de la cámara por encima de la carretera. Un único procesador de detección por vídeo puede detectar el tráfico simultáneamente de una a ocho cámaras, según la marca y el modelo. El resultado típico de un sistema de detección por vídeo son las velocidades de los vehículos carril por carril, los recuentos y las lecturas de ocupación de los carriles. Algunos sistemas proporcionan resultados adicionales, como la distancia entre carriles, la distancia entre carriles, la detección de vehículos detenidos y las alarmas de vehículos en sentido contrario.
Bluetooth es una forma precisa y económica de transmitir la posición de un vehículo en movimiento. Los dispositivos Bluetooth de los vehículos que pasan son detectados por sensores situados 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 del tráfico, la medición Bluetooth tiene algunas diferencias:
A medida que los dispositivos Bluetooth se vuelven más comunes a bordo de los vehículos y con más transmisiones electrónicas portátiles, la cantidad de datos recopilados con el tiempo se vuelve más precisa y valiosa para los tiempos de viaje y para fines de estimación; se puede encontrar más información en [11] .
También es posible medir la densidad del tráfico en una carretera utilizando la señal de audio que consiste en el sonido acumulado del ruido de los neumáticos, el ruido del motor, el ruido del motor en ralentí, los bocinazos y el ruido de la turbulencia del aire . Un micrófono instalado en la carretera capta el audio que comprende los distintos ruidos del vehículo y se pueden utilizar técnicas de procesamiento de señales de audio para estimar el estado del tráfico. La precisión de un sistema de este tipo es comparable a la de los otros métodos descritos anteriormente. [12]
Los radares se instalan en los laterales de la carretera para medir el flujo de tráfico y detectar vehículos detenidos o varados. Al igual que los sistemas de vídeo, el radar aprende de su entorno durante la instalación, por lo que puede distinguir entre vehículos y otros objetos. También puede funcionar en condiciones de baja visibilidad. El radar de flujo de tráfico utiliza una técnica de "disparo lateral" para observar todos los carriles de tráfico en una banda estrecha para contar el número de vehículos que pasan y estimar la densidad del tráfico. Para la detección de vehículos detenidos (SVD) y la detección automática de incidentes, se utilizan sistemas de radar de 360 grados que escanean todos los carriles a lo largo de grandes tramos de carretera. Se informa de que el radar tiene un mejor rendimiento en rangos más largos que otras tecnologías. [13] El radar SVD se instalará en todas las autopistas inteligentes del Reino Unido. [14]
Los datos de las diferentes tecnologías de detección se pueden combinar de forma inteligente para determinar con precisión el estado del tráfico. Se ha demostrado que un enfoque basado en la fusión de datos que utiliza los datos acústicos, de imágenes y de sensores recopilados en la carretera combina las ventajas de los diferentes métodos individuales. [15]
En 2015, la UE aprobó una ley que obliga a los fabricantes de automóviles a equipar todos los coches nuevos con eCall , una iniciativa europea que ayuda a los conductores en caso de colisión. [16] El eCall en el vehículo se genera manualmente por los ocupantes del vehículo o automáticamente mediante la activación de los sensores del vehículo después de un accidente. [17] Cuando se activa, el dispositivo eCall en el vehículo establecerá una llamada de emergencia que llevará voz y datos directamente al punto de emergencia más cercano [17] (normalmente el punto de respuesta de seguridad pública E 1-1-2 , PSAP) más cercano. La llamada de voz permite al ocupante del vehículo comunicarse con el operador de eCall capacitado. Al mismo tiempo, se enviará un conjunto mínimo de datos al operador de eCall que reciba la llamada de voz.
El conjunto mínimo de datos contiene información sobre el incidente, incluida la hora, la ubicación exacta, la dirección en la que se desplazaba el vehículo y la identificación del mismo. El sistema eCall paneuropeo pretende estar operativo en todos los vehículos nuevos homologados como opción estándar. Dependiendo del fabricante del sistema eCall, podría estar basado en un teléfono móvil (conexión Bluetooth a una interfaz en el vehículo), podría ser un dispositivo eCall integrado o una funcionalidad de un sistema más amplio como un sistema de navegación, un dispositivo telemático o un dispositivo de peaje. Se espera que el sistema eCall se ofrezca, como muy pronto, a finales de 2010, a la espera de su normalización por parte del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones y del compromiso de los grandes estados miembros de la UE, como Francia y el Reino Unido.
El proyecto SafeTRIP [ cita requerida ], financiado por la CE , está desarrollando un sistema ITS abierto que mejorará la seguridad vial y proporcionará una comunicación resiliente mediante el uso de comunicaciones por satélite en banda S. Esta plataforma permitirá una mayor cobertura del Servicio de Llamadas de Emergencia dentro de la UE.
Un sistema de cámaras de control de tráfico, que consta de una cámara y un dispositivo de vigilancia del vehículo , se utiliza para detectar e identificar vehículos que no respetan un límite de velocidad o algún otro requisito legal de la carretera y multar automáticamente a los infractores en función del número de matrícula. Las multas de tráfico se envían por correo. Las aplicaciones incluyen:
Recientemente, algunas jurisdicciones han comenzado a experimentar con límites de velocidad variables que cambian en función de la congestión de la carretera y otros factores. Por lo general, estos límites de velocidad solo cambian para disminuir en condiciones deficientes, en lugar de mejorar en condiciones buenas. Un ejemplo es la autopista M25 de Gran Bretaña , que circunvala Londres. En el tramo de 14 millas (23 km) más transitado (intersección 10 a 16) de la M25, los límites de velocidad variables combinados con la aplicación automática de la normativa han estado en vigor desde 1995. Los resultados iniciales indicaron ahorros en los tiempos de viaje, tráfico más fluido y una caída en el número de accidentes, por lo que la implementación se hizo permanente en 1997. Los ensayos posteriores en la M25 hasta ahora han resultado no concluyentes. [18]
Japón ha instalado sensores en sus carreteras para avisar a los conductores de que hay un coche detenido más adelante. [19]
La cooperación en la comunicación en la carretera incluye la comunicación entre vehículos, entre vehículos e 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 utilizar para detectar eventos como la lluvia (actividad de los limpiaparabrisas) y la congestión (actividades de frenado frecuentes). El servidor procesa una recomendación de conducción dedicada a un solo conductor o a un grupo específico de conductores 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 por carretera es, según la Comisión Europea : [20] [21]
El Congreso Mundial de Sistemas de Transporte Inteligentes (ITS World Congress) es una feria comercial anual para promover las tecnologías ITS. ERTICO – ITS Europe, ITS America e ITS Asia-Pacific patrocinan el Congreso Mundial ITS y la exposición anual. Cada año, el evento se lleva a cabo en una región diferente (Europa, América o Asia-Pacífico). [22] El primer Congreso Mundial ITS se celebró en París en 1994. [23]
Están surgiendo nuevos modelos de movilidad y transporte inteligente en todo el mundo. Los sistemas de bicicletas compartidas , coches compartidos y scooters compartidos como Lime o Bird siguen ganando popularidad; los sistemas de recarga de vehículos eléctricos están despegando en muchas ciudades; el coche conectado es un segmento de mercado en crecimiento; mientras que los viajeros y los compradores de todo el mundo están utilizando nuevas soluciones de aparcamiento inteligente . Todos estos nuevos modelos ofrecen oportunidades para resolver los problemas de la última milla en las zonas urbanas .
Los operadores móviles se están convirtiendo en un actor importante en estas cadenas de valor (más allá de proporcionar simplemente conectividad). Se pueden utilizar aplicaciones dedicadas para aceptar pagos móviles , proporcionar información sobre datos y herramientas de navegación, ofrecer incentivos y descuentos y actuar como un medio de comercio digital .
Estos nuevos modelos de movilidad requieren una gran agilidad de monetización y capacidades de gestión de socios. Una plataforma de liquidación y facturación flexible permite compartir los ingresos de forma rápida y sencilla y ofrece una mejor experiencia general para el cliente . Además de un mejor servicio, los usuarios también pueden recibir recompensas mediante descuentos, puntos de fidelidad y recompensas, y participar a través del marketing directo .
La Red de Asociaciones Nacionales de ITS es una agrupación de intereses nacionales en materia de ITS. Se anunció oficialmente el 7 de octubre de 2004 en Londres. La secretaría se encuentra en ERTICO – ITS Europe. [24]
ERTICO – ITS Europe es una asociación público-privada que promueve el desarrollo y la implantación de sistemas de transporte inteligente (ITS). Conecta a autoridades públicas, agentes del sector, operadores de infraestructuras, usuarios, asociaciones nacionales de ITS y otras organizaciones. El programa de trabajo de ERTICO se centra en iniciativas para mejorar la seguridad y la eficiencia de la red de transporte, teniendo en cuenta al mismo tiempo las medidas para reducir el impacto medioambiental.
En los Estados Unidos, cada estado tiene un capítulo de 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) del estado asisten a esta conferencia.
En las ciudades intermedias de Colombia, donde se implementan los Sistemas Estratégicos de Transporte Público, las redes de transporte urbano deben operar bajo parámetros que mejoren la calidad de la prestación del servicio. Varios de los retos que enfrentan los sistemas de transporte en estas ciudades están orientados al incremento del número de pasajeros transportados en el sistema y a la adopción tecnológica que se debe integrar para la gestión y control de las flotas de transporte público. [25] Para lograrlo se requieren sistemas estratégicos que integren soluciones basadas en sistemas inteligentes de transporte y tecnologías de la información y las comunicaciones para optimizar el control y la gestión de la flota, el recaudo electrónico, la seguridad vial y la entrega de información a los usuarios. [26] Las funcionalidades que debe cubrir la tecnología en estos sistemas de transporte incluyen: programación de la flota; localización y trazabilidad de vehículos; almacenamiento en la nube de datos operativos; interoperabilidad con otros sistemas de información; centralización de operaciones; conteo de pasajeros; control y visualización de datos. [27]
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