Un número cada vez mayor de soluciones basadas en el vehículo que puedan advertir al conductor acerca de inminentes riesgos de seguridad son provistos por los fabricantes de automóviles en los nuevos vehículos - así como algunos dispositivos se ofrecen también como accesorio opcional.
Los sistemas basados en infraestructura, que requieren una comunicación entre el vehículo y la arquitectura externa para enviar advertencias, también está siendo evaludado. Ejemplos incluyen avisos de colisiones en intersecciones y avisos de Tiempo y Señal de Fase (Signal Phase and Timing - SPaT). (Ver Aplicaciones y Sistemas de Alerta)
Los sistemas de alerta basados en el vehículo pueden ayudar a los conductores a evitar accidentes. Su uso en transporte de carga y transporte público ofrece importantes beneficios de seguridad y tiene la potencialidad de acelerar el desarrollo generalizado. El aporte legislativo para solicitar la aplicación en estos campos está bajo consideración.
La Administración de Seguridad del Tránsito Nacional en Autopistas de Estados Unidos (National Highway Traffic Safety Administration - NHTSA) realiza una puntuación con una escala de 0 a 4, dependiendo del nivel de automatización:
Los Sistemas para Vehículos Conectados se han convertido en una parte fundamental de las estrategios para mejorar la seguridad y eficiencia del transporte en muchas regiones. Varias de las principales pruebas operativas de campo de la tecnología se han puesto en marcha en todo el mundo en los últimos años - en Europa, Japón y los EEUU - y se prevén otros. Reuniones de colaboración entre regiones están ayudando a acelerar el desarrollo de los sistemas. Las autoridades reguladoras están monitoreando los resultados y teniendo en cuenta la mejor manera de apoyar la implementación.
Al nivel más simple, las tecnologías de los vehículos conectados se dividen en tres categorías principales:
Las interacciones pueden tener lugar entre cualquiera de los componentes - un vehículo a otro vehículo (V2V), y un vehículo a la infraestructura (V2I) - y están estandarizados para permitir que cualquier vehículo pueda enlazarse a otro vehículo o a cualquier elemento de la infraestructura. La siguiente figura es un ejemplo de las piezas clave, componentes y sus interacciones.
US Connected Vehicle Core Systems
El enfoque principal de las tecnologías de vehículos conectados ha estado en las capacidades de comunicación de corto alcance - que están optimizados para una latencia muy baja (retardo en su transmisión) y desarrollados como aplicaciones seguras.
Hay una gama muy amplia de aplicaciones que se pueden construir dentro de este marco, incluyendo soluciones de seguridad - tales como la prevención de colisiones, soluciones de movilidad, mejoras en la información del viajero, soluciones ecológicas tales como optimizaciones de señales.
Un sistema de transporte totalmente en red puede permitir una gestión mucho más fina y detallada de los flujos de tráfico. Sistemas experimentales que se comunican desde la infraestructura al vehículo, la velocidad recomendada y aceleración - en base a los factores ambientales tales como la congestión y la geometría vial - están siendo probados en Japón bajo la iniciativa ITS Green Safety. (Ver http://www.its-jp.org/english/its-green-safety-showcase/)
Los sensores necesarios para permitir advertencias a los vehículos se están integrando cada vez más y en sistemas cada vez más sofisticados dentro de los vehículos para automatizas ciertas funciones de conducción. Los pilotos aún tienen que gestionar activamente el proceso de conducción - pero el vehículo puede controlar temporalmente funciones tales como el frenado y la dirección - ya se a por conveniencia de los pilotos o para ayudar en una situación de emergencia. Estos sistemas pueden ayudar a evitar accidentes y optimizar la tarea de conducir mediante la mejora en la eficiencia del combustible.
La evolución de la conducción automatizada no asistida sostiene retos que deben abordarse durante la transición hacia vehículos de mayor automatización:
Hay muchas incógnitas sobre el impacto de un gran número de vehículos totalmente automatizados en la red de transporte por carretera en general. Aunque se espera que los beneficios sean significativos, también habrá muchos desafíos operativos. Es demasiado pronto para determinar exactamente como será - y es probable que pase algún tiempo antes que ocurra un despliegue a gran escala. Hay una gran cantidad de investigación que se lleva a cabo para comprender los problemas - con la mayoria de los principales fabricantes de automóviles realizando ensayos, así como una serie de iniciativas con financiación pública y privada. La disponibilidad de vehículos altamente automatizados - y luego totalmente automatizados - precisa ser tenida en cuenta por los planificadores de transporte.
Una serie de grandes proyectos de investigación y programas como COMPASS4D están investigando activamente soliciones Vehículo A Infraestructura (V2I) para las aplicaciones de advertencia. El proyecto COMPASS4D (http://www.compass4d.eu/) reúne a seis ciudades europeas para desplegar tres servicios basados en sistemas cooperativos para advertir a los conductores sobre un incidente próximo en el camino.
Estos sistemas son mucho más complejos de aplicar en comparación con los enfoques basados en vehículos, ya que requieren el despliegue de la tecnología normalizada sobre los vehículos y la infraestructura carretera. Ellos muestran un gran potencial para la reducción de ciertos tipos de incidentes de tráfico.
Los sistemas de Alerta de Señal de Onda Verde y Señalización se están desarrollando en programas de investigación en todo el mundo - incluyendo:
Hay una variedad de funcionalidades que este tipo de información puede permitir - tales como la seguridad en las intersecciones, la gestión del tráfico y la gestión del transporte público. Las aplicaciones específicas incluyen advertencias a la violación de señales de tránsito, indicación de señalizaciones dentro del vehículo, advertencias de los usuarios vulnerables de la vía (por ejemplo - los peatones y ciclistas), el apoyo de la conducción eficiente, y el apoyo comercial y a los vehículo de emergencia.
Los sistemas coordinados de autopista - vehículo enlazan entre sí los vehículos y la infraestructura de transporte a través de las comunicaciones inalámbricas - lo que les permite compartir información para mejorar la seguridad, la movilidad y la eficiencia de las operaciones. Los peatones, motocicletas, ciclistas y otros usuarios también pueden estar equipados con dispositivos de mano o portátiles que les permiten interactuar con el sistema. Por ejemplo, bastones para la tecnología inalámbrica para enlazar con aplicaciones personalizadas que proporcionan direcciones para caminar o advierten sobre los obstáculos.
Este tipo de sistemas se están desarrollando y probando. Una serie de desafíos institucionales técnicos, financieros y organizativos, legales y otros deben ser abordados antes de que se pueden implementar a gran escala. Los temas clave incluyen:
Las tecnologías para la captura de datos y comunicaciones críticas para la seguridad deben ser desarrollados para funcionar a niveles adecuados de fiabilidad e interoperabilidad. Los sistemas deben ser a prueba de futuro - adecuada a los nuevos desarrollos tecnológicos y ser compatibles e interoperables siempre que los dispositivos de consumo y la infraestructura permanecen en servicio. (Ver Conceptos sobre Estándares)
Existen implicaciones de seguridad y privacidad que permite a una cantidad sin precedentes de comunicación entre vehículos (par a par) y el intercambio de información a través de toda la red de transportes. Esto requiere el desarrollo de:
Tanto el despliegue inicial como la operación en curso de los sistemas de carreteras de vehículos conectados deben ser financiados de manera sostenible con el apoyo de las estructuras organizativas y de comunicación efectiva entre las partes interesadas - tanto para las operaciones de la oficina central como las operaciones de campo. (Ver Financiación de ITS y Trabajo Entre Agencias)
Al igual que con cualquier sistema en red, los programas de vehículos conectados sólo son eficaces si un número suficientemente grande de vehículos logra participar. Para lograr este objetivo, las estrategias para acelerar su despliegue en las flotas de vehículos comerciales y de consumo tendrá que ser desarrollado. Pueden incluir algún tipo de sistema de incentivos o bien ordenar su despliegue.
Las soluciones parcialmente automatizadas ya no son experimentales. De hecho, ellas han demostrado ser tan eficaces que están siendo obligatorias en muchos lugares. La automatización del vehículo es ahora capaz de manejar las tareas cada vez más complejas - como aparcamiento. Se espera que esta situación continúe evolucionando, con más y más funcionalidades para los conductores a través del tiempo.
Los sistemas de asistencia al estacionamiento - activados por el conductor - ayudan a los conductores a aparcar sus coches. Ellos usan sensores de proximidad - como el sonar y cámaras - para determinar la dirección y el frenado adecuado necesario para colocar el vehículo de forma segura en paralelo a la acera o directamente en una plaza de aparcamiento. En algunos casos, los conductores todavía tienen que controlar parcialmente el vehículo - en los demás la tarea de estacionamiento está totalmente automatizado. Los fabricantes de automóviles siguen invirtiendo en la mejora de los sistemas disponibles.
Para el transporte público - tales como autobuses guiados - soluciones de acoplamiento de precisión que utilizan sensores ópticos o magnéticos puede mejorar la seguridad de los pasajeros y la eficiencia de embarque y desembarque. Esto puede ayudar a reducir los tiempos de viaje en general. Los sistemas se han desplegado en Francia, los Países Bajos y los EE.UU.
La automatización de vehículos ha realizado importantes avances en los últimos años. Muchos programas de investigación del sector público y privado en todo el mundo han demostrado con éxito que los vehículos de prueba pueden operar sin intervención del conductor durante miles de millas en la vía pública y dentro de las ciudades. Un grupo de trabajo trilateral de Automatización en Transporte de Carretera (Japón, Europa, Estados Unidos) se ha establecido para adelantar el trabajo en estos programas.
La legalidad de la operación de vehículos automáticos en la vía pública se ha convertido en un problema a medida que más y más fabricantes quieren probar y comercializarlos. Algunos países y regiones han puesto en marcha regulaciones que legalizan estas operaciones. Otros están revisando activamente este asunto.
Hay grandes problemas sociales, culturales y legales para resolver que una flota de vehículos totalmente automatizado pueda llegar a ser una realidad. Por ejemplo - cuánto control la mayoría de los conductores estará preparado a reconocer? ¿Quién es responsable si un sistema falla? ¿En qué etapa debería ser obligatorio el sistemas automatizados? (Ver Visión de Autopistas Automatizadas y Responsabilidades)
Los vehículos automatizados de hoy en día se basan en una serie de tecnologías avanzadas complejas. Ejemplos de elementos básicos incluyen:
La conducción totalmente automatizada se está moviendo rápidamente de investigación para el despliegue de la vida real. Un número de fabricantes de automóviles han anunciado que se han automatizado sustancialmente vehículos disponibles para su compra en 2020 - aunque en general se prevé que todavía tendrán que estar preparado para tomar un papel activo en algunas situaciones los conductores. Mientras tanto, los sistemas automatizados parcialmente cada vez más sofisticadas que sigan haciendo su camino en el mercado.
Avances similares se han realizado en la automatización de la funcionalidad de vehículos en flotas comerciales de carga. Se está trabajando para desarrollar soluciones "platooning", que permiten a los camiones que viajan juntos en grupos hacerlo con poco espacio para aumentar la densidad del tráfico de mercancías, sin perjuicio de la seguridad. También tiene la ventaja de proporcionar beneficios de economía de combustible - en el rango de 10% o más para el vehículo seguidor en función de la brecha. Platooning Investigación tiene una larga historia, y sigue avanzando con las recientes manifestaciones en Japón, Alemania, Suecia y los EE.UU. (Ver Case Study sobre la Circulación Segura trenes para el Medio Ambiente (SARTRE))