Las tecnologías de monitoreo de carreteras existen a fin de asegurar una efectiva operación, la detección de incidentes y la gestión del tránsito. Sin una visualización en tiempo real del estado de la red vial a partir de la información recolectada por sensores y otras fuentes de datos, los operadores no estarán en condiciones de detectar incidentes, optimizar la planificación del tránsito, informar sobre el desarrollo de actualizaciones a largo plazo y nuevos planes de capacidad o verificar la efectividad de las inversiones realizadas.
La estrategia de recolección de datos con mejor relación costo-beneficio es utilizar sensores y detectores existentes y otras fuentes de datos confiables. En la mayoría de los casos, el monitoreo rutinario de detectores fijos es la fuente principal de datos de tránsito, pero otras fuentes pueden cobrar mayor significación si se detecta un incidente. Por ejemplo, el informe oral de un oficial de policía en el lugar de un accidente puede ayudar a optimizar una respuesta apropiada. Otras fuentes de datos utilizadas en la operación de una red vial para incidir sobre el comportamiento del tránsito, son las estaciones de monitoreo de las condiciones climáticas (temperatura, visibilidad y dirección y velocidad del viento), alertas de hielo en puentes y notificaciones de trabajos en la carretera realizados por empresas de servicios públicos o cierre de calzada como consecuencia de tareas de mantenimiento vial.
Las diferentes aplicaciones de monitoreo de vehículos y del tránsito brindan visiones diferentes pero complementarias de la red vial. Por ejemplo:
La combinación de diferentes resultados hace posible alertar automáticamente a los operadores de la carretera acerca de comportamientos inusuales del tránsito que podrían indicar que ha ocurrido un incidente. La siguiente figura resume los métodos de recolección de datos, generalmente disponibles:
Monitoreo de las condiciones de tránsito y tiempos de viaje. Reproducido con autorización de Easyway (http://www.easyway-its.eu.) un proyecto trans-Europeo co-financiado por la European Commission.
Las fuentes de datos claves, las tecnologías para su recolección y las metodologías para su análisis incluyen:
La detección de vehículos es un facilitador clave para la gestión de tránsito, el monitoreo de una red vial y la atención de incidentes. Algunos ejemplos de esto son la operación de una intersección semaforizada, la estrategia de gestión de una autopista con límites de velocidad variables, el accionamiento de cámaras de video de violación de semáforo en rojo y barreras de control. En la mayoría de los casos los conductores no son conscientes de la existencia de los sistemas de detección vehicular pero son afectados por sus resultados. La detección de vehículos también es una herramienta esencial para la gestión de incidentes y el conteo de tránsito y puede complementar informes de los servicios de atención de emergencias y otras fuentes manuales de información.
Los detectores pueden categorizarse de acuerdo a la ubicación en la que se los instala:
Un vehículo puede ser detectado de diferentes formas:
Los detectores y sensores de vehículos comúnmente utilizados para el monitoreo del tránsito son:
Las cámaras de CCTV se utilizan frecuentemente en algunas aplicaciones en reemplazo de las espiras inductivas. Cuando las imágenes que generan son interpretadas por una computadora pueden proporcionar información muy valiosa a los operadores de la carretera en relación con el flujo de tránsito, incidentes, condiciones climáticas locales y la presencia de peatones y animales. Las imágenes pueden utilizarse asimismo para obtener información de velocidad, ocupación y volúmenes de tránsito. Es también una de las más importantes tecnologías de sensores para la Detección Automática de incidentes (DAI) (Ver Detección Automática de Incidentes). Una configuración típica de detección basada en CCTV consiste de cámaras instaladas en mástiles ubicadas al costado o sobre el centro de la carretera, cada una de ellas con el correspondiente gabinete instalado a su lado. La topografía de una carretera define donde y a que altura deben ubicarse las diversas cámaras, a fin de asegurar el solapamiento de sus zonas de cobertura. En el caso de la Detección Automática de Incidentes las cámaras deben estar separadas entre si una distancia menor que en el caso de su utilización para vigilancia.
Sensores fijos y cámaras de video son utilizadas para la detección y advertencia de incidentes así como para la gestión diaria de una red vial:
La utilización de los diferentes tipos de detectores presenta ventajas y desventajas:
En un entorno urbano las espiras inductivas enterradas son económicas pero necesitan un continuo mantenimiento a fin de asegurar que la mayor parte de ellas permanezca operativa. En este caso sensores instalados por encima de la carretera pueden ser más apropiados.
En el caso de ubicaciones remotas el costo de proveer alimentación eléctrica y comunicaciones para el equipamiento de detección y cámaras de video puede ser alto, especialmente si no puede garantizarse la seguridad de las instalaciones de las cámaras y los cables de comunicaciones. En estas circunstancias pueden utilizarse sensores alimentados mediante paneles solares o cámaras de video equipadas con módulos de telefonía celular. Dde todos modos una limitada luz diurna (especialmente en los meses de invierno) y una cobertura de radiocomunicaciones inestable pueden causar que estas instalaciones no sean confiables.
Cámaras con áreas de cobertura solapadas pueden mejorar la flexibilidad de la red de cámaras. Cuando se la combina con un sistema de Detección Automática de Incidentes (DAI) y otros sensores, se puede desarrollar progresivamente una completa imagen de la red de tránsito. Esto puede tener un alto costo (Ver Detección vehicular y Monitoreo por Vehículos Sonda).
El proceso de recolección de datos reúne información que utilizada en si misma o combinada con otros datos puede ser considerada "información personal" de acuerdo al marco legal de algunos países, lo que implicará considerar temas relacionados con la protección de datos personales y la privacidad de las personas (Ver Marco Legal y Normativo).
El monitoreo de las condiciones del tránsito en tiempo real a través de vehículos sonda y otras fuentes de datos es la base para la gestión del tránsito y de incidentes. Los aspectos relacionados con sistemas ITS tienen una complejidad creciente, combinando equipamiento, software y comunicaciones a fin de proveer servicios para el transporte (Ver Gestión de la Implementación de ITS).
Las redes de comunicaciones resultan críticas para la oportuna recolección de datos y su distribución a los sistemas de operación, a sus componentes funcionales y a los usuarios de la red de carreteras. Las distintas instancias de comunicaciones de la arquitectura del sistema están afectadas al preciso y oportuno intercambio de información entre los diferentes componentes del sistema que sostienen la soluciones de transporte (Ver Qué significa Arquitectura ITS?). Temas comunes a varios de los recursos y actividades del Centro de Control de Tránsito (CCT) son:
A fin de garantizar que el CCT tenga una completa y continua imagen de la red vial, los servicios de comunicaciones deben ser confiables. Esto significa que deben estar disponibles la mayor parte del tiempo y tener la capacidad de responder a los requerimentos de las diferentes aplicaciones. Las condiciones ideales serían que cada interfaz cumpla las normas de comunicación de pública disponibilidad que son observadas por una red competitiva de proveedores, a fin de asegurar la escalabilidad de la arquitectura de comunicaciones.
La comunicación de datos es necesaria para la transmisión de voz, imágenes de video y otros datos de las cámaras de los CCTV, detectores de tránsito, estaciones meteorológicas, teléfonos de emergencia (postes SOS) y los sistemas de monitoreo de túneles. Las comunicaciones también juegan un papel central en la distribución de la información para la gestión de una autopista. Las tecnologías más difundidas son:
La arquitectura de comunicaciones identifica dispositivos, controladores instalados en la carretera, centros de comunicación intermedios y equipamiento requerido en el CCT. Una elaborada arquitectura de comunicaciones permite su expansión para, por ejemplo, el agregado de nuevas cámaras del CCTV (incluyendo cámaras de alta definición), detectores ubicados en otras carreteras y otros servicios de voz y datos.
Es necesaria una adecuada gestión de la red de comunicaciones y su seguridad a fin de sostener el adecuado rendimiento de los vínculos de comunicaciones y proteger la inversión realizada en el sistema de comunicaciones. La red de comunicaciones debe ser también el recurso que permita la distribución de advertencias o instrucciones a los usuarios de la carretera, a través de Carteles de Mensajes Variables (VMS) fijos y móviles, la red de radiodifusión de la carretera y otras señales de advertencia. Todo esto debe tenerse presente en el momento de definir las especificaciones de la red de comunicaciones.
Una efectiva gestión del tránsito se apoya en una efectiva comunicación entre los diferentes organismos involucrados. Esto no siempre es posible como consecuencia de diferencias en las responsabilidades organizativas y la falta de uso de protocolos de comunicaciones abiertos, no propietarios, a menudo porque las interfases implementadas no están basadas en las normas disponibles.
El equipamiento de sensado, tal como espiras y cámaras de CCTV, y las aplicaciones con las que interactúan definirán los requerimientos de las red de comunicaciones y pueden sufrir restricciones al disponer de un ancho de banda limitado. Típicamente los datos son recolectados y enviados a una estación central. Por ejemplo:
Cada vez son más comunes las redes de comunicaciones que utilizan sistemas y componentes de video IP y de voz sobre IP (VoIP), que dan apoyo a la gestión de redes viales basada en servicios multimedia. Es necesaria la existencia de normas a fin de posibilitar la interoperabilidad entre interfases. En el caso ideal, el equipamiento instalado en la carreterra debería cumplir con las normas de comunicación de campo al Centro de Control de Tránsito (CCT), tales como las normas de autoría del NTCIP (21xx, 22xx y 23xx), de la Dirección General de Movilidad y Transporte (Comisión Europea) (DATEX), ISO (TC204), CEN (TC278) y del Departamento de Transporte de China (serie de Normas JT/T).
Las cámaras de un Circuito Cerrado de Televisión (CCTV) son un recurso generalizado para el monitoreo del tránsito y el seguimiento de incidentes. CCTV digitales con software de procesamiento de imágenes puede también ser utilizado para medir flujos de tránsito, categorizar vehículos y detectar, verificar y gestionar incidentes. En algunas regiones de Sudáfrica se las utiliza a fin de detectar entre el 80% y el 85% de los incidentes que ocurren en las principales carreteras. Como medio para el monitoreo de una red vial el valor de un CCTV es incomparable porque brinda a los operadores del centro de control una confirmación visual del incidente.
En general las cámaras de un CCTV tienen interfases de comunicación análogas o IP (Internet Protocol) . Las cámaras con interfases IP pueden verse afectadas por la compresión de imágenes (tal como MPEG-4) pero tienen mayor flexibilidad a la hora del diseño y dimensionamiento de un sistema de CCTV. Si se utilizan cámaras IP de alta resolución, la capacidad de la red de comunicaciones debe igualar la que demanda la salida de datos de cada cámara, y está puede ser tan alta como 4Mb/seg. Alternativamente las características de las cámaras deben especificarse de forma tal de balancear la calidad de imagen con la cantidad de cuadros por segundo a transmitir. Algunas cámaras tiene la capacidad de ser configuradas de forma de disminuir la calidad de su imagen y los cuadros por segundo transmitidos.
A medida que una red vial se extiende aumenta la necesidad de optimizar su gestión. La instalación y utilización de tecnologías y equipamiento para la detección de vehículos y la captura de datos dinámicos adicionales puede ser de gran ayuda. La captura, análisis e interpretación de estos datos lleva por si misma a su procesamiento por computadoras, permitiendo que el estado de la red vial sea fácilmente interpretado. La información producida como resultado de la integración y análisis de los datos es fundamental para la gestión de las redes de carreteras (Ver Actividades operación).
Los beneficios de la integración y análisis de los datos aumentan en la medida que la cobertura de los detectores puede extenderse a otras regiones que se encuentran bajo la responsabilidad de otros organismos de control del tránsito. La gestión de tránsito en un corredor vial que incluye rutas nacionales, secundarias (provinciales) y municipales, podría beneficiarse mediante intercambio de datos de sensores, informes de tránsito e interpretación de la información entre los operadores de los diferentes centros de control de tránsito.
Hay una variada gama de tecnologías de detección que tienen diferentes niveles de precisión, confiabilidad, tasas de actualización y contenido de datos. El proceso de integración y análisis de datos produce su filtrado, la compensación de errores, su normalización y su fusión con otros flujos de datos, lo que brinda una imagen del estado de un tramo de una carretera o de la red de carreteras, lo que resulta de suma utilidad para su gestión.
El objetivo del proceso de integración y análisis de datos, también conocido como fusión de datos, es estimar o predecir las características del tránsito tales como el valor actual/futuro/medio de la velocidad de circulación de los vehículos, la clasificación de los vehículos y su volumen, asi como también información ambiental y otros datos de interés para los viajeros.
Una red de detectores distribuidos brindará una visión más precisa del estado de la red vial de la que es posible obtener a partir de la información registrada por unos pocos detectores. Análisis sofisticados permiten:
Como se muestra en la figura de abajo, la integración y análisis de datos está relacionado con la Sub-función 2 de la Arquitectura Funcional de un servicio. Hay varias estrategias diferentes para la integración de datos en tiempo real a fin de predecir las condiciones del tránsito y brindar información de tiempos de viaje. En general incluyen la validación y certificación de los datos. El resultado da una medida del Nivel de Servicio (LoS) de la red supervisada (Ver Evaluación de Proyectos).
Cadena de información. Reproducida con autorización del EasyWay Consortium (http://www.easyway-its.eu), un proyecto trans-Europeo co-financiado por European Commission.
Las variables de tránsito más comunes pueden ser registradas considerando todo tipo de detectores, fijos y móviles, e incluyen:
Información adicional puede incluir: estadística de datos históricos de tránsito, detalle de eventos planificados, cierre de calzada, desvíos, etc.
La integración y el análisis de datos depende de una red de dispositivos de medición (estáticos, móviles o una combinación de ambos) y mediciones de vehículos sonda. El proceso tiene en cuenta las caracteríticas de cada tipo de detector al estimar el estado del tránsito en la red.
Puede ser necesario pre-procesar los datos medidos a fin de corregir errores conocidos, disponibilidad y desviaciones de las mediciones, actualizar los rangos comprendidos (datos recientes) y área de cobertura (pequeña o grande). Las metodologías más utilizadas son:
Puede ser necesario ir refinando progresivamente los datos medidos e incluir fuentes adicionales a fin de mejorar la precisión y confiabilidad de los datos. Generalmente este proceso comprende:
Monitoreo de las condiciones de tránsito y tiempos de viaje. Reproducido con autorización del EasyWay Consortium (http://www.easyway-its.eu.) un proyecto trans-Europeo co-financiado por la European Commission.
El análisis de los datos recogidos por una red distribuida de sensores se puede extender más allá de la simple detección vehicular, a predecir congestiones, a optimizar la temporización de las señales de tránsito de un sistema semafórico urbano o a la detección de incidentes. Por ejemplo, una interrupción en el flujo de tránsito sería inmediatamente detectada por una rápida disminución del caudal de tránsito y por el desbalance entre los detectores ubicados antes del lugar del incidente y los ubicados después del lugar del incidente.
La calidad de la información de tránsito basada en una red de sensores de diferentes características y configuraciones, depende sustancialmente de la calidad de los datos recibidos de cada dispositivo o sistema de medición.
Cada tecnología de medición tiene sus propias caracteríticas, incluyendo su precisión (cuan cercanas a la realidad son sus mediciones), su confiablilidad y su disponibilidad (porcentaje de tiempo que el dispositivo está operativo y en condiciones de proveer datos confiables).
El dispositivo podría tener un reloj interno, el cual podría:
El proceso de integración de datos puede requerir completar datos faltantes, ajustar diferencias de tiempo y eliminar el efecto de lecturas erróneas que hayan sido detectadas. El objetivo es obtener una comprensión precisa de las condiciones de tránsito predominantes. Simultaneamente el proceso debe ser sensible a anomalías que podrían evidenciar la ocurrencia de un incidente. Por ejemplo: una cámara del CCTV puede compensar la falla de otra si están ubicadas de manera que sus áreas de cobertura de la carretera estén solapadas. De similar forma, mediciones basadas en vehículos sonda pueden complementar las de detectores fijos así como extender el área de cobertura de detectores fijos.
En muchas regiones los CCTV han sido la principal fuente de datos para los operadores de tránsito. A medida de que cobertura de los CCTV aumenta, la utilización de sistemas de Detección Automática de Incidentes (DAI) se convierte en una herramienta de gran valor para los oficiales de tránsito como un recurso especializado de análisis de datos que extiende la capacidad de la operaciòn manual.
El proceso de captura de datos puede incluir información que, cuando es utilizada sóla o combinada con otra información, será considerada "información personal" según el marco legal de algunos países, dando lugar a la consideración de temas relacionados con la protección de datos y la privacidad. (Ver Marco Legal y Normativo)
El comportamiento del tránsito se hace cada vez más complejo a medida que la red de carreteras se amplía a fin de satisfacer la demanda o facilitar el acceso a ella. Mayores niveles de congestionamiento en tramos de la carretera implican que eventos no planificados puedan tener impacto más allá del área de ocurrencia del incidente. Esto puede significar un gran riesgo para la seguridad de las personas así como producir pérdidas económicas (Ver Incidentes de Tránsito).
La Detección Automática de Incidentes (DAI) utiliza computadoras para monitorear permanentemente las condiciones del tránsito y detectar incidentes o colas de vehículos. Las redes de carreteras equipadas con detectores de variadas características y cámaras de CCTV son la base para un continuo monitoreo automático del estado de la carretera. Los detectores son instalados para proporcionar datos de velocidad, ocupación y flujo de tránsito con el fin de colaborar en la operación de la carretera. Sus datos pueden ser utilizados para alertar a los operadores del Centro de Control de Tránsito (CCT) acerca de condiciones de tránsito irregulares y detectar incidentes más rápidamente que en forma manual, y de esa forma permitir una gestión más efectiva de la red.
Se estima que por cada minuto que se anticipe la detección, verificación y resolución de un incidente, se ahorran cinco minutos en el tiempo de normalización del flujo de tránsito. La utilización de sistemas DAI puede mejorar la seguridad en la carretera al permitir una más rápida respuesta y atención de víctimas de un accidente, especialmentre en la critica primer hora (conocida también por los servicios de atención de emergencias como la "hora dorada").
La gestión de incidentes comprende la implementación de un conjunto de acciones sistemáticas, planificadas y coordinadas, el despliegue de recursos para la prevención de accidentes en situaciones potencialmente peligrosas y la gestión del incidente en forma rápida y segura. Ellas son componentes fundamentales del sistema de apoyo de la toma de decisiones de operación de tránsito en las redes viales urbanas e interurbanas y su infraestructura de puentes y túneles (Ver Planificación de la Respuesta ante Incidentes).
En el corazón de un sistema de Detección Automática de Incidentes (DAI) existen filtros y algoritmos programados para buscar y reconocer en forma automática una variedad de ocurrencias. Los operadores pueden validar la ocurrencia del incidente utilizando métodos convencionales, tales como cámaras de CCTV e información proveniente de otras fuentes, tales como reportes de la policía y de los servicios de atención de emergencias desde el lugar del incidente.
Los sistemas DAI utilizan los datos disponibles enviados por los sensores de tránsito y las imágenes transmitidas por las cámaras de CCTV para monitorear continuamente las condiciones del tránsito, detectando aquellos comportamientos del mismo que indiquen la posible ocurrencia de un incidente. Cuando el sistema detecta un posible incidente, puede alertar a los operadores de tránsito de forma que inicien el procedimiento de Administración de Incidentes (AI) e implementen acciones de respuesta predefinidas a fin de advertir a los conductores y otros usuarios. La DAI es un recurso efectivo para mejorar la detección de incidentes. Al permitir la rápida detección de incidentes, normalmente en unos pocos segundos, y procesar un mayor flujo de imágenes que un operador, complementa el monitoreo manual de una red de carreteras.
Las fuentes más difundidas de datos básicos para la DAI son las espiras magnéticas y las cámaras de CCTV, más allá de que exista una gran variedad de tecnologías alternativas que puedan ser utilizadas (Ver Detección vehicular). El equipamiento, sensores y cámaras de CCTV se utilizan tanto para la detección de incidentes como para la gestión diaria de una red de carreteras.
La DAI depende de la interpretación de información registrada por la red de detectores de tránsito: ocupación y velocidad de los vehículos, volumen de tránsito. El Algoritmo de Detección de Incidentes (ADI), a menudo utilizado en combinación con el sistema DAI, debe ser ágil y preciso, con baja tasa de errores, a fin de asegurar la confiabilidad del DAI. Típicamente los ADIs que dependen de una determinada red de sensores de tránsito, incluyen:
Cualquiera sea el algoritmo seleccionado, necesita ser calibrado y adaptado a las características de los distintos tipos de sensores disponibles. Puede resultar ventajoso utilizar en forma simultánea múltiples ADIs que tengan características complementarias o dedicar diferentes ADIs a diferentes escenarios. Para asegurar su precisión, los datos provenientes de sensores individuales deben ser filtrados antes de ser utilizados por el ADI (Ver Análisis y Agrupación de Datos). Cuando se detecta un incidente los operadores pueden tomar información adicional de otras fuentes, tales como cámaras de CCTV, y aplicar su propio criterio para validar manualmente la ocurrencia de un incidente.
Un ADI puede aplicarse a flujos de imágenes de video existentes. El ADI puede encontrarse integrado dentro de una cámara de CCTV o aplicado a un grupo de cámaras para permitir la detección de eventos individuales, tales como vehículos detenidos (tal como se ve en la siguiente imagen), escombros sobre la calzada y vehículos circulando en forma errática o en contrasentido/contramano. DAIs basados en video detectan eventos visualmente dentro de una imagen, no sólo en los carriles de circulación sino también en las banquinas y áreas de refugio ante emergencias, independientemente del material de la superficie de la calzada (concreto, asfalto, grava/ripio o metal).
Detección de un vehículo detenido – Autopista interurbana
La DAI depende de la existencia de una cobertura completa por sensores y/o cámaras de CCTV de la red de carreteras a ser monitoreada. La precisión y cobertura geográfica de la DAI puede mejorarse si se instalan sensores y cámaras adicionales.
Los sensores de tránsito instalados con el propósito de vigilancia o el monitoreo general del tránsito pueden no ser adecuados para la DAI por diferentes razones: los sistemas de espiras magnéticas pueden detectar el tránsito pero no pueden detectar variaciones en su velocidad, las cámaras de CCTV existentes pueden no tener la capacidad de procesamiento de imágenes. En la mayoría de los casos sensores adicionales serán necesarios a fin de asegurar la detección confiable de incidentes (Ver Detección vehicular).
Las imágenes registradas por una cámara de CCTV dedicada a la DAI pueden ser utilizadas para proporcionar información confiable de ocupación, flujo y velocidad, mientras que cumplen asimismo su propósito básico de vigilancia, permitiendo a un operador validar un incidente informado por el ADI.
Para una estrategia de detección automática de incidentes basada en CCTV, hay una variedad de cuestiones que considerar:
En condiciones de visión nocturna o en lugares donde la iluminación no es confiable, las cámaras infrarrojas son efectivas en lo que hace a la detección de vehículos, peatones o animales en la carretera. Las cámaras infrarrojas también se desempeñan mejor en condiciones de niebla, por lo que resultan útiles para el monitoreo del tránsito.
Tanto si se instalan cámaras nuevas como si se utilizan cámaras existentes, las imágenes de incidentes grabadas con anterioridad pueden ser utilizadas para probar el rendimiento del sistema DAI en diferentes condiciones, tipicamente descriptas por tres parámetros:
Si las banquinas están diseñadas como carriles de circulación adicionales sobre una base de tiempo de circulación parcial, es necesario un sistema DAI como parte del sistema de apoyo para la toma de decisiones a fin de garantizar la seguridad de los usuarios de la carretera. Por ejemplo: si se detecta un incidente en una banquina durante el periodo de circulacion por banquinas, debe advertirse a los vehículos que se acercan e impedir la circulación por la banquina en forma automática o en forma manual supervisada.
Una demanda excesiva de tránsito puede generar una interrupción en el flujo de tránsito, resultando en la formación de colas con el consiguiente riesgo de colisión de los vehículos u otros incidentes. El ADI debe poder detectar colas excesivas no recurrentes en comparación con el flujo normal de tránsito ajustado a la hora del día, día de la semana y periodos de vacaciones.
Pueden utilizarse redes de cámaras de CCTV existentes para la DAI, más allá de que será necessario contar con un decodificador de video para preparar el video para el análisis computacional. Dependiendo del proveedor, muchas cámaras de CCTV existentes, incluyendo aquellas con funciones PTZ, pueden brindar imágenes de video aptas para la funcionalidad de DAI. Es probable que las cámaras existentes hayan sido instaladas para vigilancia y puedan no ser apropiadas para el procesamiento de imágenes que es necesario para la DAI. Deberán ser reubicadas a fin de asegurar una alta precisión en la detección y eliminar el efecto del reflejo de la luz: de las luces de los vehículos, en la superficie mojada de la carretera, en condiciones de baja iluminación.
Espiras magnéticas instaladas bajo la superficie de la calzada o detectores pasivos instalados a un costado de la carretera están en condiciones de proporcionar una visión integral del flujo de tránsito en una red vial, pero puede ser dificil interpretar el impacto de las condiciones del tránsito en cada vehículo individualmente. La detección de un vehículo identificado a medida que circula a través de puntos conocidos de la red de carreteras puede ser utilizada como una medición del tránsito.
El monitoreo con vehículos sonda está emergiendo como una tecnología crítica que complementa los sensores fijos, las cámaras de CCTV y los informes específicos, mientras proveen información de la velocidad y el flujo de tránsito en un tramo de la carretera. El monitoreo de una red vial es realizado tradicionalmente con detectores fijos como las espiras inductivas y cámaras de CCTV, instaladas estratégicamente en ubicaciones donde se registran los mayores volúmes de tránsito (Ver Detección vehicular). Esto se complementa con informes específicos de la policía, los servicios de atención de emergencias y del público en general, los que contribuyen al desarrollo de una visión integral de la red vial (incluyendo rutas secundarias), pero el costo de monitoreo de grandes áreas a menudo es prohibitivo.
El monitoreo con vehículos sonda consiste en equipar un vehículo de forma de monitorear el tiempo de viaje, por ejemplo siguiendo los rastros de firmas de Bluetooth entre sucesivos puntos o utilizando sistemas satelitales de navegación global embarcados (GNSS). Los datos de velocidad y tiempo de viaje punto a punto se almacenan y transmiten al centro de control a fin de:
Los vehículos sonda pueden generar información más detallada del impacto de las condiciones del tránsito al proporcionar los datos para calcular, por ejemplo:
Un vehículo sonda debe poder ser confiable e inequívocamente identificado en más de un punto fijo. Por ejemplo:
Las tecnologías de detección instaladas a lo largo de las carreteras hacen posible la detección de un mismo vehículo en diferentes puntos de la red, lo que lo convierte en un vehículo sonda. Para ello los vehículos deben tener un medio de identificación específica, tal como un número de identificación (patente) legible, un dispositivo TAG de radiofrecuencia (RFID TAG) o tratarse de vehículos que lleven un dispositivo (teléfono celular, sistema de navegación satelital, computadora o dispositivo multimedia portátil) con un trasceptor Bluetooth que pueda ser detectado. Los vehículos sonda pueden categorizarse como "pasivos" o "activos", aunque en algunos casos esta distinción puede resultar arbitraria:
Las técnicas de Medición con Vehículos Sonda se han desarrollado de forma de asegurar que todos los datos recolectados se combinen para estimar un rendimiento promedio de cada tramo de la red vial pero que no sea posible su identificación personal.
Las tecnologías más difundidas de monitoreo con vehículos sonda pueden ser divididas en las de detección por dispositivos instalados en la carretera y las de dispositivos móviles. Podemos mencionar como ejemplos:
Los sistemas satelitales embarcados son a menudo integrados a las aplicaciones de gestión de flotas en el caso de operaciones de carga y comerciales. Estos vehículos frecuentemente circulan a través de carreteras de importancia y pueden ser una adecuada flota de vehículos sonda para cubrir la red vial (Ver Transporte Comercial y de Mercancías). La tecnología satelital también puede ser utilizada para el cobro de peaje a los usuarios (Ver Pago Electrónico).
En general, cuanto mayor sea la cantidad de vehículos sonda, mejor será la calidad y precisión de la información obtenida. Pequeñas muestras de vehículos sonda pueden no tener una gran precisión en relación con una carretera en particular o con un red vial específica. El comportamiento de un único vehículo, por ejemplo un microomnibus, puede no reflejar el flujo de tránsito real, por lo que es importante que los vehículos sonda sean un porcentaje importante del total de vehículos circulantes a fin de alcanzar los niveles de precisión requeridos.
Un estudio del Departamento de Transporte de Washington (WSDOT) sugiere que muestras tan pequeñas como cuarenta y cinco (45) vehículos sonda por día, con intervalos de muestreo de treinta (30) minutos y equipados con dispositivos de radiofrecuencia (RFID TAGs), podría producir datos útiles en relación con la ocurrencia, duración, gravedad y frecuencia de una congestión. Los tamaños de las muestras de vehículos sonda variaban dependiendo de la red vial local y el patrón de comportamiento del tránsito y otros factores.
En forma creciente los usuarios son informados acerca de las condiciones de la red vial antes y durante un viaje a través de mensajes en las redes sociales y sistemas de navegación de terceros. Pueden recibir informes de tránsito de otras fuentes, como estaciones públicas de radiodifusión, alertas a teléfonos celulares (Twitter, Weibo u otras redes sociales) y aplicaciones de navegación de terceros. Los responsables del tránsito pueden monitorear servicios de mensajería como Twitter (Sudáfrica) y Weibo (China) en la búsqueda de información de tránsito que pueda complementar la proporcionada por los detectores vehiculares fijos.
La disponibilidad, resguardo y uso de datos de los usuarios genera cuestiones legales e institucionales relacionadas con la privacidad de las personas y con el almacenamiento, propiedad y compartimiento de los datos (Ver Marco Legal y Normativo).
Las mediciones de los detectores fijos y de los vehículos sonda proporcionan visiones complementarias del comportamiento de una red vial mediante la observación a lo largo de ella y el monitoreo pasivo de vehículos individualmente. La mayor parte del tiempo estas técnicas resultan adecuadas para la gestión del tránsito. Los sistemas DAI pueden mejorar su efectividad en lo que se refiere a siniestros viales y eventos planificados. Otras fuentes de datos que pueden colaborar con una mejor gestión de la red vial son:
Durante la ocurrencia de un incidente la mezcla de información disponible para los operadores de la carretera es probable que cambie, con la recepción de mayores cantidades de información tanto de fuentes conocidas (confiables) como dudosas (no confiables). Parte de la nueva información recibida puede entrar en conflicto con la conocida hasta ese momento, poniendo en evidencia un cambio de circunstancias o un nuevo incidente sin relación con el anterior. El uso y administración efectiva de todas las fuentes de datos resulta crítica para la efectiva operación de la red vial, especialmente durante el proceso de gestión de un incidente.
Un correcto diseño de la gestión de la operación del tránsito desde el punto de vista de la relación costo-beneficio debe reconocer e identificar la existencia de otras fuentes de datos y proporcionar los medios para incluirlas en su estrategia de gestión de tránsito e incidentes. Más allá de los responsables y operadores de una carretera, otras fuentes y propietarios de datos comprenden:
La siguiente figura describe el rol de otras partes involucradas en el proceso de recolección de datos de tránsito, junto con los operadores de la carretera. A título de ejemplo:
Cualquiera sea la fuente que proporciona los datos, el operador debe asignarle un nivel de confiabilidad de manera tal que pueda establecer prioridades en la consideración de las distintas fuentes, así como asegurar que puede depender de esa fuente específica. En el caso de acuerdos de intercambio de datos entre organizaciones, los roles y responsabilidades de cada una de las partes deben estar claramente definidas, formalmente documentadas (quizás en un Memorando de Entendimiento) y aceptadas por cada una de ellas. El operador de la red vial también necesitará desarrollar políticas y procedimientos para administrar informes recibidos del público y registrarlos en el manual de operaciones para conocimiento de su personal.
Modelo organizativo y relación con otras partes involucradas. Reproducido con autorización de EasyWay Consortium (http://www.easyway-its.eu.) un proyecto trans-Europeo co-financiado por la European Commission.
La variedad de formatos de datos y la confiablidad que puede darse a las distintas fuentes se corresponde con la variedad de las otras fuentes de datos disponibles. Tanto para los países desarrollados como para los que se encuentran en vías de desarrollo, las fuentes de datos con mejor relación costo-beneficio son las existentes, pero es importante verificar que si fueron diseñadas con otro propósito (como los sensores de pesaje en movimiento) sean confiables y adecuadas. Puede no ser relevante una definición estricta de las fuentes de datos y el operador de tránsito necesitará prudencia y criterio para evaluar la información recibida de ellas. Cualquiera sea la fuente de datos, debe incluir mínimamente información de ubicación y fecha y hora.
Cuando se requiera información adicional para mejorar la operación del tránsito o la gestión de incidentes, pueden ser distribuidos observadores en ubicaciones específicas a fin de recolectar datos a través de encuestas, informar acerca del comportamiento del tránsito en el caso de eventos planificados, proporcionar información de voz en tiempo real (utilizando teléfonos celulares o radios privadas móviles) o computadoras portátiles en el lugar del incidente.
Es deseable la normalización de los formatos de datos, protocolos e interfases de comunicación a fin de evitar interpretaciones erróneas o conflictos entre organizaciones, como por ejemplo entre quien proporciona los datos (Centro de Control de Incidentes de la Policía) y quien los recibe (Centro de Control de Tránsito - CCT).
Recurrir a una norma técnica puede ayudar en el caso que sea necesaria una interfase a fin de que el CCT pueda agregar nuevas fuentes de datos fácilmente, tanto si los datos fueran provistos por otro sistema (Centro a Centro - C2C) o directamente desde un dispositivo instalado en la carretera (Centro a Campo - C2F). Como ejemplos pueden incluirse: