En los últimos años los fabricantes automotrices han ido introduciendo tecnologías sofisticadas de control vehocular para mejorar la seguridad, la eficiencia en el consumo de combustible y el nivel de confort de los conductores, entre otras cosas. Estas nuevas tecnologías son, a veces, llamadas Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)). Estos sistemas usan la tecnología de los sensores, tales como el radar automotriz que ha sido desarrollado específicamente para su uso en automotores. (Ver Sistemas de Control & Advertencia). Ellos tienen un efecto positivo en la seguridad vial y en la gestión del tránsito por medio de la ayuda a los conductores para que mantengan una velocidad y una distancia seguras, para que permanezcan dentro de los carriles y para que eviten maniobras de sobrepaso inseguras. Los beneficios pueden ser ampliados aún más si los vehículos individuales se comunican contínuamente con otros o con la infraestructura vial – los así llamados vehículos "conectados" (Ver Vehículos Conectados).
Ejemplos de control vehicular longitudinal son el Control Adaptativo de Velocidad (Adaptive Cruise Control (ACC)) y el Control de Velocidad Adaptativo y Cooperativo (Co-operative Adaptive Cruise Control (CACC)). El ACC está diseñado de modo tal que el automóvil automáticamente mantiene una dustancia segura con el vehículo que circula adelante, en términos de distancia o de tiempos, como sea programado por el conductor. El conductor especifica la velocidad máxima ( como con el control de velocidad crucero normal) y la distancia siguiente. Un sensor tipo radar embarcado actúa con un vehículo adelante y el sistema de control del vehículo mantiene la distancia especificada. El ACC es, a menudo, acompañado con un sistema de alerta de coisión frontal que avisa al conductor en el caso de que una obstrucción peligrosa se encuentre delante suyo. Incluso, se puede comenzar a aplicar los frenos si el conductor falla al hacerlo.
La investigación está tomando lugar combinando el ACC con intercomunicaciones entre vehículos. Con el agregado de las comunicaciones, el ACC se convierte en un CACC. Las comunicaciones permiten que la relación de aceleración y de desaceleración del vehículo de adelante sea comunicada en tiempo real al siguiente vehículo (varias veces por segundo). La ventaja real del CACC es que reduce la demora en el tiempo de respuesta del vehículo que circula detrás.
Alguno de los automóviles nuevos de alta gama que están en el mercado incluyen actualmente sistemas de alerta sobre salida del carril y sistemas de ayuda para mantener el carril. Éstos mantienen un seguimiento de la posición relativa del vehículo al circular por un carril. Usan un conjunto de sensores tales coo sensores de video montados detrás del parabrisas, sensores laser en el frente del vehículo y/o sensores infrarrojos bajo el vehículo. Los sistemas de alerta solamente suenan si el vehículo comienza a desviarse del carril, mientras que los sistemas de ayuda a mentaner el carril pueden tomar una acción para retornar al vehículo a una posición segura dentro del carril.
Combinando tecnologías, la próxima evolución en sistemas de control vehicular son los vehículos autónomos.
La Administración de Seguridad Vail en Autopistas de USA (US National Highway Traffic Safety Administration (NHTSA)) ha definido cinco niveles de automatización, para describir sistemas con distintos grados de autonomía, de la siguiente forma:
El automóvil Google es un ejemplo de qué existe en desarrollo y en prueba en California. youtube (Ver Video)
Las telecomunicaciones móviles digitales están teniendo un profundo efecto en el medioambiente operativo de ITS permietiendo las comunicaciones Vehículo- Vehículo (V2V) y Vehículo - Infraestructura (V2I). SE pueden combinar ambos conceptos refiriéndose sólo a las comunicaciones V2X – significando comunicaciones inalámbricas en red entre vehículos, infraestructura (unidades viales y centros de control de tránsito) y dispositivos de comunicación personal de los pasajeros. Los vehículos pueden difundir datos describiendo su posición, movimientos y maniobras – y compartir éstos con otros vehículos para prevenir colisiones entre ellos y con la infraestructura para optimizar el control del tránsito.
La capacidad para enviar y recibir estos datos permite a los sistemas inteligentes vehiculares integrar la información de los sistemas de navegación con los datos que vienen de los sensores embarcados y con la información recibida desde la infraestructura. Ésto provee a los sistemas vehiculares una conciencia de su entorno inmediato, incluyendo áreas que no son visibles para el conductor – las cuales pueden ser usadas para asistir al conductor para manejar de forma más segura. Si estos sistemas vehiculares anticipan un accidente ellos pueden, como mínimo, avisar a los sistemas de seguridad y, quizás, intervenir para prevenir un siniestro vial.
Las tecnologías necesarias para implementar un medioambiente de Vehículos Conectados y Cooperativos (CV) se componen de cuatro componentes separados:
Los OBE son:
Algunas de las informaciones basadas en el vehículo puede ser obtenida desde un sensor tipo GPS u otro similar (por ejemplo: la localización, velocidad y dirección), mientras que otra información (por ejemplo: aceleración, consumo de combustible instatáneo, activación del sistema antibloqueo de frenado , estado del limpiaparabrisas) puede ser obtenida desde las herramientas de observación del vehículo y de otros sistemas que monitorean los diferentes subsistemas del vehículo.
Los vehículos conectados están instrumentados con ampio rango de tecnologías de sensado que permiten aplicaciones que tienen como objetivo mejorar la seguridad y la eficiencia - incluyendo:
Las unidades y el equipamiento de campo (viales) son sistemas de infraestructura que se comunican con vehículos y recolectan datos desde ellos. El equipamiento de campo puede soportar aplicaciones basadas en la infraestructura o aplicaciones que involucren la cooperación entre vehículos y la infraestructura (tales como los sistema para evitar colisiones, y las eco-señales que informan a los vehículos que se aproximan el tiempo remanente de luz verde para permitir a los conductores ajustar su velocidad). El equipamiento de campo también soporta las aplicaciones remotas para comunicar la información recolectada desde los vehículos hacia una localización central para su procesamiento. Ellos también pueden ayudar a soportar la seguridad y la integridad de los sistemas vehiculares cooperativos.
La red de comunicaciones es la infraestructura necesaria para proveer conectividad entre vehículos (V2V), entre vehículos e infraestructura (V2I), y entre el equipamiento de campo y otras partes del sistema (V2X). Las comunicaciones inalámbricas son requeridas para las comunicaciones V2V y V2I, para las cuales el equipamiento de campo puede usar redes inalámbricas o cableadas.
La Iniciativa Vehículos Conectados – USA
En USA, se han focalizado en el uso de las Comunicaciones Dedicadas de Corto Alcance (Dedicated Short-Range Communications (DSRC)) para los sistemas de vehículos cooperativos. En forma similar al Wi-Fi, DSRC es un protocolo abierto para la comunicación inalámbrica. Ahora bien, la gran diferencia es que la DSRC permite comunicaciones altamente seguras y de alta velocidad – características que son crítuicas para las aplicaciones de seguridad. La DSRC tiene las siguientes características ventajosas:
baja latencia (menor a 0,02 segundos)
solidez ante interferencias
protección dedicada del ancho de banda (dependiendo de los sitios del país considerado)
En USA, durante el año 2004, la Comisión Federal de Comunicaciones (Federal Communications Commission), dedicó 75 MHz de ancho de banda a 5.9 GHz, para ser utilizado ppara la Iniciativa de Vehículos Cooperativos.
El veloz progreso en las telecomunicaciones móviles significó que el vehículo conectado no es más un concepto de investigación sino una realidad. Las aplicaciones del concepto de vehículos conectados se pueden clasificar en cuatro diferentes categorías, aunque no necesariamente separadas:
.- aplicaciones de seguridad - ejemplos incluyen a los consejos a conductores, las alertas a conductores y los controles de vehículos y/o infraestructura (Ver Ayuda al Conductor );
.- aplicaciones de movilidad que usan datos en tiempo real. Los datos son transmitidos a los vehículos en forma inalámbrica y son usados por proveedores de servicios de información para difundir las condiciones del tránsito actual para los sistemas satelitales de navegación. Los datos obtenidos desde los vehículos conectados también tiene valor para las actividades de gestión de la red y para los ingenieros de tránsito para optimizar la performance del sistema de transporte. (Ver Monitoreo por Vehículos Sonda);
.- aplicaciones de medioambiente que usan los datos en tiempo real desde los vehículos para soportar el desarrollo, la operación y el uso de las aplicaciones de "transporte verde" (Ver Visión de Operaciones de una Red Inteligente);
.- aplicaciones comerciales que mejoran los negocios viales y abren nuevas áreas de mercado – tales como los servicios de valor agregado basados en la localización (Ver Servicios Basados en la Localización).
Una revisión de los desarrollos relacionados con los vehículos conectados y las probables consecuencias para las Operaciones de las Redes Viales fue llevada a cabo por un comité especial de la Asociación Mundial de Carreteras (World Road Association (PIARC) Task Force), trabajando en colaboración con la Federación Internacional de Sociedades de Ingeniería Automotriz (International Federation of Automotive Engineering Societies (FISITA)). El informe de dicho equipo fue publicado en el año 2012 y puede ser descargado desde la Biblioteca Virtual de la Asociación Mundial (PIARC Virtual Library) en: http://www.piarc.org/en/order-library/13731-en-The%20connected%20vehicle.htm