Vehículos particulares y transporte público - Ljubljana, Eslovenia
"Sistemas Inteligentes de Transporte" (ITS) es un término genérico para la aplicación integrada de la tecnología de comunicaciones, control e información al sistema de transporte. Los beneficios resultantes: salvar vidas, ahorrar tiempo, dinero, energía, mejorar el medio ambiente y estimular el desempeño económico.
ITS abarca todos los modos de transporte y considera todos los elementos del sistema de transporte - los vehículos, la infraestructura, los conductores y usuarios - interactuando en conjunto de forma dinámica.
La función principal de los ITS es proporcionar servicios e información para todo el espectro de usuarios - en particular, conductores, pasajeros, propietarios de vehículos y operadores; empero también, los usuarios vulnerables, como los peatones y los ciclistas - y apoyar la segura y eficiente gestión del tránsito de la red a través de los operadores de la red de transporte. La intención es mejorar el funcionamiento de todo el sistema de transporte. Con ITS, los usuarios de la red vial, como los automovilistas, operadores de carga y flotas comerciales y usuarios del transporte público pueden realizar un mejor discernimiento en relación con sus decisiones de viaje. Factores tales como las condiciones del tránsito, el mantenimiento de carreteras o las obras de construcción pueden impactar potencialmente en los tiempos de viaje y las condiciones meteorológicas afectarán la seguridad de la red vial.
ITS proporciona una mejor calidad y diversidad de información sobre la situación del tránsito, a menudo, en tiempo real. El uso de los ITS en las Operaciones de la Red Vial (RNO) también hace que sea posible mejorar las estrategias operativas existentes y crear nuevas formas de gestionar el tránsito por carretera.
Los Sistemas Inteligentes de Transporte (cuya abreviatura es I.T.S. y se escribe ITS) se refieren a la utilización de tecnologías de la información y de la comunicación en el transporte. El desarrollo de ITS todavía está evolucionando. El alcance de la utilización de estas tecnologías y su grado de sofisticación en su implementaión varía de un país a otro. Los profesionales del transporte de todo el mundo necesitan entender las principales aplicaciones y capacidades de ITS para que puedan evaluar las ventajas potenciales, costos asociados y cómo poder desarrollar nuevas aplicaciones ITS.
Los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) son los sistemas de control e información que utilizan las tecnologías de procesamiento de datos y las comunicaciones en forma integrada, a efectos de:
La definición abarca una amplia gama de técnicas y enfoques que se pueden lograr a través de aplicaciones tecnológicas independientes o mediante la integración de diferentes sistemas para proporcionar nuevos sistemas (o mejoras) a los servicios de transporte existentes. ITS proporciona las herramientas para transformar la movilidad y mejorar la seguridad y es, particularmente, relevante en el contexto de operaciones de la red vial.
El objetivo de los sistemas ITS es atender al usuario del sistema de transporte proporcionando una mayor fiabilidad y comodidad para la movilidad individual de las personas, - y para el operador de sistema de transporte- y una mayor eficacia en las operaciones y en la toma de decisiones. La función general de ITS es mejorar la operación de todo el sistema de transporte (a menudo, en tiempo real) para los controladores de las redes de transporte, los viajeros, los transportistas y otros usuarios.
La implementación de ITS se ve influenciada por los intereses comerciales y por las iniciativas políticas a nivel internacional, nacional, regional y local, que afectan las prácticas comerciales de las partes interesadas del sector público o privado.
ITS proporciona un enfoque flexible para hacer frente a los problemas comunes del transporte, tales como el uso de la información, la óptima toma de decisiones y un alto nivel de adaptabilidad del sistema. Ésto se compara con el enfoque tradicional de construcción de infraestructura vial adicional para aumentar la capacidad física. ITS ofrece alternativas para satisfacer la futura demanda de viajes en situaciones donde los enfoques convencionales pueden no funcionar; por ejemplo, en lugares muy urbanizados o en áreas sujetas a estrictas regulaciones ambientales.
Más específicamente, los sistemas ITS incluyen una variedad de herramientas, tales como: tecnologías de detección, de informática y de comunicaciones que se pueden aplicar de forma integrada con el sistema de transporte para mejorar su eficacia, su seguridad, su sustentabilidad y la resiliencia de las operaciones de la red ante eventos con transtornos graves.
ITS tiene el potencial para mitigar algunos de los problemas más difíciles que afectan actualmente al transporte por carretera. En general, las aplicaciones de ITS tienen la capacidad de:
ITS también puede hacer más confortable el viaje al proporcionar a los viajeros información precisa y oportuna sobre las condiciones del tránsito en la red y las opciones de transporte disponibles. También puede fomentar el crecimiento económico de una región mediante la mejora de la movilidad, mejorando la fiabilidad del tiempo de viaje y reduciendo el consumo de energía.
Muchas aplicaciones ITS tienen un importante rol en la operación de las redes de carreteras, los cuales incluyen:
En general, las aplicaciones ITS que están diseñadas para mejorar la eficiencia, la seguridad y/o la sustentabilidad de la red vial son las aplicaciones más frecuentemente adoptadas. Los ejemplos incluyen:
El concepto de los vehículos autónomos conectados se está convirtiendo viable y ello tendrá importantes consecuencias para las operaciones de la red vial, las cuales necesitarán una evaluación completa (Ver Ayuda al Conductor ).
Todos los usuarios de la carretera, incluyendo conductores y sus pasajeros, peatones y ciclistas, a través de todos los modos de transporte por carretera, incluyendo vehículos particulares, autobuses y vehículos comerciales, se pueden beneficiar por un mayor uso de los sistemas ITS. Por ejemplo, las aplicaciones ITS son compatibles con:
El uso de la tecnología para gestionar los sistemas de transporte y mejorar su eficacia y seguridad tiene una larga historia que precede a la primera utilización del término "ITS" en la década de los años 90.
Entre los primeros ejemplos de la tecnología aplicada al transporte por carretera están los sistemas urbanos de control de señales de tránsito, los cuales han aumentado con el tiempo su nivel de sofisticación (en términos de detección de presencia vehicular y de lógica de control). Su propósito era controlar el tránsito en las intersecciones de los caminos para mejorar el flujo vehicular y la seguridad vial. Otras de las primeras aplicaciones ITS fueron la detección de incidentes en las autopistas y la mejora de la información disponible para los viajeros, con alertas de tránsito en tiempo real y carteles de mensajes variables al lado del camino (Ver Control del Tránsito).
En la década de los años 90, hubo un mayor reconocimiento de los impactos negativos del transporte por carretera, tales como la congestión, los accidentes y la contaminación ambiental, y comenzó la búsqueda de soluciones a los desafíos que enfrentaban las grandes y congestionadas áreas metropolitanas. La solución tradicional del aumento de la capacidad mediante la mejora de la infraestructura vial ya no fue viable, debido, por ejemplo, a las problemas ambientales o a la falta de disponibilidad del espacio físico. Estos factores se combinaron para motivar a los profesionales del transporte a investigar el potencial de la utilización de tecnologías avanzadas, tales como la detección, las comunicaciones y la informática, para mejorar el rendimiento de las redes de carreteras.
Los sistemas ITS están ahora casi omnipresentes en los países desarrollados y han comenzado a echar raíces en muchas economías emergentes. La gama de potenciales aplicaciones ITS se ha incrementado dramáticamente. Mientras que, inicialmente, la atención se centró en aplicaciones autónomas, actualmente, hay ejemplos de sistemas realmente integrados, soluciones que se centran en el sistema de transporte como un todo integrado, como por ejemplo: el billetaje multimodal integrado (Ver Billetaje Multiuso y Multimodal ).
Los primeros años de los sistemas ITS fueron defendidos por un puñado de países, entre ellos, Estados Unidos, Canadá, varios países de Europa, Japón y Australia. En los EE.UU., por ejemplo, varios proyectos de ley en transporte, entre ellos la Ley de Eficiencia Intermodal de Transporte Terrestre de 1991 (ISTEA), alienta el despliegue de los ITS y la búsqueda de aplicaciones de tecnología avanzada en el transporte. Una serie de pruebas operativas de campo (FOT) también fueron emprendidas y diseñadas para probar la viabilidad de la aplicación de las soluciones basadas en la tecnología, así como para proporcionar información sobre sus costos y sus probables beneficios.
Una década atrás los medios para la difusión de información a los viajeros eran bastante limitados (como las Señales Dinámicas de Mensajes Variables, estaciones de envío de información por radio a viajeros (denominado Highway Advisory Radio), televisión y sistemas telefónicos). Hoy, con la penetración casi universal de los teléfonos inteligentes y de otros dispositivos móviles en el mercado, es mucho más fácil llegar a los viajeros con la información correcta (Ver Servicios al Viajero ).
Los últimos años han sido testigos de un renovado interés en el tema de los vehículos conectados y autónomos (auto-conducción), que puede ser considerada como la última fase en la evolución de los sistemas ITS. La tercera y cuarta generación (3G y 4G) de las telecomunicaciones digitales móviles han permitido los niveles más altos de conectividad entre los vehículos y la infraestructura, junto con una mayor automatización dentro de los vehículos. Ésto puede cambiar radicalmente la forma en que los vehículos motorizados son impulsados y la forma en que se gestiona el tránsito por carretera (Ver Vehículos Conectados).
Áreas de Servicios ITS
Las principales aplicaciones de sistemas ITS que contribuyen a las operaciones de las redes de carreteras son:
La siguiente tabla muestra los ocho principales áreas de servicios ITS y provee ejemplos de aplicaciones y servicios en cada una de ellas.
| Área de Servicio | Aplicación ITS relacionada | Objetivos operacionales |
|---|---|---|
|
Gestión del Tránsito |
Gestión de incidentes, control de tránsito. |
Gestionar y controlar el tránsito en las carreteras a fin de optimizar su operación. |
|
Información a Viajeros |
Información al viajero antes y durante su viaje. |
Proporcionar a los viajeros información relacionada con el viaje en forma previa y durante el mismo. |
|
Transporte Público |
Seguimiento de vehículos de transporte. |
Mejorar el servicio de transporte público a fin de alentar su utilización. |
|
Operación de vehículos comerciales |
Procesos administrativos de vehículos comerciales, inspección automática de la seguridad en la carretera, respuesta a incidentes con cargas peligrosas. |
Mejorar la gestión de flotas del sector público; mejorar la administración de las operaciones de vehículos comerciales del sector público. |
|
Seguridad vehicular |
Mejorar la visibilidad, evitar colisiones frontales y laterales, evitar colisiones en intersecciones |
Mejorar la seguridad del sistema de transporte complementando la capacidad del conductor para mantenerse atento en el control del vehículo y aumentando la capacidad del vehículo para evitar una colisión. |
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Operaciones de mantenimiento y construcción de la infraestructura |
Gestión de flotas; gestión de zona de obras. |
Mejorar la gestión de los vehículos asociados con el mantenimiento y las obras; gestión de las zonas de obra, gestión de la carretera de forma de colaborar con los trabajos de mantenimiento y de obras. |
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Gestión de emergencias |
Notificación de emergencias; gestión de vehículos de atención de emergencias. |
Dar apoyo a la gestión de emergencias mediante una rápida identificación de las emergencias e inmediata respuesta. |
|
Gestión de archivos de datos |
Repositorio de datos. |
Recolección y procesamiento de datos para el pronóstico del tránsito, el monitoreo del desempeño de la red y el análisis de las políticas aplicadas. |
Los servicios basados en ITS comparten ciertas características generales:
El tiempo es un elemento crítico para los servicios ITS, los que a menudo utilizan datos en tiempo real o cercanos a ello. El periodo de tiempo para recolectar y procesar datos en tiempo real es limitado, a pesar de que, frecuentemente, se utilicen datos históricos. Por ejemplo: la información de tránsito como los tiempos de viaje, la velocidad media en el tramo y la información relacionada con incidentes que interrumpen la circulación solamente será de utilidad para los viajeros si están disponibles en tiempo real o en un futuro cercano predecible (Ver Servicios al Viajero ).
Muchos servicios ITS pueden mejorar la capacidad de la infraestructura vial existente a través de mejoras operativas que evitan la necesidad de realizar grandes desembolsos en importantes reformas, tales como la construcción de nuevas carreteras o el agregado de carriles adicionales. Por ejemplo: la gestión de carriles y el control de la velocidad de circulación en autopistas congestionadas puede ser beneficioso para la seguridad resultando en una menor cantidad de incidentes de tránsito y una mejora en su rendimiento. En ciertos horarios una desviación estratégica del tránsito puede guiarlo desde rutas congestionadas a rutas menos congestionadas. La señalización de tránsito puede ser adaptable a la demanda de tránsito en tiempo real a fin de mejorar la eficiencia y capacidad de las intersecciones semaforizadas.
Los datos recolectados a través de los ITS, tales como la velocidad del tránsito, su volumen y los datos de seguimiento de vehículos, pueden ser utilizados para dar apoyo en la toma de decisiones en tiempo real a viajeros individuales, a operadores de la red de carreteras y a los gestores de flotas de vehículos. Los datos reunidos a través de ITS también pueden ser utilizados en algoritmos y modelos para evaluar las condiciones actuales y futuras de la red de carreteras que dan apoyo a la toma de decisiones. Los datos reunidos, a través de ITS, tmbién pueden ser archivados hasta que sean necesarios para las actividades de planifficación.
Los servicios ITS adquieren más valor y efectividad en situaciones desfavorables del tránsito, tales como en el transcurso de un incidente, en una evacuación, en una congestión o en la interrupción de los servicios. Por ejemplo: un incidente puede causar demoras significativas y contribuir a la ocurrencia de accidentes de tránsito secundarios. Los servicios ITS, tales como la inmediata detección de un incidente, la rápida respuesta y la gestión del sitio del incidente, pueden reducir la duración del incidente, lo que contribuirá con la reducción de las demoras de tránsito y de las probabilidades de ocurrencia de accidentes secundarios.
Los ITS proporcionan una oportunidad de mejorar la confiabilidad y seguridad de un viaje. Los servicios ITS, tales como la navegación satelital, la gestión de incidentes y el control adaptativo de las señales de tránsito, pueden reducir las demoras y mejorar la confiabilidad del viaje. En forma similar, los ITS orientados a la seguridad, tales como la advertencia y control de la velocidad de circulación y aquellos destinados a evitar las colisiones en las intersecciones, pueden disminuir la probabilidad de un accidente.
Los servicios ITS han sido desarrollados para más de un medio de transporte y apuntan a diferentes tipos de vehículos. Por ejemplo: los servicios de monitoreo de una red de carreteras realizan un seguimiento de los automóviles particulares, autobuses, vehículos de atención de emergencias y vehículos comerciales. Los servicios ITS también pueden determinar rutas prioritarias para tipos de vehículos específicos, por ejemplo autobuses, a los que puede darle prioridad de circulación a través de la señal verde de la señalización del tránsito a lo largo de un corredor. De forma similar, la tecnología de señalización de tránsito preferencial permite que los vehículos de atención de emergencias reciban derecho de paso en una intersección comunicándose directamente con el equipamiento de control de la señales de tránsito.
Miles J.C. (2014) Intelligent Transport Systems: Overview and Structure (History, Applications, and Architectures). Automotive Encyclopedia ISBN: 9781118354179 Wiley on-line Library.
Puede accederse on-line a la Tabla de Contenido en el siguiente link: http://onlinelibrary.wiley.com/book/10.1002/9781118354179/toc
Una característica común de ITS – cuando se aplica a la gestión de la red vial y del tránsito – es la utilización de fuentes de datos históricos y convencionales en tiempo real para producir información del estado actual y futuro del sistema transporte por carreteras. Las aplicaciones ITS juegan una parte importante en la forma en que las redes viales son gestionadas para mejorar la eficiencia y la confiablidad de las operaciones del transporte y para reducir los impactos negativos en el medio ambiente y en el consumo de energía. (See Gestión del Tránsito)
Ejemplos de aplicaciones ITS en las operaciones de una red vial son:
Las aplicaciones de gestión de la red vial y del tránsito están dirigidas a la mejora de la eficiencia del transporte terrestre incluyendo al pago electrónico para quitar la necesidad de los vehículos de detenerse antes del pago del peaje en una estación de peaje y para simplificar el pago del viaje en el transporte público. (Ver Case Study: Traffic Management, Travel Information and Bridge Tolling at “The Ǿresund Link”)
Los sistemas de pago electrónico de peaje también proveen la flexibilidad necesaria para implementar esquemas viales innovadores de fijación de tarifas y de cargo por congestión.
Las principales aplicaciones ITS que soportan la gestión de la red vial y el tránsito incluyen:
Los objetivos del control del tránsito para son gestionar y controlar el movimiento del tránsito en los caminos optimizando el uso de la capacidad vial existente. Las aplicaciones ITS incluten:
La implementación de estrategias efectivas de control del tránsito requiere una información oportuna y precisa del tránsito. Cuanto mejores son los datos más efectiva es la estrategia de control que puede ser implementada . La información proviene de varias fuentes, tales como lazos inductivos de detección empotrados en el pavimento vial, al lado del camino o sensores instalados en columnas o pórticosor y análisis de imágenes provenientes desde videocámaras digitales. Los datos pueden ser combinados y utilizados para decidir sobre el mejor (y óptimo) curso de acción para la gestión del tránsito en la red vial. (Ver Medidas de Control del Tránsito)
El control del tránsito es uno de los más básicos bloques constructivos de un sistema inteligente de transporte terrestre, dado que requiere detección, control, comunicaciones y sistemas de ayuda – que son fundamentales en la operación de varios otros servicios ITS. El control del tránsito y los centros de operaciones de tránsito (TCCs y TOCs), responsables de estas funciones existen actualmente in todo el mundo. (Ver Centros de Control del Tránsito)
ITS juega un siginificativo rol en la mejora de la gestión de incidentes, particularmente en autopistas, autovías y otras rutas de alta velocidad . Ésto es debido al uso de sensores vehiculares ( tales como lazos inductivos empotrados, radares y video cámaras CCTV), tecnologías de procesamiento de datos y comunicaciones para detectar y verificar rápidamente un incidente. Los sistemas sofisticados de ayuda a la decisión ayudan a los gerentes de tránsito a decidir cuál es la mejor respuesta ante un incidente dado.. Usando ITS de esta manera se puede mejorar la seguridad y la eficiencia de la red , salvando vidas y ahorrando dinero. (Ver Incidentes de Tránsito)
Uno de las áreas de aplicación donde ITS ha alcanzado un gran éxito, es en el área del pago electrónico. Entre los mejores ejemplos de pago electrónico están los sistemas de Recolección de Pago Electrónico de Peaje (ETC) tales como el Sistema EZPass en USA o el Servicio Electrónico Europeo de Peaje. Estos sistemas permiten dispositivos para pagar peaje en estaciones viales sin detenerse o reduciendo su velocidad de paso – minimizando las demoras y mejorando la calidad del aire en la vecindad de as plazas de peaje.
Los sistemas ETC pueden tomar formas diversas, tales como:
Estos sistemas pueden imponer diferentes tarifas de peajes para diferentes categorías de vehículos y pueden proveer instalaciones de fiscalización de violaciones a las leyes de tránsito. Otros ejemplos incluyen sistemas de pago integrado – diseñados para peritirle al viajero pagar por distintos servicios (por ejemplo conducir en una camino con peaje, pagando por el estacionamiento y por el tránsito) usando el mismo medio o dispositivo de pago. (Ver Pago Electrónico).
ITS puede ser aplicada para implementar estrategias dirigidas al incremento de la frecuencia de Vehículos con Ocupación Múltiple (MOVs) y a la promoción del uso de los carriles para vehículos con alta ocupación (HOVs). ITS puede ayudar a que la operación de los carriles HOV sean más eficaces y que se adapten a los cambios de las condiciones del tránsito – ajustando los requisitos de la ocupación del vehículo a diferentes momentos del día, basados en los niveles de congestión y de tránsito actuales. ITS tambipen puede ayudar a implementar estrategias de fijación de precios por congestión – por las cuales los cargos del peaje son ajustados para influenciar a la demanda. Por ejemplo, las tarifas de peaje pueden ser aumentadas durante las horas pico in a´reas urbanas o en la vecindad de atracciones turísticas medioambientalmente sensibles en áreas rurales. (Ver Gestión de la Demanda)
ITS puede ser aplicada para mejorar la gestión de la localización y del precio de los espacios de estacionamiento. Ésto ayuda a mejorar la experiencia de viaje de conductores proveyéndoles información en tiempo real de las cocheras vacantes en las playas de estacionamiento. Los sistemas de información de playas de estacionamiento basados en ITS pueden ser integrados con la gestión y control del tránsito urbano – para reducir los tiempos de búsqueda de cocheras y optiimizar, así, la gestión global del tránsito. Los transpondedores electrónicos de peaje (tags) pueden también ser usados como un medio de control de acceso a una playa controlada de estacionamiento. (Ver Control de Acceso)
ITS puede ayudar a mejorar la sustentabilidad medioambiental del transporte terrestre. Algunas aplicaciones ITS usan sensores medioambientales para recolectar información acerca de las emisiones del escape desde vehículos en ciertas zonas o en áreas amplias. La información puede ser usada para desviar inteligentemente el tránsito afuera de la áreas donde ela calidad del aire ha caído debajo del valor acepatable – o mediante el impedimento a vehículos de acceder a áreas medioambientalmente sensibles. La información puede también proveer datos valiosos para el desarrollo de estrategias de mejora de la calidad del aire – y para alertar a operadores de flotas si sus vehículos no están cumpliendo con los estándares de emisiones adoptados. ITS puede también ser usada para gestionar la congestión y reducir las demoras – lo cual tienen un impacto beneficioso sobre las emisiones y la calidad del aire. (Ver Ayuda al Conductor )
El propósito de una aplicación ITS para cruces ferroviarios-viales es proveer mejoras a los dispositivos de control de la seguridad y alarmas donde las vías ferroviarias cruzan un camino o una autopista al mismo nivel. Desde el punto de vista vial cualquier dispositivo de señalización de la intersección puede estar conectado a los dispositivos de alarma y control de la intersección ferroviaria- vial (HRI), de modo que las señales puedan ser coordinadas para gestionar colas y desvíos del tránsito. La tecnología puede también monitorear la "salud" del equipamiento HRI – e informar cualquier malfuncionamiento detectado. (Ver Sistemas de Fiscalización)
Las aplicaciones de servicios y sistemas ITS tienen un importante rol para jugar en situaciones de emergencia:
Las plicaciones de protección personal y notificación de emergencias incluyen sistemas que:
Los sistemas EuropeoeCall y el Norteamericano OnStar son buenos ejemplos:
La gestión de vehículos de emergencia se focaliza en aplicaciones que intentan reducir el tiempo desde la recepción de la notificación de la emergencia hasta el arribo del vehículo de emergencia al lugar del incidente. Ésto es realizado a través de:
Los sistemas de información al viajero constituyen un área de aplicación que ha visto numerosos desarrollos ITS y grandes inversiones (Ver Servicios al Viajero )
Existen cinco de aplicaciones líderes:
El objetivo de la información previa al viaje es proveer a los viajeros información sobre el estado de la red vial de transporte antes de que ellos comiencen su viaje, La información provista puede ser limitada al camino o ser del tipo de transporte multimodal – y puede incluir:
En los años de inicio de ITS, los viajeros podían acceder a esta información en sus casas o en sus lugares de trabajo (vía un ordenador o un sistema telefónico) y en lugares que generaban tránsito (por ejemplo, un shopping mall – vía un kiosco touch-screen). Actualmente, con la proliferación de los teléfonos inteligentes y dispositivos móviles conectados a Internet, los viajeros pueden acceder a la información del viaje en cualquier momento, en cualuier lugar. Las versiones más avanzadas de estos sistemas pueden proveer a los usuarios condiciones predictivas del viaje como así también, ayuda a la planificación del viaje.(Ver Información Previa al Viaje)
La información al conductor sobre la ruta se realiza proveyendo a los conductores información relacionada con el viaje después que ellos comenzaron su viaje- durante la jornada. Tradicionalmente, ésto ha sido logrado por medio de Carteles de Mensajes Variables (VMS), difusión por radio y por el sistema de radio de la autopista (Highway Advisory Radio - HAR). Más recientemente con la amplia introducciónde los teléfonos inteligentes y dispositivos móviles – y con el interés en el desarrollo de Vehículos Conectados – están disponibles medios más efectivos para proveer información de viaje y para personalizarla para un viajero específico teniendo en cuenta la jornada y la localización..
El desarrollo de los Vehículos Conectados que serán capaces de comunicarse tanto con la Infraestructura como con otros vehículos, permitirá una gran oportunidad para la entrega de mensajes de aviso y alarmas a los conductores (por ejemplo, alertas a los motoristas sobre condiciones inseguras tales como curvas cerradas, pavimentos mojados, presencia de hielo, etc y alertas a los motoristas si ellos exceden el límite de la velocidad segura y sobre condiciones climáticas inseguras) (Ver Información en Ruta and Ayuda al Conductor )
El amplio uso de los dispositivos de navegación y localización geográfica GPS provee a los conductores instrucciones detalladas, paso a paso, sobre cómo llegar a su destino. Estas direcciones se apoyanban tradicionalmente en información estática – por ejemplo, tiempos de viaje históricos para diferentes segmentos del camino, mantenidos en una base de datos de navegación. Los sistemas de guiado más sofisticados son dinámicos – con direcciones que responden a las condiciones cambiantes del tránsito basadas en la información en tiempo real acerca de velocidades vehiculares y localizaciones de incidentes. Los mapas digitales que soportan a estos dispositivos necesitan estar actualizados – por ejemplo. a través de descargas de la actualización con nuevos enlaces viales y restricciones al tránsito.
Actualmente, el guiado de ruta está ampliamente disponible a través de sistemas embarcados en el vehículo, dispositivos portátiles y teléfonos inteligentes. Los beneficios incluyen la reducción de las demoras de viaje derivadas de los errores de navegación y bajos niveles de estrés para los conductores, especialmente cuando se conduce en un área no conocida. Pueden originarse problemas en comunidades locales cuando un producto – destinado a los automovilistas en general – es usado por conductores de grandes vehículos o pesados y la ruta recomendada es un camino no apto para esos vehículos. (Ver Navegación y Posicionamiento)
El viaje compartido con reserva (Ride-matching and reservation) tiene como finalidad la promoción de compartir el viaje proveyendo, en tiempo real, las preferencias y las demandas de los usuarios con los proveedores – a través de un servicio de cámara compensadora (clearinghouse) para transacciones financieras. Un viajero puede llamar a un centro de servicios y proveele información acerca del origen de su viaje deseado, su destino, y el tiempo. Como contraprestación, el viajero recibirá una realimentación sobre el número de opciones de viajes compartidos a su elección. (Ver Coincidir y Compartir Viajes)
La información de servicios al viajero tiene la finalidad de proveer a los viajeros de información de las "páginas amarillas", Ésto puede incluir información de la localización de servicios tales como, sitios de comidas, hoteles, estaciones de servicio, hospitales, estaciones de policía como también información sobre la localización de puntos de atracción turística. Ejemplos de estas aplicaciones están ya incluídas en muchos dispositivos de navegación GPS y aplicaciones de teléfonos inteligentes. (Ver Servicios Basados en la Localización)
ITS es ampliamente implementada para mejorar el nivel de servicio ofrecido por el transporte público – para hacer a los autobuses, metros, tranvías y trenes más convenientes y para incentivar su uso como medio de transporte. (Ver Transporte de Pasajeros )
Cuatro ejemplo de tales aplicaciones:
Las aplicaciones de gestión del transporte público usan sistemas avanzados de comunicaciones e informática que recolectan datos para mejorar:
Los datos recolectados en tiempo real desde los sistemas de localización y seguimiento de vehículos pueden ser usados para asegurar la adhesión a la programación y para implementar acciones correctivas cuando un vehículo particular está actuando con retraso. Las aplaicaciones de información en tiempo real pueden también ayudar a facilitar las transferencias de pasajeros en las estaciones de interconexión. Fuera de línea, los datos recolectados pueden ser analizados y utilizados para revisar la programación y mejorar los planes de ruta para satisfacer los requerimientos contractuales de informes y para mejorar los sistemas de información al cliente. (Ver Operaciones del Transporte de Pasajeros)
Las aplicaciones de información en ruta tienen la finalidad de proveer a los viajeros del transporte público información después de que su viaje ha comenzado . Entre las informaciones clave que son provistas típicamente se encuentran:
Los distintos dispositivos de difusión de información podrían ser usados incluyendo señales y kioscos en la parada de los autobuses, páginas de internet que pueden ser accesibles vía los teléfonos inteligentes, dispositivos móviles y varios tipos de aplicaciones de teléfonos inteligentes. (Ver Difusión de la Información)
El Transporte Público Personalizado (PPT) está basado sobre la idea de usar vehículos con rutas flexibles para ofrecer servicios más convenientes a los viajeros - en algunos casos puerta a puerta. Existena dos tipos principales de PPT:
Idealmente, este tipo de aplicación ofrecerá reservaciones de jornadas, asignación de vehículos y programación a ser desarrollada en tiempo real. (Ver Ruteo Dinámico / Programación)
Video: Good News tests: Kutsuplus service – personalised public transport
Las aplicaciones de protección del transporte público tienen como objetivo el mejoramiento de la protección de los usuarios, de los operadores y del personal de apoyo del transporte público. Ésto puede ser logrado mediante la integración de las tecnologías de localización vehicular y los sistemas de monitoreo para proveer un sistema de alertas y respuestas para hacer frente a los incidentes relacionados con la protección y la seguridad. Por ejemplo, las estaciones y las terminales de transporte, las cocheras de estacionamiento, las paradas de autobuses y el interior de los vehículos de transporte pueden ser monitoreados con CCTV con el procesamiento de imágenes para la supervisión – de modo que una alarma puede ser disparada tanto manual como automáticamente cuando un evento en riesgo. La infraestructura crítica tal como puentes, túneles, vías ferroviarias, pueden ser monitoreadas de esta manera como parte de una estrategia de seguridad del transporte público. (Ver Protección de la Red )
ITS ha sido aplicada para mejorar la eficiencia y seguridad de los vehículos comerciales. (Ver Transporte Comercial y de Mercancías) . Existen dos áreas claras de aplicación:
Los ejemplos específicos siguientes incluyen:
La compensación electrónica está diseñada para permitir que los vehículos comerciales cumplan con las velocidades principales establecidas al pasar por los puntos de control. Cuando un vehículo alcanza un punto de control, toman lugar las comunicaciones entre los vehículos y la estación de inspección– a menudo a través de un enlace inalámbrico de corto alcance – permitiendo a las autoridades controlar información relevante, tales como las credenciales vehiculares, peso, seguridad y carga. Este sistema permite al personal de aplicación seleccionar vehículos potencialmente inseguros para inspección, mientras se permite a los vehículos seguros evitar pasar por los puntos de control de los vehículos comerciales. (Ver Comprobación de Credenciales)
Como complemento a la compensación electrónica de vehículos comerciales, las aplicaciones ITS de inspección automatizada de seguridad vial usan las capacidades de la inspección automatizada para simplificar los controles de seguridad con mayor velocidad y exactitud durante una inspección de seguridad en un sitio de inspección vehicular. Ésto ayuda a reducir la cantidad de tiempo empleado por los examinadores en la inpección vehicular mientras que también se proveen datos más confiable sobre el estado de seguridad del vehículo. (Ver Seguridad de Intercambio de Información)
Entre las muchas aplicaciones ITS de ingeniería automotriz están los sistemas que monitorean la condición de la seguridad del vehículo y la carga así como también al conductor - sin la necesidad de que el vehículo circule más despacio. Las capacidades de monitoreo puede incluir:
Las alertas de seguridad están destinadas a los conductores y pueden estar disponibles para los gerentes o controladores de flotas vehiculares y para el personal vial de aplicación. (Ver Seguridad)
Las aplicaciones ITS pueden mitigar los procesos administrativos requeridos por los operadores de flota comercial a través de los cuerpos gubernamentales o regulatorios. Ellos pueden permitir la provisión automática de credenciales (tales como un permiso de ingreso u otro peaje de acceso selectivo) e incluye un informe automatizado de distancias recorridas y uso de combustible.Ésto le ahorra al operador tiempo y dinero. (Ver Aplicación de la Ley)
ITS tiene un rol que jugar en la respuesta ante incidentes que involucren materiales peligrosos (HAZMAT). El personal para la aplicación de la ley y el de respuesta HAZMAT puede proveer con en tiempo, información precisa sobre el contenido de la carga en la escena de un siniestro vial – de manera de conocer exactamente cómo manipular los materiales involucrados de una manera apropiada. La respuesta ante emergencias puede ser provista con acceso a esta información – o a través de un acceso remoto a una base de datos relevante o, en tiempo real, a través del uso de lectores que se comunican con los transpondedores embarcados en los vehículos (Ver Respuesta ante Emeregencias)
Las aplicaciones ITS proveen comunicaciones en tiempo real entre los conductores, despachantes y proveedores de transporte intermodal para los propósitos de identificación de la localización, despacho y seguimiento de vehículos – para ayudar a optimizar las operaciones de carga y la utilización de los vehículos. (Ver Operaciones y Gestión de Flotas)
Un número de desarrollos ITS en el sector automotriz está focalizado en la mejora de la seguridad del sistema de transporte terrestre complementando e intensificando las habilidades de los conductores para mantenerlos en alerta en el control del vehículo – y mejorando la performance de los vehículos para evitar accidentes. Una motivación clave en su desarrollo es el reconocimiento del error del conductor como un factor principal en la mayoría de los siniestros viales. Los desarrollos en esta área tienden al concepto de automóviles autónomos y sistemas automatizados de vehículo-carretera. Ejemplos de este tipo de seguridad relacionada con las aplicaciones ITS incluyen: (Ver Ayuda al Conductor )
La industria automotriz ha estado trabajando en una variedad de sistema de prevención de colisiones que o ya están en producción o están en el mercado. (Ver Sistemas de Control & Advertencia). Estos sistemas incluyen:
Estos sistemas monitorean la distancia de separación entre vehículos y alertan a los conductores cuando los sensores detectan otro vehículo que puede estar peligrosamente cerca. Si el conductor no reacciona apropiadamente, las acciones de control automático del vehículo pueden ser iniciadas. Ejemplos de estos sistemas se instalan ya en vehículos de algunos fabricantes automotrices, tales como Mercedes y Volvo.
Los sistemas avanzados de frenado de emergencia (AEBS) detectan la posibilidad de una colisión con un vehículo adelante y avisan al conductor, usando una señal visual, auditiva o táctil. Si el conductor no realiza acción alguna, el sistema aplica automáticamente los frenos del vehículo. A bajas velocidades AEBS actúa para prevenir un choque; a altas velocidader se reducirá la severidad del mismo.
El Control Adaptativo del Cruce (ACC) sigue al vehículo en el frente y, automáticamente mantiene una deseada mínima distancia ( o tiempo de avance) desde ese vehículo. Cuanto más larga sea la distancia mínima mantenida, el vehículo viajará a la velocidad fijada. Si la distancia de separación se reduce por debajo de este valor mínimo, el sistema ACC ajusta la velocidad del vehículo para recuperar el mínimo avance (en tiempo o distancia).
Estos sistemas detectan movimientos leves u objetos quietos y peatones que estén en el paso de un vehículo en la marcha atrás y alerta al conductor en consecuencia. La detección de estos objetos requieren el uso de sensores de relativamente corto alcance embarcados dentro de los vehículos, tales como una cámara de visión trasera. Ejemplos de estos sistemas pueden encontrarse instalados en muchos de los modelos actuales de vehículos.
Los sistemas de salida del carril tienen el objetivo de ayudar a los conductores a evitar accidentes que podrían resultar cuando un vehículo deja su propio carril y se interpone en el paso de un vehículo que viaja en el otro carril. Ésto es logrado alertando a los conductores y/o asumiendo temporalmente el control de un vehículo en riesgo. Entre los más conocidos sistemas están:
La tecnología ITS ha sido probada en aplicaciones que evitan o reduccen la gravedad de las colisiones en intersecciones. Estos sistemas siguen la posición y el estado de los vehículos dentro de un área definida al alcanzar una intersección a través del uso de comunicaciones vehículo-vehículo (V2V) y/o comunicaciones vehículo-infraestructura (V2I). Si una situación potencialmente peligrosa es detectada como que probablemente se dirija hacia una colisión, se entregan mensajes de alertas al conductor; por ejemplo, en los casos donde un vehículo falla al querer detenerse en un semáforo con luz roja o intenta realizar una maniobra de cambio en ausencia de una adecuada distancia.
Las aplicaciones ITS han sido desarrolladas para colaborar en la eliminación y/o reducción de la gravedad de los siniestros vialesque se producen como consecuencia de escasa visibilidad, como en casos de conducción en horario nocturno, lluvia intensa o condiciones de niebla. Estos sistemas incluyen sensores embarcados en los vehículos que pueden capturar imágines del entorno y mostrarla en forma gráfica al conductor, por ejemplo a través de una pantalla "head-up". Un ejemplo que ilustra este concepto es el sistema de Asistencia al Conductor para los vehículos de limpieza de nieve en la carretera (Snowploughs) desarrollado por la Universidad de Minnesota http://www.lrrb.org/media/reports/200313.pdf).
El objetivo de las aplicaciones ITS para conocer el estado de la seguridad es eliminar y/o reducir el número de colisiones causadas por conductores que no debieran conducir (por cansancio, alcohol o drogas), una falla de los componentes del vehículo o cualquier mala condición de la infraestructura que podría afectar la seguridad del vehículo. Existen sistemas disponibles que monitorean la performance del conductor avisándole o asumiendo el control temporal del vehículo si la performance del conductor es incorrecta. Otros sistemas monitorean la performance de componentes críticos del vehículo (tal como el sistema de frenado), y alertan a los conductores de su inminente falla. Hay también sistemas que pueden monitorear el camino y proveer alertas al conductor sobre condiciones inseguras, tal como la pérdida de adherencia de los neumáticos sobre superficies húmedas o con hielo. (Ver Políticas / Fiscalización y Sistemas de Alerta)
Estas aplicaciones ITS actúan previamente o durante los choques anticipando una inminente colisión; activan los sistemas apropiados de seguridad para los pasajeros antes del impacto. Por ejemplo, los sensores están disponibles para detectar el rápido acortamiento de distancia entre el vehículo y un obstáculo. Al detectar, el sistema intenta reducir el peligro del impacto de la colisión a través de ajustes restrictivos de absorción o disipación de la fuerza del impacto, tal como el accionamiento del airbag. (Ver Conducción Parcialmente Automatizada)
Un objetivo a largo plazo de los sitemas de seguridad automotriz es un sistema vehículo-autopista totalmente automatizado (AHVS), donde el viaje se realiza con vehículos especialmente equipados, bajo un control totalmente automatizado, a lo largo de carriles dedicados de autopistas, o donde un vehículo autónomo se pilotea él mismo a través de un tránsito mixto. El concepto AHVS tiene el potencial para mejorar significativamente la seguridad, como también la eficiencia del viaje por autopistas reduciendo el número y gravedad de los siniestros viales, reduciendo la congestión y reduciendo las emisiones y el consumo de combustible de los vehículos. (Ver Visión de Autopistas Automatizadas y Aplicaciones Nuevas y Emergentes)
Los riesgos asociados a las con una seguridad AHVS necesitan ser analizados cuidadosamente de modo de que el riesgo de un mal funcionamiento sea reducido. Muchos fabricantes automotrices están actualmente involucrados en proyectos significativos de investigación y de demostraciones con el objeto de convertir a los automóviles autónomos (o self-driving) en una realidad. Un número de países están preparando probar confiablidad de automóviles sin conductor. Nissan, por ejemplo, ha prometido la producción de automóviles autónomos en el año 2020 – y Google ha promocionado el desarrollo de un automóvil autónomo. Iniciativas de empresas públicas y privadas pueden ayudar a acelerar la implementación de vehículos autónomos. Un ejemplo se puede ver en: http://www.autoblog.com/2013/08/27/nissan-promising-autonomous-car-production-by-2020/ (See Sistemas de Control & Advertencia)
ITS tiene mucho que ofrecer en términos de soporte al mantenimiento y a la gestión de la infraestructura de autopistas y a las operaciones invernales de mantenimiento, como así también a la mejora de las gestión y seguridad vial de zonas de obras. Las aplicaciones tecnológicas abarcan objetivos de seguimiento y soporte de ruteo para vehículos para la construcción y mantenimiento vial, sistemas diseñados para monitoreo y predicción de condiciones climáticas y aplicaciones para la gestión de zonas de obras viales. Algunos ejemplos incluyen:
Las tecnologías ITS pueden ser usadas para rastrear a los vehículos viales de construcción y mantenimiento tales como las máquinas quitanieves, de modo que los operadores pueden monitorear si las tareas requeridas están siendo llevadas a cabo como estaban planeadas. ITS puede también ser usada para monitorear la condición de los vehículos de construcción y mantenimiento, usando sensores embarcados para alertar a los usuarios de cualquier actividad de mantenimiento o reparación necesaria. (Ver Telemática y Monitoreo Embarcados)
Utilizando Estaciones de Información del Clima en las Carreteras (Road Weather Information Stations (RWIS)) y otros sensores medioambientales similares (en localizaciones fijas o embarcados en vehículos de mantenimiento), ITS puede ayudar a recolectar información localizada precisaca acerca del clima, incluyendo las condiciones de la superficie de la carretera. ITS puede también ayudar en el procesamiento de los datos de información y en su difusión al público. La información desde el RWIS puede ayudar para detectar condiciones peligrosas, tales como carreteras con hielo, vientos fuertes, niebla densa y planificar, más eficazmente, las operaciones de mantenimiento invernal y optimizar las asignaciones de recursos. (Ver Monitoreo del Clima)
Las operaciones de mantenimiento invernal pueden ser soportadas mediante sistemas que monitoreen y sigan las rutas para las máquinas quitanieves y esparcidoras de gravilla para determinar el correcto tratamiento necesario para la carretera. Ésto se basará en la información actual y predictiva y en la información recolectada desde sensores meterológicos. (Ver Gestión del Clima)
ITS puede jugar un rol clave en la ayuda para mejorar la seguridad en zonas de trabajo y sitios de obras viales, como así también an la mejora de la gestión del flujo vehicular en la zona de obras. La información recolectada desde instalaciones ITS, permanentes o temporarias, pueden ser utilizadas para mejorar el control del tránsito y proveer mensajes de advertencia y alarmas a los conductores; por ejemplo, a través de carteles de mensajes variables (VMS). La información del tránsito recolectada desde la zona de trabajo puede compartirse con los centros de operaciones del tránsito y ayudar a los sistemas de información al viakero. (See Zonas de Obras)
Las tecnologías ITS technologies pueden ser usadas para monitorear la condición de una infraestructura crítica tales como puentes y túneles viales; sensores fijos o sensores embarcados y/o basados en los vehículos juegan su parte. Una idea reciente es usar la información desde vehículos sonda, respecto a su aceleración vertical, para determinar la condición de la superficie del pavimento y detectar diferentes tipos de peligros, tales como baches o superfices en mal estado. (Ver Monitoreo por Vehículos Sonda)
ITS no es solamente el uso del procesamiento de la informatción y de las telecomunicaciones en las operaciones de transpote terrestre. Muchos de los desafíos que acompañan la introducción de ITS no son tecnológicos sino que implican diferentes maneras de trabajar y, especialmente, implica el trabajo conjunto de diferentes organizaciones de diversas formas. Existe actualmente un gran cuerpo de conocimiento ITS que se traduce en la experiencia práctica de un sustancial número de proyectos y estudios de casos ITS.
Para entender apropiadamente cómo funciona ITS, existe un número de temas a tener en cuenta:
Para que ITS funcione se necesitan un número de tecnologías:
La recolección de información precisa acerca del estado del sistema de transporte es un prerrequisito para casi todas las aplicaciones ITS. El problema necesita ser identificado antes de buscar una solución. El grupo de vanguardia de tecnologías disponibles son aquellas usadas en las recolección de la información del tránsito en tiempo real . Alguna de ellas están basadas en la infraestructura y otras en los vehículos.
Las tecnologías de detección basadas en la infraestructura incluyen:
Las tecnologías de detección basadas en los vehículos incluyen:
(Ver Datos e Información)
Las Telecomunicaciones pueden ser comparadas con el sistema nervioso del cuerpo humano. Las redes de comunicaciones enlazan los diferentes componentes de un sistema ITS en forma conjunta, permitiendo el intercambio de información y la implementación de diferentes estarategias de gestión y control del tránsito. Ellas también enlazan al viajero con el sistema permitiendo la difusión de información útil. (Ver Telecomunicaciones)
Para que sea de utilidad, los datos recolectados en tiempo real del tránsito y del medioambiente desde el campo, deben ser procesados e integrados desde diferentes fuentes y analizados. Las tecnologías de computación y procesamiento de datos se refieren a un conjunto de hardware y software informáticos necesarios que le otorgan sentido a esos datos transformándolos en información que ayude a la toma de decisiones. (Ver Infoestructura Básica)
La comunicación eficaz con los viajeros es un esencial componente de varios, sino todas, aplicaciones ITS. ITS usa varios dispositivos de difusión de información del tránsito para mantener informados a los viajeros acerca de las condiciones actuales y esperadas de viajes. Estos dispositivos incluyen Carteles de Mensajes Dinámicos (DMS), advertencias por radio en la autopista (HAR), TV de cable, sitios de internet de información al viajero, redes sociales (Facebook, Twitter) e Internet, sistemas telefónicos dedicados, y dispositivos- pantalla embarcados en los vehículos. (Ver Interfaces de Usuario)
La más común tecnología actual usada para la localización y la navegación es la utilizada por los sistemas de navegación satelital para determinación de la localización (latitud, longitud y nivel de elevación). Éste sistema triangula la posición terrestre basada en las señales de los satélites – y son conocidos como Sistemas Satelitales y Navegación Global (GNSS). El más conocido es el Sistema Militar de Posicionamiento Global de USA (Global Positioning System (GPS)). La Unión Europea está desarrollando un sistema civil compatible llamado GALILEO, con el objetivo de proveer una mayor disponibilidad y mejora de la exactitud del posicionamiento. (Ver Navegación y Posicionamiento)
El sistema llamado Light Detection and Ranging (LIDAR), es una tecnología de sensado remoto que puede ser usado para generar una información tridimensaional de difrenetes localizaciones y sus características superficiales. LIDAR, puede ser aéreotransportado, móvil o terrestre, ha sido usado en transporte para varias tareas, tales como topografía, diseño y seguridad vial de autopistas. Con un preciso mapeo y posicionamiento de la infraestructura vial, LIDAR puede soportar a varias aplicaciones ITS, tales como el monitoreo de las condiciones meteorológicas en las carreteras y ayuda en la evacuación durante emergencias, todo en tiempo real.
Las tecnologías de control constituyen otro grupo de tecnologías habilitadas para aplicaciones ITS. Ellas se pueden dividir en dos amplias categorías:
Uno de las más ampliamente implementadas aplicaciones ITS se encuentra en el área del pago electrónico, el cual:
En términos de hardware, las tecnologías más comunes para el pago electrónico son: trajetas inteligentes, transpondedores (tal como el tag para pago de peaje) y más recientemente los teléfonos inteligentes. (Ver Pago Electrónico)
Este grupo de tecnologías disponibles ITS incluye aquellas diseñadas para soportar los Sistemas de Gestión de Datos Almacenados (Archived Data Management Systems (ADMS)), o también conocidos como Almacenes de DAtos ITS (iTS Data Warehouses). ADMS ofrece un oportunidad para tomar una total ventaja de los datos recolectados por los dispositivos ITS para la mejora de las operaciones, planificación y toma de decisiones en el transporte; frecuentemente, a un mínimo costo adicional. Las tecnologías que soportan ADMS están diseñadas para archivar, integrar, organizar y analizar los datos ITS desde diferentes fuentes y pueden soportar una amplio rango de aplicaciones inteligentes útiles. (Ver Gestión y Archivo de Datos )
Una característica de los sistemas integrados que son diseñados para servir a las necesidades de la movilidad de la gente y las mercancías, distribuidas espacialmente a lo largo de una gran a´rea geográfica, casi siempre requiere la colaboración de varas partes interesadas (Ver Partes Interesadas)
Cualquier implementación ITS, generalmente, involucra a un rango de organizaciones. Frecuentemente, se da el caso de que una agencia del cliente o champion tomará la Dirección. Éste podría ser una autoridad vial o un departamento de transporte, del gobierno local, una agencia de operaciones de transporte público o una coalición que represente a todas esas partes. (Ver Trabajo Entre Agencias)
Un método de provisión de ITS involucrará a una empresa de consultoría especialista adquiriendo una amplio rango de equipamiento y tecnologías ITS desde un número de proveedores y fabricantes de tecnologías ITS. La empresa consultora actuaría típicamente como un integrador de sistemas integrando todas las tecnologías y componentes , de odo de trabajar como un verdadero sistema integrado. (Ver Gestión de la Implementación de ITS)
Para que ITS sea eficaz, sus diferentes componentes tienen que trabajar juntos como un sistema integrado. Los componentes tienen que ser capaces de comunicarse con otros y necesitan compratir diccionarios de datos y protocolos de comunicación. Ésto subrraya la importancia de la adopción de sistemas enfocados en la ingeniería del diseño, de la ejecución y de la gestión de los proyectos ITS. (Ver Ingeniería De Sistemas)
Un enfoque en sistemas considerará el contexto de la implementación ITS y´cómo todos los componentes de los sistemas se ajustan juntos. Un aspecto fundamental del enfoque es que los Requerimientos del Usuario son definidos al comienzo , tomados en cuenta en el diseño y en el desarrollo del sistema. Es diferente a un enfoque dirigida a la tecnología. También, se explora las varias interfaces de sistemas, los datos que necesitan ser intercambiados, los estándares del equipamiento y de las comunicaciones y los bloques constructivos que necesitan estar en su lugar par obtener operaciones eficaces. Unenfoque en sistemas también considera cómo ITS se establecería en un gran sistema regional de transporte e investiga cómo maximizar los beneficios desde el sistema. El enfoque considera no sólo los desafíos técnicos sino también los institucionales como también los cuales son claves para la integración y colaboración. (Ver Arquitectura ITS)
Los factores humanos tienen una gran importancia para la implementación de ITS y su eficacia - desde la perspectiva de la infraestructura, las operaciones y los vehículos. Para los vehículos es importante asegurar que las aplicaciones ITS no dsitraigan a los conductores de su principal tarea de conducción – o que los sobrecarguen con información. Ésto es particularmente el caso de los Sistemas Avanzados de Asistencia al Conductor (Advanced Driver Assistance Systems (ADAS)), los cuales continúan madurando y creciendo en su sofisticación. Otra importante área es el uso de los teléfonos inteligentes y las llamadas aplicaciones “infotainment” (información de entretenimiento). Muchos estudios han demostrado los peligros de usar el teléfono mientras se conduce (y peor aún enviar mensajes de texto mientras se conduce) y muchos países han promulgado leyes prohibiendo el uso de teléfonos celulares y de similares dispositivos mientras se maneja.
La probable respuesta de los conductores y viajeros a una recomendación de un sistema ITS es otra área clave. Un sistema ITS puede recomendar a los conductores una cierta velocidad o una ruta específica para arribar a su destino; empero, no hay garantía que el conductor seguirá la recomendación del sistema. La creación de confianza en los sistemas ITS es crítica para la aceptación pública.
En términos de futuro desarrollo de ADAS, la interacción humano-máquina es crítica en asegurar que el conductor interactúe en forma segura con el vehículo y la tecnología embarcada.La perspectiva de vehículos con varios niveles de automatización, la cual puede dirigir pronto desde vehículos parcialmente autónomos a totalmente autonómos (self-driving) y convierte este problema en urgente. (Ver Factores Humanos )
ITS significa todo lo que implica la adquisición de datos e información, el intercambio de información, el procesamiento de la información, el uso de la información para soportar decisiones y la difusión de la información a viajeros y otros usuarios finales.
Lo mencionado demuestra que ITS usa tecnologías de detección y monitoreo para recolectar datos en tiempo real sobre el sistema de transporte y otros factores externos (tal como el clima). ITS, entonces, usa su red de comunicación para intercambiar esta información entre diferentes centros de tránsito, diferentes agencias y diferentes regiones. La información recolectada es entonces procesada y analizada para entender cómo el sistema de transporte está operando y para identificar estrategias de gestión y control "óptimas" con el objetivo de mejorar la performance del sistema. La información es también difundida a una amplia cantidad de partes interesadas en ITS, tanto la información al viajero como a los usuarios del sistema de transporte. (Ver Datos e Información)
Las aplicaciones ITS incluyen la infraestructura de información que ayuda a la recolección, archivo, procesamiento y distribución de una amplia variedad de datos; por ejemplo, sobre demanda de viajes, volúmenes de tránsito y patrones de jornadas.
Los datos son recolectados contínuamente desde diferentes herramientas ITS con características distintas, tales como cantidad, frecuencia, sincronización (tiempo real, tiempo real aproximado o histórico) y confiablidad. Mediante una sistemática validación, almacenamiento, archivo y fusión de datos desde diferentes fuentes, los datos compilados pueden ser extraídos y analizados para ganar información útil sobre cómo realizar el mejor plan, la mejor operación y la mejor gestión del sistema de transporte.
Los datos ITS proveen un muy importante recurso para calcular medidas de desempeño para evaluar la calidad de servicio provista por la red vial y cualquier aplicación ITS asociada, tal como la detección automática de incidentes.
La medición de desempeño es un tópico que ha recibido una atención creciente en los recientes años. El crecimiento en las fuentes de datos para ITS, tales como las redes sociales, los GPS y los vehículos conectados con posibles comunicaciones, está aparejado con los cambios en los asuntos de protección y privacidad. El impacto sobre la planificación, el diseño y la evaluación de la infraestructura ITS de información estará en el primer plano de cualquier consideración de implementación ITS. (Ver Medidas de Performance)
El desarrollo, la implementación y la operación de ITS requieren la coordinación y colaboración entre un amplio rango de las partes interesadas. (Ver Partes Interesadas). Estas partes interesadas, típicamente, incluyen (entre muchos otros):
La implementación de ITS también necesita un “paladín”, o un líder fuerte, quien crea en la visión y pueda inspirar a otros . El primer paso en cualquier iniciativa de planificación ITS es identificar a las partes interesadas claves y construir socios locales (con memorandums de entendimiento si se requiere) para permitir una acción combinada y articular la resolución de problemas. (Ver Trabajo Entre Agencias)
En ITS el término ‘arquitectura’ describe un marco estructurado dentro del cual los componentes de los sistemas ITS son reunidos de modo que el conjunto puede funcionar eficientemente tanto como los productos y servicios de la construcción en un edificio.
La arquitectura ITS es esencial para la planificación y el diseño de una implementación ITS, que satisfacerá las necesidades y requisitos de los usuarios. Una comprensión de la arquitectura ITS ayuda a definir cómo los sistemas componentes necesitan interactuar entre ellos y aclarar los roles de las partes interesadas individuales en el proceso de implementación. El análisis debería estar firmemente basado en una evaluación de las funciones y del desempeño del sistema que es necesaria para satisfacer las necesidades de los usuarios. (Ver Qué significa Arquitectura ITS?)
Una arquitectura ITS puede proveer muchos beneficios a una región que comienza a desarrollar y desplegar sistemas y servicios basados en ITS. Una arquitectura ITS apropiadamente diseñada:
El concepto de interoperabilidad es muy importante en ITS. Por ejemplo:
Para facilitar este tipo de interoperabilidad, una arquitectura ITS (donde ha sido adoptada) identificará las interfaces de los sistemas o los flujos de información que necesitan ser armonizados y, si es posible, normalizado. La arquitectura ITS es una herramienta importante para el éxito de este proceso, dado que describe cómo los diferentes componentes de un sistema deberían interactuar entre ellos. (Ver Arquitectura ITS)
La real ventaja de la interoperabilidad se convierte más obvia cuando los diferentes sistemas ITS comparten e intercambian datos e información entre ellos. Por ejemplo:
El proceso de enlazar los diferentes componentes de un sistema se denomina típicamente "integarción de sistemas". Éste es el principal problema cuanto más componentes ITS son implementados. (Ver Ingeniería De Sistemas)
Dentro del contexto de ITS, el término "servicios al usuario" es utilizado para describir qué realiza ITS para los usuarios del sistema de transporte, incluyendo a los viajeros, operadores del transporte, organizaciones de transporte, organizaciones de planeamiento, autoridades viales, ministerios gubernamentales y departamentos de transporte. La arquitectura nacional de Estados Unidos de Norteamérica, por ejemplo, define actualmente 33 servicios ITS al usuario, agrupados en ocho principales servicios ITS al usuario, como se muestra en: http://www.iteris.com/itsarch/html/user/userserv.htm.
Los servicios ITS al usuario comparten un número de características básicas.
En la Arquitectura Nacional de USA, los diferentes servicios al usuario han sido ordenados o agrupados en ocho paquetes, los cuales definen áreas de focalizadas en aplicaciones ITS: (Ver Uso de la Arquitectura de USA)
La Arquitectura Marco Europea adopta un enfoque comparable basado en las necesidades del usuario que se agrupan en nueve áreas extensas:
La Arquitectura Frame también provee enlaces a otros sistemas de transporte, por ejemplo, para proveer a los viajeros información del viaje multimodal, para gestionar cruces a nivel de modo mixto (donde una ruta o autopista se cruzan a nivel) y para responder a incidentes que tienen lugar en otros modos. (Ver. Uso de la Arquitectura FRAME (MARCO))
Los estudios de evaluación y las pruebas de operación han demostrado que las aplicaciones ITS han aportado significantes beneficios a los modos de transporte terrestre. En el sector del transporte terrestre, ITS tiene como objetivo mejorar la performance de las rutas y autopistas utilizando información histórica y actual, en tiempo real, sobre el estado de los caminos y del tránsito. Las aplicaciones ITS pueden permitir mejores opearciones de transporte terrestre – más seguras, eficientes y en una forma más sustentable, con mejores conexiones intermodales. Los beneficios incluyen seguridad, tiempos de viaje, confiabilidad del viaje, consumo de energía, emisiones y satisfacción del cliente. (Ver Beneficios de ITS)
ITS incluye diversas partes interesadas en términos de disciplinas, áreas de negocios y propiedad:
Tradicionalmente, el sector público ha sido el responsable de la operación y el mantenimiento de la infraestructura de las carreteras y autopistas. Las agencias públicas, tales como las autoridades viales o un departamento de obras públicas han tenido la responsabilidad principal de la planificación, diseño, operaciones y mantenimiento. Por ejemplo, las agencias públicas son, usualmente, las responsables por los servicios ITS habilitados – tales como la gestión de incidentes y las operaciones de señales de tránsito.
En forma similar, el sector público ha tenido, en el pasado, la total responsabilidad de la planificación, diseño, inversión, operaciones y mantenimiento de la infraestructura ITS dedicada (la cual incluye a los centros de gestión, los dispositivos de campo y la infraestructura de comunicaciones). Más tarde, se fueron tercerizando dichas tareas al sector privado bajo contratos de servicio. Sin embargo, el sector público continúa teniendo la dirección de la planificación, a largo plazo, de la infraestructura ITS de las autopistas y su tránsito. (Ver Estrategias de Implementación de ITS)
La experiencia demuestra que ITS involucra un número creciente de organizaciones, de forma tal de que se vislumbre el total potencial de la nueva tecnología. La tabla siguiente ilustra lo mencionado con ejemplos con objetivos comunes para invertir en ITS – mostrando los diversos grados de complejidad y grupo de interés. Los altos funcionarios de las agencias públicas y los directores ejecutivos de las empresas del sector privado tendrán, a menudo, una participación conjunta cercana debido al nivel de compromiso requerido.
| Objetivos Estratégicos | Grupos de Interés | Aplicaciones ITS Posibles |
|---|---|---|
| Mejora de la Gestión del Tránsito Urbano |
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| Introducción de nuevos sistemas de pago automático o controles de acceso | Muchos de los mencionados arriba, más:
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| Gestión táctica y estratégica del tránsito interurbano | Muchos de los mencionados arriba, más:
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| Mejor integración de modos de transporte | Muchos de los mencionados arriba, más:
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| Servicios de valor agregado para conductores privados y operadores de fletes |
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Los grupos de interés pueden ser categorizados en partes interesadas principales y secundarias. Los grupos de interés principales se distinguen por el nivel y naturaleza de su participación:
Poe ejemplo, en las operaciones de vehículos comerciales de distribución de mercancías, los propietarios de los vehículos, los proveedores de los servicios de distribución y sus clientes son los principales grupos de interés para los servicios ITS a los clientes. Los cuerpos de observancia de la ley tales como la policía y los inspectores de vehículos son grupos de interés principales en relación a la fiscalización y regulaciones de los pesos y permisos. Desde la perspectiva de políticas públicas, las comunidades locales tendrán, también, un interés aunque secundario, a no ser que hay una preocupación pública sobre el potencial impacto de las operaciones.
Tanto los grupos de interés principales como los secundarios tienen roles en la planificación, desarrollo, operacioes y mantenimeinto de los proyectos ITS. Todas las partes interesadas, con un potencial interés en el proyecto, deben ser identificadas y comprometidas, desde la etapa de planificación hasta la de operaciones y mantenimiento del proyecto. Su aporte y participación son necesarias para la ejecución exitosa de un proyecto ITS.
Cuando un proyecto ITS se desarrolla, es importante estar absolutamente conciente y susceptible a posibles problemas, que puedan aparecer en una situación involucrada. Grupos secundarios de interés pueden traer problemas los cuales deben ser reconocidos y tratados. Generalmente, es mejor descubrir intereses y problemas tempranamente en las etapas de planificación, de modo tal de hacer los ajuste apropiados. Una comunicación eficaz con las partes interesadas provee la oportunidad de desarrollar opciones de contingencias.
Las inversiones en ITS, usualmente, necesitan una ayuda pública y política. Las agencias públicas deben comunicar, con anticipación, los beneficios de una implementación ITS en términos tales que los tomadores de decisión y el´público puedan entender. En las primeras etapas de una implmentación ITS, es esencial, tener en cuenta una cuidadosa evaluación del riesgo cubriendo la tecnología, la perspectiva del mercado y la aceptación política y del público. Algunos aspectos pueden requerir un marco regulatorio para asegurar la seguridad pública, la interoperabilidad y las reglas para la adquisición ; y, donde sea necesario, una política de cumplimiento legal ( tal como el control de velocidad) (Ver Contratos)
Una prioridad para ITS es consultar a la mayor cantidad posible de intereses y construir asociadiones locales para lograr consenso sobre los objetivos y alcance de las inversiones en ITS y resolver problemas en conjunto. Las partes interesadas se impactan por cualquier falla o éxito de un proyecto ITS . Ésto significa que existe la necesidad de desarrollar un proceso inclusivo total para identificar e atraer a todos los grupos de interés desde el comienzo de la fase de planificación de los proyectos ITS. Ésto debe conducir a una participación de nuevas partes interesadas, tales como instituciones financieras, comerciantes minoristas, comunicadores, proveedores de telecomunicaciones y proveedores de servicios de valor agregado. Cada parte interesada tendrá sus propias pácticas y metas distintivas de su negocio y debería tomar conciencia de sus roles y responsabilidades en cualquier proyecto ITS en cada etapa del proyecto.
Existe, frecuentemente, un rol para el líder de un proyecto ITS (‘ITS champion’) de tomar la iniciativa, impulsar la consulta y mantener a los grupos de interés "a bordo".
Un enfoque sistémico total para una implementación ITS significa prestar atención tanto a los conceptos técnicos como a las medidas institucionales necesarias para integrar las tecnologías claves para entregar eficaces servicios al usuario.
Las operaciones ITS exitosas son posibles debido a un marco legal e institucional que fortalece su propósito, con acuerdos cooperativos entre las partes interesadas que definen claramente cada rol y responsabilidades particulares. Un acuerdo cooperativo equitativo entre los grupos de interés, guiado por una adecuada dsitribución del riesgo, costos e ingresos o beneficios compartidos pueden solucionar alguno de los desafíos legales e institucionales. (Ver Trabajo Entre Agencias)
Una mentalidad aislada tipo ‘silo’ dentro de una organización pueden frustrar al desarrollo de los servicios ITS. Una falta de atención en las necesidades y requisitos del usuario final y una pobre gestión y control del proyecto por parte de la organización de un grupo de interés principal puede, también, socavar la implementación ITS planeada e incurrir en un excesivo costo. Deficiencias tales como esas, pueden hacer que el servicio ITS sea económicamente inviable.
Un acuerdo cooperativo puede tomar la forma de un ‘Concepto de Operaciones’, donde los roles y las responsabilidades de cada parte interesada están descritos y cada parte acepta la asignación de sus roles y responsabilidades operacionales.
El acuerdo debería basarse en una apropiada distribución del riesgo y en la participación en los costos e ingresos o beneficios de acuerdo al rol y nivel de particiapción de cada grupo de interés. Ésto debe ser desarrollado en la etapa de planificación de un proyecto ITS y debe tener un importante lugar en la definición de cualquier arquitectura ITS. (Ver Cómo se Crea?)
En modo de ejemplo, la siguiente tabla resume un Concepto de Operaciones que fuera desarrollado por el Condado de Bloomington/Monroe en Indiana USA, como parte de la arquitectura ITS regional del condado. Las partes interesadas son asignadas a diferentes servicios de transporte y se especifican los roles y responsabilidades de cada parte interesada.
| Servicio de Transporte | Parte Interesada | Rol/Responsabilidad |
|---|---|---|
| Gestión de Emergencias | Agencias de Seguridad Pública |
|
| Gestión de la Carretera | Operador de Autopista |
|
| Gestión de Incidentes | Operador de Autopista |
|
| Agencias Públicas de Seguridad |
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| Gestión de Construcción y Mantenimiento | Operador de Autopista |
|
| Autoridad de la Ciudad/Condado |
|
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| Gestión de Pavimento de Autopista | Operador de Autopista |
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| Gestión de la Superficie de la Calle | Autoridad de la Ciudad/Condado |
|
| Gestión del Transporte Público | Operadores de autobuses / coches |
|
| Información al Viajero | Operador de Autopista |
|
Las partes interesadas que deben estar involucradas en la dirección de una implementación ITS en un proyecto de construcción son: el cliente, los consultores profesionales, los proveedores de servicios y productos, los contratistas y los subcontratistas especialistas:
Los profesionales del transporte, quienes son responsables de la inclusión de ITS a nivel de proyecto o programa, pueden tener desconocimiento de ciertos aspectos de la implementación – tanto técnicos como institucionales. (Ver Tecnologías ITS and Planificación Estratégica)
ITS cubre una amplio rango de sistemas y servicios. Diferentes jugadores están involucrados, de modo que roles y actitudes de grupos de interés y asuntos legales e institucionales varían para cada sector. Habrá amplias variaciones entre las diferentes aplicaciones y las instituciones individuales, pero existen tres grandes grupos de partes interesadas que invierten en ITS:
Estos tres grupos adoptan sistemas de evaluación muy diferentes cuando consideran si invierten y asignan un presupuesto a implEmentaciones ITS:
Las interacciones entre estos muy diferentes requisitos están ilustradas más abajo. Para que los proyectos ITS sean viables, se requiere, frecuentemente, una justificación de, al menos,dos, si no tres de los criterios de valor fundamentales. La falla en satisfacer una u otra de las pruebas de inversión producirá la clásica "situación del huevo o la gallina", sobre ¿quién se compromete primero con el sistema o producto, el proveedor o el comprador?
Interdependencia entre el sector público, el privado y los consumidores (© World Road Association)
La participación del sector privado está generalmente motivada por la oportunidad de generar ingresos y/o ser rentable. Los negocios comerciales deben ser capaces de generar una renta a través de sus actividades para sobrevivir en un mercado competitivo. El desarrollo continuo de la tecnología y sus avances en las necesidades y expectativas de los usuarios significa que el potencial para nuevos productos y servicios siempre existe. El sector privado puede proveer estos nuevos productos y servicios cómo y cuándo se demande. Crecientemente, el sector público está buscando al sector privado para la inversión en infraestructura ITS y para la entrega de ciertos servicios ITS, tales como la provisión de datos de viaje. El caso de negocio del sector privado dependerá, en gran medida, de la evaluación del riesgo de varios factores. (Ver Planificación de un Programa ITS)
Es probable que el sector privado desee desarrollar oportunidades en el mercado de necesidades de nuevos servicios que surjan por inversiones en ITS desde el sector público. Por ejemplo, una empresa podría usar los datos de tránsito (de asesoramiento y predictivos) recolectados desde agencias públicas para desarrollar en forma personalizada, información de viaje en tiempo real como un servicio de valor agregado para sus clientes. Acuerdos de este tipo, si son exclusivos de un proveedor, pueden convertirse en problemáticos aunque se hayan basado en una competencia abierta y transparente.
La inversión privada en infraestructura vial y servicios de tránsito está creciendo dado que muchas agencias públicas se esfuerzan en satisfacer la demanda creciente en movilidad con limitaciones de presupuesto. Por ejemplo, los centros de control de tránsito y estaciones de peaje viales se implementan, frecuentemente, a través de contrato de asociación o franquicias (Ver Contratos and Cobro de Peaje). La participación del sector privado ofrece nuevas oportunidades y desafíos a la industria del transporte.
El desafío de la asociación público privada se basa en la manera de alcanzar un equilibrio entre la spolíticas y objetivos de las agencias públicas, mientras se satisfacen las metas de negocio de las empresas privadas. Para alcanzar una exitosa asociación pública privada deben ser tenidas en cuenta varias cuestiones:
En la preparación de las negociaciones con la industria privada, las agencias públicas neceistan determinar sus requisitos, los cuales deben estar encapsulados en una arquitectura ITS regional. Mediante la definición de los requerimientos antes de entrar en el acuerdo de la participación de los recursos, las partes interesadas estarán en una muy fuerte posición para conducir las negociaciones.
Los factores de motivación para las asocaiciones público privada en ITS incluyen:
Ejemplos de asociaciones viables con beneficios para ambos sectores incluyen:
ERTICO – ITS Europa representa el interés y la experiencia de alrededor de 100 asociados privados y públicos involucrados en la provisión de servicios de sistemas inteligentes de transporte (ITS). Estos servicios facilitan una movilidad segura, protegida, limpia, eficiente y confortable de personas y mercancías en Europa, además de realizar tareas de soporte al desarrollo e implementación de ITS.
Específicamente, ERTICO:
Los asociados públicos y privados de ERTICO incluyen operadores de redes móviles, autoridades públicas, académicas e instituciones de investigación, proveedores de servicios, proveedores de la industria del tránsito y transporte, usuarios y fabricantes de vehículos.
Fuente: http://www.ertico.com/assets/Partners-List/Partner-listJune-142013.pdf
ITS funciona cuando la infraestructura de soporte, la cual incluye caminos, dispositivos ITS, vehículos, terminales, centros de gestión, comunican entre ellos y con los usuarios. Para una autoridad vial, los componentes de la infraestructura ITS , pueden ser divididos en cuatro diferentes categorías: campo, centro, vehículo y telecomunicaciones.
El siguiente diagrama muestra cómo las infraestructuras del campo, del centro y de los vehículos se interconectan. Los centros pueden comunicarse con otros y con los dispositivos de campo a través de tecnología cableada o inalámbrica. Los vehículos se comunican con los centros y los dispositivos de campo a través de infraestructura inalámbrica.
Figura 1: Componentes de la infraestructura ITS
La infraestructura ITS juega un importante papel en las Operaciones de la Red Vial. La arquitectura ITS es un elemento esencial en la planificación de ITS. Dos tipos típicos de arquitectura ITS están definidos:
Una arquitectura ITS de alto nivel provee el marco de referencia para una implmentación ITS cobre una amplia área geográfica con múltiples jurisdicciones y diferentes grupos de interés participando en operaciones comunes o interdependientes. La arquitectura especifica cómo los varios componentes ITS interactúan con otros para solucionar los problemas del transporte. Provee las bases para el planeamiento, el diseño, la ejecución, el mantenimiento y los sistemas de integración para cumplir con los objetivos del transporte.
Una arquitectura ITS no especifica el diseño detallado de un esquema ITS, ni requiere un enfoque de diseño particular. En cambio, hace un trabajo importante de especificación de los criterios de performance que los componentes del sistema deben satisfacer y define un marco general de referencia desde el cual varios diseños alternativos u opcionales pueden ser desarrollados. Estos distintos diseños estarán de acuerdo con la arquitectura ITS común. (Ver Qué significa Arquitectura ITS?)
Una arquitectura ITS debería definir lo siguiente:
El máximo beneficio que puede proveer ITS requiere la interoperabilidad e intercambiabilidad de los sistemas entre regiones o dentro de una región. La interoperabilidad se refiere a la condición donde diferentes tipos de sistemas pueden dialogar con otros para satisfacer los requerimientos funcionales del sistema. Dispositivos de múltiples marcas sobre un mismo canal de comunicaciones es un ejemplo de intercambiabilidad. Uno de los objetivos principales de ITS es integrar a una variedad de sistemas previamente independientes para minimizar la redundancia y maximizar la eficiencia, adhiriendo estándares de ITS y de otras industrias que satisfagan los requerimientos de inteoperabilidad e intercambiabilidad y ayuden a una futura expansión eficaz del sistema. Los requisitos legales para cumplir con los estándares de la industria y de ITS, en cualquier proyecto ITS, ayudarán a la interoperabilidad, a la intercambiabilidad y a la futura ampliación económica del sistema. (See Estándares ITS)
La tecnología está cambiando a un ritmo vertiginoso y esta tendencia se espera que continúe indefinidamente. ITS crea servicios basados en la tecnología y el ritmo de cambio tecnológico es una consideración importante en la planificación y en la implementación. Tres asuntos deben ser tomados en cuenta cuando se consideran cambios en la tecnología para cualesquiera de las aplicaciones ITS. Estas son: la modernización, los sistemas anteriores ("heredados") y la integración de los sistemas.
Con los rápidos cambios de la tecnología, aún durante el curso de un proyecto ITS, es importante anticipar la posibilidad de la modernización del sistema. Las más nuevas tecnologías pueden mejorar la performance de los sistemas ya instalados y pueden requerir una decisión sobre si se lo moderniza o se lo reemplaza. Donde sea posible preveer el futuro, la planificación y el diseño deberían permitir la posibilidad de modernizaciones de modo de que se puedan adaptar eficazmente y sin complejidad técnica. Una posible desventaja es que la modernización del sistema puede requerir a profesionales altamente calificados para operar y manejar nuevos sistemas en el futuro.
En tanto aparezcan nuevos sistemas y modernizaciones, ellos deben ser integrados con los sistemas anteriores ("legado"). El desafío estriba en realizar que los nuevos sistemas sean interoperables. La arquitectura ITS puede mostrar dónde y cómo los sistemas establecidos anterioremente necesitarán dialogar con los nuevos sistemas para entregar las funcionalidades y la performance deseadas (integradas). Una plan de evaluación en campo, para probar la interoperabilidad entre los sistemas heredados y los nuevos, proveerá las bases para las pruebas del funcionamiento del sistema integrado después de la implementación.
La integración de los sistemas significa cómo los diferentes sistemas se interconectan de modo de que puedan realizar las tareas deseadas en una forma óptima. ITS requiere que diferentes tipos de hardware y de software (los cuales pueden provenir desde diferentes fabricantes y deben ser implementados en diferentes etapas) sean integrados para satisfacer los requerimientos de los usuarios.
Los problemas, que pueden representar un significante desafío a la integración de los sistemas, técnica y económicamente, son:
La conjunción de los estándares de la industria y de ITS con la utilización de una arquitectura abierta ayudará a la futura integración económica de los sistemas.
Un panorama amplio de un sistema al comienzo de un proyecto ayudará a desarrollar plan de despliegue que soporte una estrategia de implementación económica:
Si el diseño prevee la intercambiabilidad de los componentes, impulsará una competencia y permitirá lograr mejoras futuras en costos, diseño, funcionalidad y seguridad. (Ver Arquitectura ITS):
La arquitectura ITS puede mostrar dónde las interfaces estándar traerán beneficios significativos:
La arquitectura ITS muestra cómo los diferentes grupos de interés están conectados con otros a través del intercambio de datos:
La existencia de una arquitectura ITS puede asistir en la integración de sistemas que entrará en funcionamiento en difernetes fases:
La arquitectura ITS puede soportar servicios de seguridad relacionados con la respuesta ante desastres y evacuación, vehículos de carga y comerciales, cargas peligrosas, infraestructura de transporte ferroviario y tránsito terrestre:
Bloomington/Monroe County USA, Regional Intelligent Transportation Systems Architecture, 2008.
Chowdhury, M. and Sadek, A., Fundamentals on Intelligent Transportation Systems Planning, Artech House, Boston, MA, 2003.
Fries, Chowdhury and Brummond, Transportation Infrastructure Security Utilizing ITS, John Wiley & Sons, 2008.
U.S. Department of Transportation, National ITS Architecture, www.iteris.com/itsarch (accessed on December 1, 2013).
Las Operaciones de la Red Vial son una parte de una actividad mucho más grande conocida como "operaciones de transporte", las cuales comprenden los métodos y técnicas utilizadas para soportar a la movilidad de gente y mercancías, y mantener la red del transporte en óptimas condiciones. En general, ésto es logrado por medio de medidas que están diseñadas para armonizar la provisión de transporte; es decir, la capacidad del sistema de transporte con la demanda de transporte. Cuando la demanda de transporte excede la capacidad disponible, el resultado es la congestión.
Video: Economics of Land Transport in Singapore - Managing Traffic Congestion in Singapore
Las operaciones de transporte tienen muchos objetivos, incluyendo:
Los objetivos de "las operaciones de transporte" están bien alineadas con los de los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS), y, como resultado de ello, ITS tiene mucho que ofrecer en términos de mejora de las operaciones de transporte. La conexión entre ITS y las operaciones de transporte se ilustra en los siguientes tres aspectos de operaciones de transporte:
Las principales funciones de las operaciones de la red vial relacionadas con ITS:
El monitoreo y la seguridad de la red vial involucra a todas las mediciones, recursos y procedimientos dirigidos a una gestión exhaustiva a lo largo de toda la red vial. También, se focaliza sobre las condiciones de la carretera y la recolección de datos con el objeto de reaccionar enseguida a los eventos que ocurren en un específico lugar de la red. Los servicios ITS pueden hacer al transporte seguro y más protegido, maximizando la capacidad para contener y reducir el impacto de desastres.
Los proveedores y operadores de la red vial realizan una serie de procedimientos y operaciones para la gestión de incidentes y eventos, para restablecer las conidiones normales. Ésto incluye la gestión de emergencias, la gestión invernal de servicios y la gestión de las actividades de mantenimiento.
Las administraciones viales son responsables del monitoreo y control de su red vial. La gestión de los flujos de tránsito es un factor crítico que influye en la gestión de toda la red y en las expectativas de los usuarios del camino. Además de actuar cuando el tránsito se vuelve muy congestionado, los operadores de la red vial también necesitan planear y pronosticar los flujos de tránsito, analizando los diferentes escenarios y soluciones, con el objeto de proveer tangibles mejoras en sus viajes a los usuarios del camino.
La publicación y distribución de la información a los usuarios del camino sobre las condiciones de la red vial y sobre los flujos de tránsito, representan la interface entre los operadores de la red vial / administradores viales y los usuarios públicos. Los datos disponibles a los usuarios tienden a influenciar su comportamiento sobre la red y ésto necesita ser tenido en cuenta como un importante instrumento para comunicar los flujos de tránsito. La información publicada puede ser: en tiempo real o pronóstico estimado.
Las tecnologías ITS se encuentran detrás de una buena gestión del tránsito y distribución de la información para las redes viales, urbanas e interurbanas. Pueden ser aplicadas medidas proactivas y reactivas. Las medidas proactivas se focalizan en la prevención de los incidentes/congestión. Las medidas reactivas se focalizan en la deteccipon / verificación de incidentes y en condiciones inseguras de la carretera, en respuesta y despejes y en la recuperación de las condiciones normales. Otras soluciones incluyen la mejora de la planificación de las obras viales, restricciones de carriles, mal clima y alertas de las condiciones viales y de los sistemas de frenado automático.
Muchas aplicaciones ITS pueden ayudar a soportar a las operaciones de la red vial. Los ejemplos incluyen:
El objetivo de las operaciones del transporte público es ayudar a incrementar y retener a los pasajeros, disminuyendo los costos de operación (principalmente, combustible y costos de personal), y mejorar el nivel de servicio para los pasajeros. (Ver Transporte de Pasajeros ).
Los ejemplos incluyen:
La optimización de las operaciones de flete de cargas y el movimiento y distribución de las mercancías es una parte central de las operaciones de transporte que es vital para la economía de la nación. La operación eficaz de las redes viales beneficia directamente a las operaciones de carga. Las carreteras que son bien gestionadas permiten entregas en tiempo y reducen los tiempos de retorno y los costos de los operadores de cargas. Ésto se ha vuelto más importante con la generalización de la venta minorista por internet y los procedimientos de gestión just in time de abastecimiento. Los operadores de cargas pueden enfrentar desafíos adicionales generados por las políticas gubernamentales locales que implementan el control de la movilidad de los vehículos pesados en centros urbanos.
ITS puede contribuir a mejorar la eficiencia y la protección de las operaciones de cargas:
ITS puede también ayudar a los operadores de cargas en otras maneras importantes, identificando las cocehras de estacionamiento disponibles y asegurando la compatibilidad con el tiempo de conducción y las regulaciones del resto del período. La ausencia de estacionamiento disponible y de formas de identificar en el tiempo correcto, puede crear situaciones peligrosas de seguridad vial con conductores de camiones que son obligados a estacionar en las banquinas de las carreteras o en las rampas de acceso.
ITS Operaciones de Cargas en USA y en Europa
En los Estados Unidos, un software avanzado de toma de decisiones y de enrutamiento y la organización para el enrutamiento de entregas sensibles al tiempo, ha incrementado las entregas por conductor hora en un 24%.
Una aplicación en telefónos inteligentes desarrollada para los choferes de camiones europeos les permite averiguar sobre opciones de playas y cocheras de estacionamiento disponibles a atraversar las fronteras con detalles de la exitencia de confort y seguridad y compartir la información con sus programadores, quienes pueden planificar las rutas futuras más eficientemente. (Ver Transporte Comercial y de Mercancías)
Evaluación Internacional de Beneficios Iy Costos (IBEC por sus siglas en inglés), es una cooperativa global de profesionales ITS. Pretende fomentar el intercambio de información a nivel internacional y la experiencia sobre la aplicación de tecnologías ITS para las necesidades y problemas asociados al transporte, sus beneficios y la mejor manera de monitorear y evaluarlos. Tiene un interés especial en apoyar la implementación ITS en economías en desarrollo.
Su afiliación es abierta, con el propósito de confluir juntos y cumplir las necesidades de, no solo profesionales ITS, sino también planificadores del transporte, investigadores, productores y suministradores de sistemas ITS, así como los encargados de tomar decisiones en organizaciones con clientes de sectores públicos y privados y de usuarios de transporte público. Estos últimos forman una importante audiencia a la que dirigirse, ya que son aquellos cuyas necesidades no se encuentras siempre adecuadamente cubiertas.
Los miembros tienen acceso a su biblioteca y servicios informativos en la web: https://sites.google.com/site/ibecits.
El costo de ampliar físicamente la infraestructura existente, particularmente en superficie construida, necesita ser constrastado contra la demanda de inversión en transporte y otras prioridades. Los tomadores de decisión también necesitan tener confianza en la capacidad de gestionar nuevas carreteras eficientemente para obtener óptimos beneficios. Ésto puede ser logrado mediante la planificación de la instalación de tecnologías ITS al comienzo de una nueva construcción. (Ver Estrategias de Implementación de ITS)
En gran medida, las economías en desarrollo pueden beneficiarse de la experiencia de los países desarrollados en la obtención de los beneficios de sistemas probados sin haber tenido que soportar todos los costes de llevarlos al mercado. Ésto puede también proveer una oportunidad para crear empleos a través de asociaciones comerciales entre los negocios locales y los proveedores extranjeros. Se debe prestar mucha atención para asegurarse que una implementación ITS sea bien adaptada al contexto local para asegurar el éxito y maximizar los beneficios. Por ejemplo, la transferencia directa de tecnología ITS, raramente, funciona sin alguna modificación que tome en cuenta los niveles de herramientas de mantenimiento y otros factores, tales como el contexto ambiental y cultural y la buena disponibilidad y aceptación pública. Un pobre mantenimiento de los vehículos y de las carreteras y malas habilidades de conducción conducen a altos niveles de siniestros viales, cerca del 3/4 del total de ellos en el mundo.
Las economías emergentes y en vías de desarrolllo tienen una gran proporción de usuarios vulnerables del camino (VRU´s) ; por ejemplo, peatones, ciclistas, carros a mano, bicitaxis y transporte de animales. De acuerdo al Ministerio de Transporte Terrestre y Autopistas de India, más del 18% de todos las muertes por accidentes viales involucran a usuarios vulnerables de las carreteras. El desafío es hacer que las tecnolgías y aplicaciones ITS sean lo suficientemente flexibles para responder a esta combinación de tránsito.
Más importante es el desarrollo temprano de una arquitectura técnica y política para la implementación ITS en el contexto local. Ésto expondrá anticipadamente los principios de la expecificación y de la elección de productos y servicios individuales ITS que satisfagan las necesidades, en la forma más eficiente posible. También se debe considerar la capacidad institucional para funcionar entre organizaciones para instalar y mantener un tecnología avanzada, para asegurar el máximo beneficio económico y ganancias a largo plazo en eficiencia. (Ver Estrategias de Implementación de ITS)
Una implementación ITS en las operaciones de una red vial ayuda a proveer a los usuarios caminos, urbanos e interurbanos, mejor gerenciados. La congestión en una gran fuente de demoras y de desconfianza en los tiempos de viaje diarios. Su costo es alto y, aunque este impacta directamente sobre aquellos que usan las carreteras, también impacta sobre sobre el público general en términos de mayores costos del transporte para la movilidad personal y el precio de las mercancías.
Una investigación en USA indica que las emisiones relacionadas con la congestión del tránsito en un sólo año cuestan, aproximadamente $31.000 millones, con unos $60.000 millones adicionales de costos relacionados con el tiempo y el combustibles gastados. Los costos provocados por la congestión de camiones en USA ($23.000 millones en 2010) fueron transferidos a los consumidores en la forma de más altos precios de mercancías y servicios. Las economías en desarrollo y la emergentes son particularmente susceptibles a la congestión con colas, frecuentemente, con una longitud de muchos kilómetros. Se estima que en Filipinas se pierden ₱´ 2.400 millones (pesos) diarios de recaudación potencial debido a la congestión del tránsito.
El monitoreo de la red vial juega un crítico rol en la recolección de datos de las condiciones de las carreteras y la información del desempeño. La calidad de los datos recibidos desde las aplicaciones ITS es clave para los planificadores del transporte para analizar detalladamente los problemas de la congestión y desarrollar soluciones específicas basadas en experiencias de operadores del transporte de cargas y de pasajeros. Los productos y servicios ITS, que hacen uso de esos datos a proveer son:
ITS beneficia a diferentes grupos de usuarios:
Los usuarios viales y otros viajeros se benefician debido a ITS. Por ejemplo:
Todos se benefician debido a las aplicaciones ITS applications porque:
Algunas ventajas de ITS aparecen en el costo percibido por el usuario. Puede existir una compensación. Cuestiones subyacentes para un individup, y para la sociedad toda, son “si vale la pena” y “la relación calidad - precio” (el valor del dinero)?. Por ejemplo:
El transporte público de baja calidad, sin una pequeña integración entre los modos de transporte, alentará al uso de sus automóviles, llevando a una mayor congestión y polución del aire. Las aplicaciones ITS han sido desarrolladas para convertir al transporte público más eficiente, más atractivo y capaz de soportar a viajes multimodales. Los objetivos son: la provisión de mejor información de viajes, la reducción de los tiempos de viaje, el aumento de la frecuencia y la confiabilidad de los servicios y el más fácil intercambio entre los distintos vehículos y modos de transporte público. Tales ejemplos incluyen:
Un particular cuestión local para los usuarios de transporte público es la etapa del último km o dos kms de su viaje – entre la última parada y su destino final (hogar, lugar de trabajo, comercios o actividades de ocio). Los planificadores de jornadas pueden ayudarse con:
Para los usuarios del transporte público rural, muy dependientes de los autobuses, típicamente, falta la necesaria infraestructura básica de comunicaciones para entregarles información, al estilo urbano, en tiempo real. Ésto es debido a la falta de incentivos para los operadores para instalar estos servicios y sistemas para un número relativamente bajo de pasajeros y el alto costo de instalación de carteles en paradas de autobuses remotas.
Soluciones potenciales incluyen "crowdsourcing" ( información desde una gran cantidad de personas), con pasajeros equipados con teléfonos inteligentes actuando como proveedores y consumidores, a la vez, de información del viaje vía internet. Sus dispositivos, que permiten su posicionamiento a través de un sistema satelital, pueden ser usados para subir información sobre un autobús sobre el cual ellos están viajando para el benefcio de otros.
Aquellos ancianos, que tienen dificultades físicas y otros con movilidad reducida, esperan ser capaces de beneficiarse con la misma libertad de movilidad de sus contrapartes menos vulnerables. (Ver Usuarios Viales Vulnerables). La proporción de gente con dificultades de movilidad está aumentando como porcentaje de la mayoría de las poblaciones nacionales. Como respuesta:
Los conductores con capacidades diferentes necesitan una información confiable de la disponibilidad de apropiadas y accesibles cocheras de estacionamiento cercanas a su destino planeado. Las nuevas aplicaciones de viaje están siendo desarrolladas para teléfonos inteligentes, los cuales usan la tecnología de localización GPS, los sensores de cocheras de estacionamientp y la mensajería bidireccional para permitir a los conductores discapacitados en movimiento, encontrar y pagar por una cochera especial en una playa de estacionamiento. Un ejemplo es la aplicación gratuita de la ciudad de Westminster, llamada “ParkRight”, (Ver https://www.westminster.gov.uk/park) la cual provee información en tiempo real sobre más de 3.000 playas de estacionamiento en el oeste de Londres (London’s West End). Se pueden filtrar las playas para cocheras para discapacitados, proveer información sobre las horas de operación y tarifas, interactuar con sistemas de navegación vehicular satelital y permitir a los usuarios pagar y manejar sus sesiones de estacionamiento.
Los usuarios de transporte público con dificultades de movilidad necesitan estar disponibles para abordar y viajar en el transporte público en forma segura y confortable – y necesitan acceder a la información del viaje en un formato adecuado, de modo de poder planear sus jornadas en forma anticipada. Ésto incluye la información acerca de intercambios y terminales de transporte (incluyendo la disponibilidad de ascensores) y tiempo de arribo de autobuses, tranvías y trenes – por servicios de transporte que ofrezcan accesos adecuado para sus necesidades de movilidad específicas. Por ejemplo, los pasajeros en silla de ruedas necesitan información actualizada acerca de cualquier impedimento para planificar sus viajes. La información de accesibilidad es provista en muchas páginas de internet para propósitos de planificación de viajes cubriendo puntos de bajadas, estacionamiento, entradas y pasos de libre acceso a estaciones. En Paris, la información en las estaciones de metro donde los ascensores están fuera de servicio puede ser accesible antes de viajar. De la misma manera, en el Reino Unido, el servicio de consultas de la red ferroviaria nacional (National Rail Enquiries’) llamado “Station Made Easy” provee información de accesibilidad para todas las estaciones (Ver http://www.nationalrail.co.uk/stations/sjp/BHM/stationAccessibility.xhtml).
Los pasajeros con problemas de movilidad pueden ser alentados a hacer un mejor uso del transporte público debido a la introducción de la tecnología. Por ejemplo:
SNAPI (Ver http://www.snapi.org.uk/) ha producido un estándar europeo para la codificación de las necesidades de los usuarios para permitir interfaces de usuarios adaptables a un rango de terminales de autoservicio (tales como las máquinas de tickets) y las puertas automáticas. Las necesidades del usuario son codificadas a través de un teléfono inteligente sin contacto el cual puede ser preajustado para solicitar:
El lector SNAPI está conectado vía un cable USB a una PC de usuario (sobre la cual ha sido precargado el software correspondiente) o instalado dentro de máquinas en la estación. Los monitores vuelven a su estado normal cuando el usuario retira su tarjeta SNAPI.
Los operadores invierten en estos productos ITS dado que benefician a los pasajeros con una mejor accesibilidad, la que es atractiva para los negocios, y atrae a los pasajeros, quienes no pensarían en el transporte público si fuese de otra manera.
Las aplicaciones ITS impactan sobre las comunidades locales dentro de las cuales son implementadas. Todos los automóviles, camiones, autobuses y trenes afectan a la gente que vive, trabaja, camina, juega o realiza actividades sociales en el área en las cuales el transporte opera. ITS puede:
Algunos beneficios pueden ser una realidad a un costo aceptable o inaceptable – dependiendo del interés de la comunidad o de los grupos de interés . La identificación de las comunidades afectadas es importante para identificar quienes se benefician con las medidas ITS, o sea:
Muchas implementaciones ITS beneficiarán a un número determinado de comunidades. Por ejemplo, una mejor gestión de la logística de cargas puede beneficiar:
Para carrteras interurbanas, los beneficios de la comunidad aumentan desde una aplicación completa de ITS, cuyo objetivo principal es debido a incidentes y emergencias. Los beneficios de la comunidad incluirán la reducción del tránsito, demoras, polución, la mejora de la seguridad vial y la mejora de la respuesta ante emergencias. Los beneficios de los grupos de interés pueden ser derivarse de fuentes bastante dispersas - aún gente que vive a unos pocos kilómetros de una autopista principal pueden experimentar polución auditiva.
En el área urbana, los más obvios beneficios de la comunidad por ITS son aquellos que se derivan de la gestión de la demanda de la movilidad y del tránsito. ITS gestiona, combinando el tránsito y el transporte público, para:
El sistema UTC introducido en París, Francia, incluye la reducción del tiempo de espera para el cruce de peatones con señales y la extensión del tiempo de cruce y ajustando los tiempos de las señales en forma adecuada para los ciclistas. Ésto ha hecho al área más segura para los peatones y ciclistas y, a la vez, ha reducido el tiempo empleado por los vehículos en el tránsito en un 15%.
En Trondheim, Noruega, fueron desplegadas medidas de gestión de tránsito en un anillo vial con peaje, reduciendo el tránsito vehicular en el centro de la ciudad. El cambio a un tránsito mixto en algunas rutas redujo los accidentes en un 60-70%
Un sistema de guiado electrónico al estacionamiento fue instalado en el Aeropuerto Internacional de O R Tambo, Sudáfrica para hacer frente a los significativos problemas de congestión en las carreteras que conducen al aeropuerto y dentro del mismo. Los principales beneficios incluyen una reducción del 70% en emisiones tóxicas y una reducción del tiempo promedio para encontrar una cochera para estacionar – desde ocho (8) minutos a dos y medio (2,5) minutos. (Ver http://www.itsinternational.com/sections/cost-benefit-analysis/features/intelligent-parking-guidance-relieves-congestion-reduces-costs/)
ITS ayuda a los responsables políticos, autoridades del transporte, operadores de transporte público y de redes viales para hacer un mejor trabajo – ayudando a cumplir sus objetivos de transporte. Por ejemplo, si uno de los objetivos de la política de transporte de una ciudad es para:
La inversión en ITS puede ayudarlos a permitir viajes más seguros y confiables, reduciendo el efecto negativo sobre el medioambiente, dando prioridad al transporte de cargas, al transporte de cercanías, al transporte público o a los peatones. Ésto lo hace ayudando a gestionar la red vial urbana – y balanceando muchas prioridades de confictos. Ésto debería incluir la satisfacción de las necesidades de los grupos de interés que compiten: residentes, minoristas comerciales, turismo y medioambiente, así como también, el aseguramiento de la movilidad para gente que no posee sus propios medios de transporte y la creación de accesibilidad al transporte para usuarios vulnerables de las carreteras.
Uno de los beneficios clave de ITS, para los responsables políticos y profesionales del transporte, es, incrustado dentro de ITS, es la habilidad de recolectar y procesar una gran cantidad de datos e información – los cuales pueden ser usados en la toma de decisiones de las futuras planificaciones e inversiones en ITS. (Ver Valuación de Proyectos). Por ejemplo:
Los operadores de la red vial son responsables de la operación diaria de las redes urbanas, interurbanas y autopistas. En los últimos años, en todas partes del mundo, los niveles de tránsito se han incrementado con el crecimiento económico. Una ventaja de ITS para los operadores de la red vial es la oportunidad que provee ITS para medir el tránsito sobre diferentes secciones viales – y, por extensión, predecir el crecimiento del tránsito. Con esta información los operadores de la red vial están mejor informados en términos de conocimiento, para cuando las diferentes secciones viales, probablemente, alcancen su plena capacidad. Medidas estratégicas se toman en vigor para hacer frente a los problemas emergentes o a priorizar la inversión en la expansión de la red vial, en consecuencia.
La inversión en nuevas infraestructuras viales han sido importantes para adaptar la demanda pero, frecuentemente, ha sido incapaz de mantener el ritmo. ITS tiene un rol que jugar en el aseguramiento de una utilización segura y eficiente de la infraestructura vial – moderando los flujos vehiculares y mejorando los tiempos de viaje – y puede ayudar a posponer la necesidad de construcción de nuevas carreteras. (Ver Beneficios a la Gestión de la Red Vial)
Los beneficios ganados por una implementación ITS serán superados por el crecimiento del tránsito dentro de unso pocos años, a menos que las medidas sean parte de unas más amplias movilidad y políticas de transporte; por ejemplo, incluyendo la moderación del tránsito, la tarificación por congestión o la prioridad del transporte pública.
Las Autopistas Controladas usan la gestión activa del tránsito para regular automáticamente los límites de la velocidad vehicular en tiempo real en respuesta a los niveles imperantes de tránsito en una autopista. Ésto ha provocado significantes beneficios. Los conductores percibieron que el flujo vehicular estable a 80 km/h (50 mph) resultó en un ahorro del tiempo total en comparación con el efecto parada/arranque en las autopistas, sobre las cuales la gente conduce a velocidades variando desde 50 a 145 km/h (30 mph a 90 mph). (Estudio de Caso: M42 Active Traffic Management)
Cuando las circunstancias son correctas, las aplicaciones ITS, tales como el planeamiento de rutas, la navegación y la señalización VMS, pueden proveer herramientas útiles para que los usuarios de las carreteras optimicen sus viajes.
La mejora de la eficiencia y la sustentabilidad del transporte es el principal objetivo de todos los programas ITS alrededor del mundo. ITS es comúnmente desplegada para crear mejoras en la capacidad de la red, en la movilidad de los viajeros, en la productividad económica y en metas políticas.
Existe, desde el lado de la oferta (proveedor de la red ), significantes beneficios por el uso de ITS en la gestión de autopistas, al hacer un mejor uso de la capacidad vial y lograr un incremento en su rendimiento. Por ejemplo, la gestión de carriles han sido uno de los éxitos excepcionales de ITS. Ésto incluye los carriles de alta ocupación (High Occupancy Vehicle (HOV)), carriles reversibles, límites variables de velocidad y sistemas de aplicación de la ley. Éstos maximizan el uso de la infraestructura disponible, ahorrando o posponiendo los muy altos costos de la expansión de las redes viales. (Ver Medidas de Control del Tránsito)
La capacidad, como la define la Junta de Investigación de Transporte de USA, en su Manual de Capacidad de Autopista (Highway Capacity Manual), es la máxima tasa por hora a la cual los vehículos o personas deben esperar atravesar un punto dado, o una sección uniforme de una carretera, bajo condiciones imperantes de la carretera, de control y de tránsito.
El rendimiento está definido como el número de personas, mercancías o vehículos atravesando una sección de la carretera o red vial por unidad de tiempo y, de este modo, está relacionado muy cercanamente con el concepto de capacidad. (Ver http://hcm.trb.org/?qr=1)
Los sistemas de control vehicular mejorados (sistemas de prevención de choques) aumentarán el rendimiento, reduciendo la distancia requerida entre vehículos. Aquéllos pueden también ayudar a reducir el número de colisiones, los cual significa menores demoras en el tránsito. Se ha estimado que es posible triplicar el rendimiento en una operación con un pelotón de vehículos. Un sistema automático menos sofisticado podría aumentar el rendimiento:
La mejora la movilidad reduciendo las demoras, minimizando la congestión y mejorando la confiabilidad del viaje es el principal objetivo de muchas aplicaciones ITS. (Ver Servicios al Viajero ). El real beneficio de la eficiencia para el viajero depende del contexto. Por ejemplo:
El ahorro en los tiempos de viaje dependerá de los niveles de congestión y de las oportunidades disponibles para desvíos. Entre las medidas más comunes está la demora, la cual puede ser cuantificada de diferentes maneras, tales como:
La información para encontrar la dirección de una ruta generalmente tiene valor, independientemente de la congestión, pero existen potenciales desventajas por el uso de caminos no adecuados, especialmente para vehículos pesados de cargas. (Ver Sistemas Vehiculares de Abordo ). Los peatones pueden también beneficiarse en términos de tiempo usado esperando cruzar calles a través de un control inteligente de tránsito. (Ver Seguridad de los Usuarios Viales Vulnerables)
La previa información al viajero tiene beneficios para el planeamiento de su viaje, en términos de mejores enrutamiento, conocimiento de intercambio entre modos o tiempos de viaje en general. Los viajeros mejor informados son capaces de elegir rutas alternativas y modos, cambiar al transporte público y ahorrar tiempo. (Ver Sistemas de Información al Viajero)
Mientras la reducción de los costos de viaje es de interés para todos los usuarios de las carreteras, los beneficios asociados con ITS son más tangibles para los operadores de flotas vehiculares. Los beneficios en la productividad por ITS han sido evaluados desde la perspectiva de los gerentes de flotas, de las autoridades del transporte y de las agencias de peaje. Las opciones ITS incluyen la localización automátoca de vehículos (AVL) y el despacho asistido por computadora (CAD) usando software sofisticado para logística y comunicaciones cercanas entre el despachante y el conductor. Cada intervención individual parece marginal pero el efecto global en la confiabilidad del tiempo de viaje y en el ahorro de tiempos puede marcar la diferencia entre alcanzar una entrega "Just-in-Time" y perderla. En USA, un software avanzado de enrutamiento y toma de decisiones, que realiza la organización del enrutamiento de entregas sensibles al tiempo, aumentó las entregas por conductor-hora en un 24%. (Ver Operaciones y Gestión de Flotas)
En el transporte de cargas, existen dos corrientes separadas de beneficios por ITS disponibles:
La primer corriente de beneficios considera a la operación de la cadena de suministro utilizando los datos y la información enlazados con las tecnologías de las comunicaciones. Los métodos incluyen sistemas de control, seguimiento de vehículos y monitoreo de las cargas para:
La segunda corriente de beneficios considera la reducción de los costos de los operadores del transporte por el logro de mejoras en la productividad:
La principal medida de productividad es, típicamente, el ahorro de costos como resulltado de la implmentación de un ITS.
El operador de autobuses de la costa del Pacífico de Canadá, Metro Vancouver’s TransLink, ha ganado sustanciales beneficios anuales con el ahorro de tiempo de autobuses inactivos a través de una nueva solución basada en la inteligencia de negocios. Ésta está construida sobre datos reales del servicio que ya han sido recolectados por su sistema de gestión de flotas basado en ITS. Se lograron evitar costos estimados en 2,62 millones de pesos canadienses (CAN$). (Ver Vancouver Savings on Bus Idle Times)
ITS puede ayudar a los objetivos políticos tales como el transporte sustentable, por ejemplo:
Estas opciones se convierten en elementos centrales de las políticas económicas y de transporte regional, con el objetivo de atraer y mantener inversiones y de asegurar un atractivo ambiente de vida y trabajo.
El Banco Mundial informa que, anualmente, más de 1,17 millones de personas mueren en siniestros de tránsito alrededor del mundo, la mayoría de ellos, aproximadamente el 70%, en países en desarrollo. Las dos terceras partes involucran peatones y, de éstos, un tercio son niños. Más de 10 millones de personas son seriamente lesionadas anualmente.
Los siniestros de tránsito viales le cuestan a los países entre el 1% y el 3% de su producto bruto interno anual (PBI), una particularmente carga pesada sobre aquellos con economías en desarrollo.
Las aplicaciones ITS tienen el potencial de reducir significativamente los accidentes de tránsito viales y sus impactos de varias formas, de modo de reducir el número, la frecuencia y la severidad de los incidentes. Por ejemplo, las aplicaciones ITS pueden:
Las tecnologías ITS que mejoran la seguridad vial incluyen:
Las mediciones de perfomance, que pueden ser usadas para evaluar los beneficios de ITS, pueden ser directas o indiirectas.
Las mediciones directas incluyen los índices totales de choques, los índices de lesiones y de muertes; por ejemplo, el porcentaje de reducción en colisiones ( empero, ésto es difícil de obtener empíricamente desde las pruebas operacionales dado que los accidentes reales en ensayos de campo son infrecuentes).
Las mediciones indirectasincluyen a las velocidades vehiculares, a las variaciones de velocidad, al número de violaciones de tránsito, al porcentaje de reducción del tiempo de respuesta de rescate y a la percepción pública.
EVALUACIÓN ANTES Y DESPUÉS DE LAS MEDIDAS DE SEGURIDAD
Unos pocos estudios longitudinal plurianual ha provisto datos confiables del antes y después por el impacto de ITS en la tasa de accidentes. Por ejemplo:
Los beneficios de seguridad vial desde ITS van más allá que los accidentes medibles. La confianza en que un viaje sea seguro no se basa solamente en los beneficios medibles, tales como la reducción de accidentes o choques y sus consecuencias. La percepción de la seguridad personal es también importante. Muchos países actualmente tienen políticas prioritarias relativas a las percepciones de seguridad personal, como el nerviosismo por el tránsito, el crimen, el aislamiento o una más amplia percepción de la seguridad de la comunidad.
La gente se asusta por el tránsito, aún cuando ellos nunca han estado involucrados en un siniestro o colisión. Este temor tiene costos sociales. ITS puede:
Los esquemas de control de acceso y de gestión de áreas han sido exitosos en la mejora de la calidad de los centros urbanos. Por ejemplo, en los años 90, medidas de seguridad basadas en ITS en la ciudad de Londres, redujeron significativamente el número de accidentes con peatones involucrados.
Un número de medidas y tecnologías habilitadas por ITS tienen un importante rol que jugar en el logro de beneficios de seguridad.
Una de las fuerzas conductoras detrás del desarrollo de ITS en Europa ha sido el nivel de accidentes de tránsito viales a lo largo del continente.
La Comisión Europea estima que hay 100 millones de viajes viales transfronterizos anualmente dentro de la Unión Europea (EU), y que los conductores extranjeros representan el 5% del tránsito pero cometen el 15% de las infracciones por exceso de velocidad. Los países de la Unión Europea trabajan juntos sobre la fiscalización de seguridad vial en las fronteras.
Desde el 7 de Noviembre de 2013, la mayoría de los países de la Unión Europea han estado implementando fiscalizaciones fronterizas para las más riesgosas infracciones de tránsito, tales como exceso de velocidad, no detención ante las señales de tránsito, no uso del cinturón de seguridad y conducción de conductores alcoholizados. Éstos representan el 75% de las muertes por accidentes de tránsito en Europa. El esquema de fiscalización opera a través de intercambio electrónico basado en ITS de datos nacionales de registro de vehículos con otros países. Se estima que la toma de conciencia pública del aumento de la probabilidad de que los infractores sean capturados evitará, anualmente, entre 350 y 400 muertes por accidentes de tránsito.
El cruce ante luz roja es un principal problema de seguridad. En USA, se cuenta que cerca de 800 muertes y un estimado de 165.000 lesiones anuales. La fiscalización autompatica por videocámaras provee la evidencia necesaria para el enjuiciamiento.
La ciudad de Bologna en Italia ha probado un sistema de fiscalización automática basado en videocámaras (conocido como STARS), para ayudar a detectar las infracciones de tránsito por luz roja y multar por incumplimiento. Las imágenes son almacenadas como una fuente de evidencia legal y para evaluación estadística.
Siguiendo esta instalación, los siniestros viales cayeron un 1% y los daños un 28% en todos los cruces equipados. El número de multas se incrementó significativamente, al inicio, en un 88% en el período entre 2008 y 2011; empero, luego se estabilizó. En comparación con los datos del año anterior a la instalación hasta Agosto 2011, hubo una reducción total del 40% para accidentes y un 48% para daños.
Los conductores, que no conocían donde el sistema STARS estaba activo mostraron una mayor precacuión en todas las intersecciones, extendiendo los efectos beneficiosos de la tecnología a la vez que se reducían los costos de instalación.
La fiscalización de la velocidad se está volviendo cada vez más sofisticada y más amigable para el conductor. Convencionalmente, la principal técnica ha sido el uso de cámaras "spot" de velocidad en un sólo punto, la cual registra al conductor que excede el límite de velocidad cuando pasa por aquél. En el Reino Unido, las cámaras de velocidad de este tipo tienen, frecuentemente, una hostilidad marcada de los motoristas, quienes las perciben como un medio injusto para recaudar dinero en lugar de prevenir infracciones.
La fiscalización de la distancia según velocidad (SOD) o de la velocidad promedio (ASE) son vistos como métodos más justos.
La aplicación del sistema de velocidad promedio está demostrando más altos niveles de acatamiento que las cámaras spot, en los países europeos donde han sido instaladas.
La fiscalización de velocidad “suave” tienen como objetivo influir en el comportamiento del conductor y no imponer multas penales o financieras. Un ejemplo en Europa es la detección de un vehículo cuando éste se aproxima desde un punto de medición adelante, el cual permite cubrir el tiempo necesario para cubrir la distancia a ser calculada para determinar si el vehículo se excede en velocidad. Ésto puede disparar un cartel de mensajes dinámicos para mostrar un mensaje de alerta. (Ver Usuarios Viales Vulnerables)
Muchos países están introduciendo y haciendo cumplir límites de velocidad de 32km/h en áreas urbanas, para proteger a los usuarios más vulnerables de las carreteras. En Chicago, USA, donde anualmente existen 3.000 impactos vehiculares con peatones, 800 son niños, y las señales son ignoradas por el 10% de los motoristas; se reduce la velocidad admisible para los disparadores del sistema durante las horas de aplicación. Más información aquí: http://www.cityofchicago.org/city/en/depts/cdot/supp_info/children_s_safetyzoneporgramautomaticspeedenforcement.html)
Las tecnologías vehiculares de ITS beneficiosas incluyen:
La base de todos estos sistemas, y los beneficios de la seguridad que ellos traen, es el desarrollo de los sensores embarcados enlazados a la gestión al motor y sistemas de frenos vehiculares. (Ver Ayuda al Conductor )
Los sistemas anti-bloqueo de frenado (ABS) intervienen para ayudar a parar ante la pérdida de tracción (derrape, por ejemplo, ante condiciones de piso con hielo o húmedo). ABS trabaja estrechamente con el control electrónico de estabilidad (ESC), el cual detecta la pérdida de control de la dirección y aplica los frenos individualmente a las ruedas para corregir la dirección. La US Insurance Institute for Highway Safety y la US National Highway Traffic Safety Administration estima el uso de comprensivo de la tecnología podría evitar 1/3 de los siniestros viales fatales.
Los sistemas para evitar choques usan frenado autónomo, el cual entra en acción si el conductor falla al aplicar los frenos en tiempo. La tecnología es un anticipo del (ampliamente usado) control autónomo de la velocidad crucero, el cual ajusta automáticamente la velocidad de un vehículo para mantener la distancia con el tránsito que se encuentra adelante. Tanto en USA como en la Unión Europea se está trabajando para convertir en mandatorio el uso adecuado de los sistemas de alerta ante colisiones frontales. Los fabricantes automotrices han comenzado a incluir estos sistemas en sus líneas de producción. La Unión Europea estima que se evitarán, anualmente, 5.000 muertes y 50.000 lesiones graves.
El estacionamiento automático usa sensores para detectar la presencia de objetos alrededor de un vehículo para guiarlo en forma segura en un espacio libre.
La detección de somnolencia de los conductores es una respuesta a estudios que sugieren que haste el 20% de los siniestros viales son debido a la fatiga. Funciona monitoreando los movimientos del vehículo y evaluando si ellos están bajo control o son descontrolados.
Las principales opciones de ISA son.
Las pruebas indican el potencial para seguridad, eficiencia y mejoras, incluyendo la reducción del 42% en choques fatales, la ganancia del 5% en eficiencia del combustible y el alivio en los flujos de tránsito resultando en una menor congestión (Ver: http://www-nrd.nhtsa.dot.gov/pdf/esv/esv20/07-0247-W.pdf).
La adopción generalizada de ISA podría traer un beneficio adicional de reducción de costos del seguro. En Europa, los sistemas ISA que satisfacen el Nuevo Programa Europeo de Evaluación de Automóviles (Euro NCAP) requirements tienen ventajas en relación a la clasificación general de automóviles ‘Safety Assist’.
Los sistemas de Detección Automática de Incidentes (AID) utilizan cámaras y tecnología de monitoreo del tránsito para grabar y analizar los datos del tránsito y rápidamente detectar incidentes usando sistemas de detección de incidentes viales. Una congestión repentina, por ejemplo, puede indicar que hay un incidente más adelante.
Los tiempos de respuesta ante siniestros viales y las emergencias médicas son críticas respecto a los llamados "15 minutos de oro" considerados como el período óptimo para un temprano y efectivo tratamiento. Las necesidades claves son la rápida respuesta y el direccionamiento adecuado hacia la escena del siniestro. El uso de la prioridad de paso para los vehículos de emergencia mediante las señales de tránsito está aumentando.
Las tecnologías ITS introducidas para aumentar la velocidad de los procesos incluyen a los sistemas de notificación automática de choques, los cuales se están instalando en muchos vehículos. El sistema trabaja sensando un impacto y enviando automáticamente un aviso de alerta vía la red de teléfonos celulares a un centro de control. En Europa, la iniciativa europea eCall (llamado de emergencia) tiene como objetivo que, desde 2018, los fabricantes automotrices europeos instalen estos sistemas.
Los proveedores de servicios de emergencia pueden hacer uso de sistemas de guiado a rutas en forma dinámica y en tiempo real para despachar y direccionar a los vehículos para evitar las congestiones y zonas de obras conocidas para reducir los tiempos de respuesta y de retorno. El exceso de velocidad de las ambulancias puede originar riesgos o estar involucradas en siniestros viales. La Administración General de Servicios de Estados Unidos registra anualmente más de 6.000 choques de ambulancias. Las "cajas negras" embarcadas pueden monitorear y registrar el comportamiento del conductor y avisar sobre la necesidad de una capacitación.
Los esquemas de gestión del tránsito pueden implementar tecnologías ITS tales como la detección vía Bluetooth, la cual registra anónimamente el paso de los vehículos que posean dispositivos Bluetooth (Ver Telecomunicaciones Inalámbricas). El estado de Texas, USA, proveyó esta alternativa económica para el monitoreo de la velocidad vehicular en la reconstrucción de un tramo largo de la autopista I-35.
Existen ejemplos de equipamientos viales básicos equipados con características ITS para cumplir con un rol de seguridad vial. Por ejemplo:
En áreas rurales, los choques típicos en intersecciones ocurren menos frecuentemente que en zonas urbanas. Ellas son, a menudo, más severas debido a las mayores velocidades de los vehículos y las consecuencias pueden ser serias debido a tiempos de respuesta ante emergencias más largos. Los sistemas de ayuda a la toma de decisiones en nuevos cruces usan sensores de tránsito y un avanzado sistema computarizado para monitorear vehículos moviéndose a lo largo de los caminos rurales separadas de la autopistas (autovías de doble calzada). Ellos procesan los datos generados para alertar a los conductores, que esperan ingresar o cruzar al tránsito, si las distancias son demasiado pequeñas para realizar la acción deseada en forma segura.
En Australia, donde cerca del 60% de la totalidad de los choques viales ocurren en caminos rurales, hay un estudio de investigación que informa que el control electrónico de estabilidad (ESC) puede ayudar a evitar choques en rutas de alta velocidad, detectando cuando un vehículo tiene riesgo de derrape y aplicando acciones de frenado preventivas en sus ruedas en forma individual. En la modelización de 12 escenarios de choques, desarrollado a partir de los datos de choques reales, ESC previno colisiones en 10 casos y redujo su gravedad en los otros dos.
Las colisiones con animales salvajes en caminos rurales están creciendo donde el desarrollo humano se propaga. Ésto es un problema de creciente relevancia en las economías emergentes y en desarrollo. Un choque que involucre a un animal grande puede causar la muerte, lesiones graves, daños severos al vehículo e interrupción de viaje a otros usuarios del camino. Las defensas físicas, tales como las vallas o pasos sobre y bajo nivel no son siempre posibles o económicas, provocando problemas de acceso y mantenimiento. Los sistemas embarcados y en campo están siendo desarrollados para detectar animales grandes. Los sensores pueden distinguir entre vehículos circulando ( con motores calientes) y animales, alertando a los conductores sobre su presencia. (Ver Información y Advertencias).
Los planificadores están considerando, cada vez más, el cambio climático y las emisiones de gas de efecto invernadero. El transporte es la principal fuente de polución la cual tiene implicancias de salud y calidad de vida. ITS puede ayudar a mejorar; por ejemplo, a través de la reducción de los flujos de tránsito, de la reducción del consumo de energía y de las emisiones de los vehículos. Las medidas de performance para evaluar el impacto de ITS incluyen las reducciones en los niveles de emisión. (Monóxido de Carbono, Óxidos de Nitrógeno e Hidrocarburos) y una mejor economía del combustible.
En muchas situaciones, una simulación y análisis locales son necesarias para estimar los beneficios medioambientales de un proyecto ITS específico (Ver Valuación de Proyectos).
Es difícil medir los impactos medioambientales sobre una región completa debido al gran númeor de variables que incluyen el terreno, la geometría del camino, el clima y las contribuciones de fuentes no móviles. Por ejemplo:
La potencial aplicación de ITS para dirigir los desafíos medioambientales y sociales es un área emergente y creciente en importancia. The main challenges being addressed are:
La legislación para el control del cumplimiento de las emisiones vehiculares, tales como los estándares europeos introducidos en Europa en 1993 y, subsecuentemente, adoptados en otras partes del mundo, estimula el uso de vehículos viales con tecnología limpia. Ésto pone presión a los operadores a acelerar el reemplazo de sus vehículos o reformar su actuales vehículos con equipamiento de reducción de la polución. En Berlin, el aumento de quejas por el uso de vehículos de motor diesel en un 38% entre 2006 y 2011, provocó, en gran parte, la instalación de filtros de partículas diesel en las flotas de los operadores.
El costo de la instalación de una zona de baja emisión LEZ en Londres, Reino Unido, fue, comparativamente, bajo debido al uso en gran escala de la insfraestructura existente de tarificación vial por congestión. La creación de una LEZ usando la infraestructura de aplicación del cumplimiento de las ley de tránsito, como en Londres, tiene sentido en términos económicos.
El análisis del Sistema Adaptativo de Coordinación del Tránsito de Sydney, Australia (SCATS) ha identificado reducciones del 15% en CO2, del 13% en NOx y del 15% en emisiones PM10 desde los vehículos, como resultado de las reducciones en los tiempos de viaje del 28% y de demoras en paradas del 25%. Estudio de Caso: Sydney’s Coordinated Adaptive Traffic System
Las emisiones de CO2 y el ruido, frecuentemente, responden a soluciones similares:
Demonstraciones en el oeste de Midland en Inglaterra han mostrado que los límites variables de velocidad admisible durante la noche (VSLs) en secciones de autopistas gestionadas cerca de áreas residenciales pueden resultar en reducciones apreciables de ruido sin afectar los tiempos de viaje que se obtienen durante el día.
Existen maneras de mitigar el impacto visual del equipamiento ITS. Por ejemplo:
A su tiempo, es posible (con un buen diseño y una apropiada tecnología) que los sistemas vehiculares cooperativos puedan reducir la necesidad de las instalaciones ITS invasivas sobre las carreteras, dado que ellos recolectarán, procesarán y trasmitirán, automáticamente , los datos de la información del tránsito entre vehículos, la infraestructura vial y los conductores.
Cuando la gente y los negocios se deben trasladar, optan por las áreas con mayor información sobre opciones de transporte y las áreas mejor interconectadas. En Norteamérica, Australia y Nueva Zelandia, los sistemas de clasificación de barrios y planeamiento de viajes hacen uso de los datos provenientes de los operadores del transporte público, de ciclistas y de peatones para destacar las áreas con mejores instalaciones.
ITS puede también ser usada para gestionar y monitorear las zonas con protección ambiental. Por ejemplo, los DMS y los VMS pueden ser usados para señalizar la zona, especialmente si diferentes regímenes de accesos se aplican a los conductores en diferentes horarios. ITS puede también ser utilizado para el monitoreo de la calidad del aire y para comunicar los resultados a los grupos de interés. Ejemplos de ellos son:
Santander, en el norte de España, tiene una población de 180.000. Están instalados cerca de 12.000 sensores electrónicos o nodos, fijados a los autobuses y edificios, para medir una variedad de parámetros, tales como el ruido, temperatura, niveles de iluminación pública, concentración de monóxido de carbono y la disponibilidad de espacios para estacionamiento; todo para una gestión eficiente de la ciudad:
El enfoque innovador de Santander ha contribuido a la decisión de Ferrovial, inversor multinacional española de infraestructura de transporte, de invertir en la ciudad y desarrollar un Centro de Investigación para Ciudades Inteligentes, en paralelo con un acuerdo de cooperación de la compañía con el Massachusetts Institute of Technology (MIT).
ITS ha sido usada como parte de un enfoque coordinado para promover la elección de viajes que ayuden a reducir la congestión y la contaminación en las ciudades. Provee:
El sistema llamado Car pooling (también conocido como ride-sharing) y los clubes de automóviles están gozando de estar considerados como un boom, gracias a las tecnologías ITS. Las aplicaciones ITS applications, tales como una base de datos de un conjunto de automóviles (de conductores que ofrecen asientos disponibles y potenciales pasajeros buscando por un viaje), junto con un foro de usuarios, pueden habilitar la lpnificación de viajes compartiendo un automóvil. El sistema Car pooling reduce los costos individuales’ de combustible, estacionamiento y peaje; y , en USA, se les permite usar los carriles dedicados de alta ocupación high-occupancy vehicle (HOV) lanes. Ésto ayuda a reducir la demanda del tránsito, las emisiones y aliviar la presión sobre el estacionamiento. Los empleados pueden ofrecer y promocionar esquemas como un incentivo a su fuerza de trabajo.
Los clubes de automóviles proveen miembros con el uso de un automóvil sobre la base necesaria de viajes específicos distribuyendo, entre ellos, ahorros de seguro, depreciación y tarificación vial. Los gobiernos locales alrededor del mundo están promocionando esquemas en sus páginas de internet haciendo contribuciones útiles al cambio modal. La reservación se realiza telefónicamente o por internet. Para algunos esquemas, una tarjeta inteligente de un miembro abre un vehículo y es usada para el proceso de pago por el uso y por el consumo de combustible desde la cuenta del miembro. Transport for London calcula que esta conducción durante menos de 9.600 km/año puede ahorrar hasta £3.500 comparado con el uso del automóvil de un propietario.
El ciclismo está ganando popularidad mundialmente como una alternativa de modo de viaje, que es atractivo sobre la bases de la salud pública y personal. En calles urbanas con mucho tránsito, los ciclistas son vulnerables, particularmente, propensos a colisiones con vehículos pesados de mercancías (HGVs) con el adelantamiento o haciendo movimientos de giro en las bocacalles. Los sistemas de protección, que ITS puede hacer posible, que están siendo investigados incluyen:
Varias organizaciones están involucradas en la gestión de la red vial: las autoridades municpales, de las ciudades y regionales de las redes viales a todo nivel. Existen centros de control dedicados a gestionar los sistemas de control del tránsito para redes viales urbanas, autopistas y otros carreteras estratégicas, como así también peajes, túnels y puentes. Cada organización tendrá una diferente perspectiva sobre el significado de las aplicaciones y servicios ITS, pero la mayoría ganará en eficiencia con la implementación de alguna implmentación; por ejemplo:
De esta manera, los requerimientos de la comunidad por movilidad y comercios pueden ser satisfechos más eficazmente y puede reducirse la necesidad de construir nuevas instalaciones viales o de ampliación de éstas:
Los beneficios de ITS para la gestión de la red vial pueden clasificarse de la siguiente manera:
El Control del Tránsito Urbano (UTS – también conocido como Control del Tránsito de Área) es uno de los más antiguas aplicaciones ITS establecidas, con sus orígenes en los años 1970 en respuesta al crecimiento de los automóviles particulares que generaban congestión en las calles de la ciudad. El UTC provee los medios para monitorear los flujos del tránsito vehicular en áreas edificadas y para modificarlos en función de la congestión u otros conflictos (por ejemplo, el equilibrio entre el transporte público y el privado de automóviles). Una forma es ajustar automáticamente las fases de las señales de tránsito en intersecciones en respuesta a los flujos y las necesidades de los vehículos del transporte público. (Ver Control del Tránsito Urbano).
Los sistemas UTC más ampliamente usados alrededor del mundo incluyen:
Las instalaciones UTC forman el corazón de los más desarrollados y sofisticados sistemas de aplicaciones ITS urbanas que amplían sus funciones enlazando capacidades adicionales. Ellos hacen ésto introduciendo bases de datos comunes y diccionario de datos permitiendo que los dispositivos (tales como cámaras y sensores) usados para la gestión del tránsito, la gestión del estacionamiento, el control de señales de tránsito para prioridad de autobuses, la gestión de la calidad del aire en respuesta a la contaminación y el monitoreo del clima, se comuniquen y compartan información entre sí vía un solo centro integrado de control (Ver Gestión del Tránsito Urbano).
Los principales beneficios incluyen:
Es central para las operaciones integradas, la adopción de especificaciones y estándares abiertos en productos de la industria ITS, para asegurar su interoperabilidad. Las especificaciones abiertas hacen fácilmente posible agregar nuevas funciones, cuando sean necesarias, y liberan a los gobiernos locales de la dependencia de proveedores individuales, cuando es necesario el reemplazo de partes o la actualización del sistema. Las agencias pueden, entonces, comprar a precios más competitivos y varias ofertas de servicios, lo cual estimula, a la vez, el desarrollo comercial innovador. (Ver Estándares ITS).
Las implementaciones de estacionamiento inteligente otorgan a los operadores de estacionamiento vehicular y los gobernos de las ciudades datos útiles sobre los niveles de demanda. Ellos pueden usar esta información para ajustar tarifas, aplicar tasas más altas para aumentar su facturación en los sitios más concurridos y bajarlas para atraer a los conductores hacia lugares menos usados.
Un sistema en San Francisco otorga a los conductores información en tiempo real sobre la ocupación y costos de más de 19.000 cocheras de estacionamiento público. Los conductores pueden usar dicha información de la tarifa de estacionamiento, la localización y el tiempo para decidir. Las aplicaciones de teléfonos inteligentes pueden ayudarlos a encontrar un espacio dentro de una área de paseo de fácil acceso a su destino. Un número de fabricantes automotrices están también desarrollando su propios sistemas embarcados de información del estacionamiento.
El investigador norteamericano Professor Donald Shoup ha calculado que la búsqueda por una cochera pública ( al lado del cordón de la vereda) en una área de la ciudad de 15 manzanas puede crear acerca de 1,52 milliones de exceso de kilómetros recorridos por vehículo; ésto se traduce en 177.600 litros (47.000 US galones) de combustible consumido y 73 toneladas de exceso de CO2.
Figure 1- Ramp Metering (courtesy of Highways England)
Los sistemas de gestión de autopistas incluyen la detección automática de incidentes, los circuitos cerrados de TV por videocámaras CCTV para beneficio de los operadores del centro de control, la automatización del monitoreo del flujo vehicular y el software para controlar los límites de velocidad antes que ocurran colas. Estudios de casos han demostrado que los ahorros en demoras y los beneficios se logran con el uso estartégico de los carteles de mensajes variables (VMS) que otorgan un positivo costo-beneficio que justifica la inversión inicial de capital. Por ejemplo, los sistemas de protección de colas crean beneficios socio-económicos siginificativos desde la reducción del númeor de usuarios muertos o heridos gravemente. Ellos también producen significativos beneficios secundarios a través del ahorro de las demoras por incidentes (Ver Gestión del Tránsito en Autopistas).
Los ahorros por la reducción de costos en tiempos de viaje son importantes para todos los usuarios de la carretera, pero los beneficios son más relevantes para los operadores de fltas de vehículos e de infraestructuras de autopistas. Existen dos tipo de beneficios cuantitativos:
En USA, las técnicas de gestión de autopistas comúnmente incluyen sistemas de vehículos de alta ocupación (HOV) y de carriles con peaje de alta ocupación con peaje (HOT) sobre autovías y autopistas.
Los carriles HOV, introducidos en USA en los años 70 y, más tarde, adoptados en Australia y Nueva Zelanda, aunque raros en Europa, están abiertos a áutomóviles con, al menos, dos pasajeros (por ejemplo, en esquemas de car sharing), y para autobuses y, algunas veces, para vehículos "verdes" (baja emisión). El objetivo es aumentar la más alta ocupación vehicular promedio y el rendimiento de personas con el objetivo de reducir la congestión del tránsito y la contaminación del aire. Algunos carriles HOV son reversibles para adaptarse a los diferentes picos de flujos.
Los carriles HOT otorgan a los conductores de vehículos que conducen solos, acceder a los carriles HOV bajo pago de una tarifa, por ejemplo, vía el reconocimiento automático del número de placa patente automotor o mediante la recolección electrónica de una cuota (EFC). Los peajes pueden aumentar en la vía con la densidad del tránsito cuando ésta se incrementa dentro de los carriles, para reducir el riesgo de que se vuelva congestionada.
En el sistema HOT de Los Angeles, los conductores usan transponders conmutables, especialmente desarrollados, para indicar el número de ocupantes. El lector EFC que hace el ajuste lo usa para decidir automáticamente sobre la capacidad de carga. Para la fiscalización, una antena cercana al lector EFC se enciende en respuesta al escaneo y alerta a los oficiales de la patrulla de la autopista para chequear el estado ajustado de la ocupación
Las secciones llamadas “Smart” o secciones de autopistas gestionadas usan tecnologías ITS de gestión activa del tránsito para controlar el flujo y las velocidades y dan a los usuarios información relevante en carteles de mensajes variables más adelante para ayudarlos a hacer el mejor uso de los segmentos muy congestinados. Ellos pueden imponer límites variables de velocidad (VSLs) donde el límite de la velocidad debe ser alterado para reflejar las condiciones actuales del tránsito.
Los sensores de tránsito detectan una movilidad lenta y tránsito estacionario y alerta a los centros de control regionales HA sobre las condiciones de cambio. Este conjunto de mensajes relevantes en VMSs y en carteles de límites variables de velocidad (VSL) se corresponden con los movimientos del tránsito. El "Gerente de Utilización del Espacio Vial Dinámico" (“Dynamic Roadspace Utilization Manager (DRUM)) es otro buen ejemplo de una aplicación de software ITS que ha sido aplicada con gran ventaja durante las tareas de construcción en una autopista en operación. El principio se basa en un primer cono dentro y un último cono fuera de la zona de cierre por obra vial.
Ver: http://trl.co.uk/software/software_products/drum.htm
Las versiones iniciales permitieron el uso temporal de la banquina (arcén) como un carril extra (“hard shoulder running”) cuando el tránsito aumenta, poniendo en vigor carteles de límites cariables de velocidad (VSLs) y VMS que avisan a los conductores en consecuencia. Los refugios de emergencia estaban disponibles a intervalos regulares.
El más reciente diseño apunta a entregar los mismos beneficios para un menor costo durante su vida útil. La banquina está disponible para el uso como un carril de tránsito en todo momento, de modo que permanentemente se tenga una capacidad extra. En la Orbital M25 de Londres se aplicaron VSLs y se mejorado exitosamente la capacidad de la autopista obteniendo una reducción de los cambios de carril sin necesidad de aumentar el número de carriles. Otros países están adoptando la idea.
Estudio del caso (Ver Active Traffic Management)
Los centros de consolidación de cargas (FCCs), localizados en puntos cercanos a los centros de la ciudad o shopping malls y a principales cruces de carreteras, ayudan a evitar o reducir el impacto de Vehículos Pesados de Mercancías (HGVs) sobre los caminos urbanos. Ellos pueden ayudar a mitigar la congestión del tránsito y pueden tener un impacto positivo sobre la contaminación local del aire. Usando sistemas de seguimiento y rastreo logístico, ellos toman las grandes consignaciones entrantes destinadas a un número de minoristas de la ciudad, para fraccionarlas en cargas individuales; éstas, entonces, viajan en vehículos más pequeños y de menor contaminación en horarios convenientes durante el tramo final; existen actualmente más de 114 FCCs en todo el mundo, mayormente en la Unión Europea, específicamente en Francia, Alemania, Italia, Holanda y el Reino Unido.
Un sistema desplegado en Holanda y en otros lugares de Europa premia a los conductores de camiones cuya conducción es ecológica con semáforos con luz verde en intersecciones; ésto tiene interfaces con la red de control de señales de la ciudad e incorpora datos sobre los límites de velocidad de la ciudad, alentando la compatibilidad con estos mediante la integración con camiones con su propio sistema de gestión del motor para limitación de la velocidad y monitoreo de la aceleración. Un tablero de comando mantiene a los conductores informados de su propia performance, el consumo de combustible y la performance de la conducción y cuando existen bajas puntuaciones se generan alertas.
Los conductores comerciales y sus vehículos pueden ser una fuente confiable de información de las condiciones actuales del tránsito de la red. El aumento del uso de entregas del tipo just-in-time significa que los gerentes de operaciones de la flota vehicular y los camioneros incrementan su interés en el estado de las redes viales urbanas en tiempo real.
El esquema de consolidación de cargas de Bristol, Reino Unido distribuye a 115 negocios. Se han reducido las entregas en un 80% y alcanzado una reducción de 130 toneladas en emisiones de CO2 por el uso de dos camiones eléctricos de nueve toneladas con recarga en el centro por la noche. Estos retornan con residuos reciclables. La congestión reducida de tránsito está prevista para obtener ganancias en beneficios sociales valuados en £2 milliones durante más de cinco años.
(Ver Case Study: Broadmead Freight Consolidation Centre (UK))
Los vehículos con sobrepeso y altura excedida representan amenazas reales a la seguridad vial y a la infraestructura del transporte. Una fiscalización sistemática contra el sobrepeso de camiones es una forma económica de reducir los daños al pavimento vial. Los sistemas de pesaje en movimiento ahorran tiempo a los camiones chequeando su estado de seguridad cuando ellos conducen sobre placas de medición a velocidades permitidas. En USA, una versión desarrollada también chequea las credenciales de las empresas de camiones y de sus choferes en forma automática accediendo a bancos electrónicos de datos, permitiendo a los agentes focalizarse en los camiones sospechosos y lograr altas tasas de éxito. El Departamenteo de Transporte de USA estima que los chequeos manuales pueden evitar cerca del 0.7% de los siniestros viales que involucran camiones (aproximadamente 440.000 por año). Un proceso de selección automático puede mejorar ésto en más del 3.5% (Ver Detección de Peso).
En referencia al impacto sobre la infraestructura vial australiana (especialmente puentes) del aumento de camiones pesados se ha desembocado en la regulación de un Programa de Acceso Inteligente (IAP) por el cual se restringe el uso de la red vial del país a los camiones pesados.
Se permite el acceso de vehículos sobredimensionados a rutas normalmente restringidas al regresar de su entrega, a través de un dispositivo embarcado que usa tecnología de seguimiento satelital para monitorear su cumplimiento con las condiciones IAP y que envía su localización a un centro de control para el análisis correspondiente.
IAP permite la calificación del transporte de cargas para incrementar su productividad tomando rutas más rápidas y más convenientes, mientras se controlan, en general, los impactos de camiones en la red vial y disuadiendo a los vehículos no calificados.
La gestión exitosa de un evento principal requiere una estrecha coordinación entre todas las partes: los promotores del evento, las autoridades viales y de autopistas que son afectadas, la policía, los servicios de emergencia y los operadores de transporte. Ésto puede tener una gran dependencia de ITS; por ejemplo, los VMS mantienen a los viajeros informados acerca de las opciones actuales y los CCTV asisten a los controladores de la red en sus tareas. Al mismo tiempo, los costos de equipamiento adicional necesario para solamente un período corto para eventos no recurrentes demanda un cuidadoso estudio. (Ver Eventos Planeados).
Cuando los organizadores del Show de Agricultura de Alemania seleccionó a la mediana ciudad de Koblenz para su realización en 2011, la ciudad planificó que tendrían 40.000 visitantes adicionales diarios durante más de séis meses. La ciudad necesitó ampliar su servicio de información al viajero y lo hizo disponible a la región.
La solución adoptada, en coordinación con el gobierno regional, fue ampliar el actual sistema regional de información del tránsito intermodal en la autopista y extender el alcance de su portal de internet de movilidad para cubrir el tránsito urbano y el de la autopista. (Ver www.verkehr.rlp).
La ciudad también necesitó generar información para mostrar en los VMSs. La ciudad no podía permitirse comprar nuevas cámaras de tránsito que necesitaba, de modo que contrató a un proveedor de información de tránsito para proveer datos desde un vehículo sonda (FVD) basado para medir los tiempo de viaje y las velociades. El FVD se involucra en forma anónima monitoreando la movimiento de los vehículos que están equipados con, por ejemplo, teléfonos celulares con Bluetooth, sintonizándolos con sensores de tránsito móviles para notificar las condiciones del tránsito.
El proyecto ha tomado interés creciente en otras ciudades alemanas las cuales adoptaron elementos de ese enfoque. Se demostró lo valioso que resultó, para los gobiernos locales, comprar datos dinámicos desde proveedores privados de tránsito. Los datos del tránsito comprados probaron ser una alternativa económica a las convencionales cámaras de tránsito.
En los Juegos Olímpicos y Paraolímpicos de Londres en 2012, la exitosa operación dependió fuertemente de la eficaz gestión del tránsito en la crítica Red Vial Olímpica (ORN) con carriles ´vehiculares reservados para dar acceso prioritario a las 80.000 personas de la "famila" olímpica (llamados "carriles de los juegos").
Para monitorear la red, Transport for London (TfL), agencia de transporte multimodal de las capitales del Reino Unido, modernizó 1.300 señales de tránsito y desplegó 1.400 cámaras de CCTV, algunas instaladas nuevamente, otras operando a través de acuerdos individuales de datos compartidos con las autoridades locales.
Estudio de Caso: Gestión de la Movilidad en los Principales Eventos Internacionales
Más allá de su principal obejtivo de seguridad, V2I puede ayudar a reducir las demoras y la congestión provocadas por los siniestros viales. V2I mantiene a los vehículos en contacto electrónico con la infraestructura vial, no sólo para ayudar a evitar los choques sino también para reducir los impactos medioambientales debido al flujo vehicular lento y para reducir las aceleraciones y desaceleraciones. Un beneficio específico, puesto a prueba, es la habilidad de transmitir directamente al vehículo la información sobre la fase de las señales de tránsito y la sincronización de las intersecciones próximas.
El sistema eCall es un ejemplo de la tecnología de vehículo conectado. Un vehículo averiado o involucrado en una colisión, que tiene instalado el sistema eCall puede enviar un mensaje automático acerca de su localización, descripción y condición del vehículo cuando ocurre un evento. Ésto puede derivar en una pronta ayuda y un rápido restablecimiento de la sección vial afectada para hacer al área segura para el tránsito. El beneficio general es la mayor eficiencia de las operaciones de la red. La industria automotriz está desarrollando actualmente un conjunto de servicios para reducir el costo por cada unidad dedicada instalada con el propósito mejorar al sistema eCall.
Con V2V, los vehículos sensan los peligros potenciales por medio de detectores de otros vehículos que determinan la presencia de otros vehículos, sus posiciones y velocidades. Los sistemas embarcados, entonces, alertarán a los conductores y/o intervendrán automáticamente en el manejo del motor o de los sistemas de frenado, para evitar un siniestro.
Eventualmente, la esperanza es que V2V y V2I reducirán ambos la cantidad la cantidad y dimensiones de la infraestructura vial, enviando un importante información, relacionada con la seguridad vial y con la movilidad, directamente al interior de los vehículos. (Ver Sistemas de Control & Advertencia).
Los usuarios de las carreteras y los operadores del transporte quieren carreteras que estén bien mantenidas y en una buena condición y, si es posible, disponibles para el viaje en cualquier tipo de clima. Al respecto, la propia resiliencia de la infraestructura vial es un problema. Los puentes y las barreras de seguridad son vulnerables ante las colisiones de los vehículos y el pavimento de la carretera puede sufrir daños debido a clima adversos, derrumbes, vehículos con sobrepeso y los constantes desgates y deterioros. Medidas especiales deben realizarse para proteger a la red y asegurar la resiliencia operacional. (Ver Protección de la Red ).
Para el monitoreo individual de las instalaciones ITS en operación, el concepto de un ‘archivo en línea’, para el almacenamiento de información, puede ayudar a los ingenieros de mantenimiento vial, progresivamente, en la mejora de la performance general antes que simplemente reaccionar notificando ante fallas. Existe aún la perspectiva de instalar sensores inalámbricos en las superficie vial para recoger y relevar información sobre la condición y necesidades de mantenimiento.
El proyecto "Live Land" de la Agencia Espacial Europea (ESA) está investigando formas de reducir la exposición de la infraestructura del transporte ante derrumbes y hundimientos desarrollando un servicios de predicción sostenible, monitoreo y alerta. Ésto usaría la observación de la Tierra y las comunicaciones satelitales para crear un sistema de gestión central.
En USA, los transportistas de carga mueven un estimado de 700.000 envíos de materiales peligrosos diariamente. El acceso electrónico a las bases de datos de los transportistas para una temprana identificación del vehículo y cargas permite responder a:
En las cadenas de provisión de auxilio humanitario, ITS juega un rol clave en el rescate en los últimos 1km-2km desde un centro de distribución local (LDC) para la poblaciones afectadas. La gestión computarizada de vehículos disponibles y la planificación de cronogramas de entregas pueden optimizar la ubicación de los recursos y las decisiones de rutina con el objetivo de minimizar los costos de transporte y maximizar los beneficios para aquéllos necesitados. Ésto puede ser particularmente importante en desastres en países en desarrollo con inadecuadas redes viales.
Los sistemas de gestión del tránsito actuales pueden jugar vitales roles de ayuda. El monitoreo del tránsito basado en Bluetooth fue eficaz cuando una fábrica en Texas se incendió y explotó más tarde. Los residentes necesitaron una evacuación inmediata, con autobuses escolares y ambulancias que vinieron al rescate con la necesidad de un acceso prioritario.
Japón ha reaccionado ante una serie de desastres naturales desarrolando un enfoque unificado para la organización de la gestión del tránsito y la respuesta ante emergencias, integrando a los fabricantes automotrices y otras fuentes de nevegación e información del tránsito en una plataforma central de transporte ante desastres. Un resultado es la creación de mapas de rutas accesibles con eventos y su localización para el uso de camiones que distribuyen suministros para auxilio y reconstrucción.
Son particularmente vulnerables el gran número de pasajeros moviéndose a través de espacios confinados; por ejemplo, en terminales e intercambios de transporte y estaciones de metro. Los sistemas de evacuación de pasajeros dependen de su eficacia sobre la cantidad y calidad de la información disponible. Las simulaciones pueden modelizar los movimientos individuales de los pasajeros para satisfacer las necesidades de ancianos y discapacitados e integrar en forma planificada los ascensores y escaleras para los cálculos necesarios de la capacidad y tiempos realistas de evacuación.
La prevención de actos terroristas puede ser fortalecida por medio de sistemas para la temprana detección de posibles perpetradores. Los análisis de distancias de los pies mediante CCTV en estaciones de trenes y autobuses pueden detectar a gente haciendo movimientos inusuales.
El programa ‘Protect’ en USA ha desarrollado un sistema de detección y alerta para asegurar que un operador de transporte público conozca dentro de los cinco minutos que hubo un ataque químico o biológico, su localización y las sustancias que han sido usadas; cinco minutos es el límite para minimizar el número de damnificados.
La ciudad canadiense de Edmonton ha mostrado con éxito un sistema para detección de amenazas, explosivas y radiológicas, a los usuarios del transporte público por medio de un equipamiento de validación de tickets que recoge los rastros de las manos de los poseedores de tickets. Cuando se detecta un problema, automáticamente, se alerta al centro de control y se fotografía al sospechoso. El sistema ha trabajado sin problemas.
De la cobertura de los medios periodísticos resulta claro que los cambios que se busca produzcan las implementaciones de ITS no siempre son evidentes o bienvenidos para todos los usuarios del transporte. Esto significa que aquellos organismos que estén planificando la implementación de tecnologías ITS potencialmente controvertidas necesitarán estar adecuadamente preparadas con argumentos convincentes basados en evidencias a fin de comunicar sus objetivos. A continuación se muestran algunos ejemplos.
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Intervención ITS |
Objetivo de la política |
Percepción del público |
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Cobro al usuario de la red vial urbana (utilizando tecnologías de cobro de peaje electrónico en carreteras existentes) |
Gestionar la demanda de tránsito y reducción de las congestiones, las demoras y la contaminación ambiental Invertir los ingresos netos en la mejora del transporte público a fin de incentivar el cambio del modo de transporte |
El público objeta el pago del uso de carreteras que el mismo público ha pagado con sus impuestos |
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Resultados: El cobro de una tasa de congestión urbana a menudo está mal visto por el público. La oposición del público tiene un efecto disuasorio en los políticos locales, quienes necesitan el apoyo de los votantes |
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Caso de éxito - Cargo de Congestión de Londres: fue políticamente realizable porque se basó en un método automático de control y penalización rápidamente instalado, para el registro mediante cámaras de reconocimiento de las placas de identificación de vehículos en el ejido urbano, cuyos propietarios no estuvieran registrados en la base de datos de usuarios que pagaron el mencionado cargo. Fue puesto en marcha y demostró sus beneficios dentro del periodo de cuatro años del Jefe de Gobierno (Mayor) electo. |
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Caso de éxito – Cargo de Congestión de Estocolmo: fue políticamente realizable porque se implementó luego de una exhaustiva consulta pública. Su recaudación neta son utilizados para financiar parcialmente otras inversiones de infraestructura Estuvo sujeto a un referendum realizado con posterioridad a su presentación. |
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Intervención ITS |
Objetivo de la política |
Percepción del público |
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Control mediante cámaras: Violación de luz roja Control de velocidad |
Reduce la gravedad de los siniestros de tránsito y salva vidas |
Invasión de la privacidad de las personas Las multas de penalización son vistas como un impuesto encubierto del gobierno local El control de violación de luz roja está siendo fuertemente desafiado en los Estados Unidos |
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Intervención ITS |
Objetivo de la política |
Percepción del público |
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Tecnologías de control adaptativo de velocidad |
Reduce la gravedad de los siniestros de tránsito y salva vidas Reduce los costos asociados con sinietros viales Hace más fluido el flujo de tránsito |
El conductor percibe una pérdida de control individual |
Los beneficios de los ITS son variables y no siempre directamente calculables. Por ejemplo: los sistemas de información en tiempo real en los medios de transporte público a menudo son implementados simultáneamente con medidas de prioridad a los autobuses, que hacen al servicio más ágil y confiable, y a menudo en vehículos nuevos o reacondicionados:
Los beneficios de los ITS pueden evaluarse de tres formas:
Prevenir o reducir la gravedad de un siniestro vial ahorra costos al servicio de atención de emergencias, costos hospitalarios y médicos y las pérdidas a la economía como consecuencia de la pérdida de productividad. A menudo estos beneficios están combinados y cuantificados en el caso de siniestros viales que ocasionen muertos y heridos graves y en la medida de lo posible necesitan ser cuantificados para un país, una localidad o autopista que esté siendo considerada paqra la implemenatción de un ITS.
Agilizando el tránsito en un área urbana a través del control inteligente automatizado de los semáforos o dando fluidez al tránsito en una autopista a fin de eliminar la condición "detención-avance", producirá ahorro en los tiempos de viaje.
Los ITS pueden producir beneficios económicos directos de varias formas, por ejemplo: reduciendo la inversión inicial de capital en infraestructura vial o compensando los costos operativos a fin de obtener ahorros mediante la recaudación. A menudo estos con denominados como beneficios "económicos reales" en oposición a los beneficios socio-económicos:
La medición de la satisfacción del usuario puede lograrse preguntando si el producto o servicio ITS tiene el suficiente valor o beneficio para el usuario de forma de compensar el costo o inversión en el producto. A menudo esto se logra a través de encuestas.
Se espera que los ITS aborden las necesidades no sólo de los viajeros sino también de los operadores, proveedores y gestionadores de de transporte. En la mayoría de los casos no será posible cuantificar el beneficio. En aquellos casos en que los resultados han sido cuantificados, como se muestra en la siguiente tabla, pueden resultar un elemento de gran utilidad para apoyar el modelo de negocios.
Ejemplos de beneficios de los ITS
Hay muchos ejemplos de casos en que los beneficios de los ITS han sido medidos. Es de utilidad considerar los beneficios tanto agregados como desagregados, esto es: considerar el efecto que la inversión tendrá en general pero también considerar donde recaerán los beneficios. Algunos de ellos lo harán en áreas de objetivos específicos, como la seguridad vial. Otras lo serán para grupos específicos de usuarios, tales como la creciente población móvil de ancianos y discapacitados.
Como parte de su alcance IBEC organiza sesiones, seminarios, y talleres en foros y Congresos de ITS Mundiales, Europeos, de Asia/Pacífico y Panamericanos. IBEC patrocina sesiones en relación con este tema en el Congreso Mundial de ITS que se realiza anualmente.
IBEC también desarrolla seminarios internos y ofrece entrenamiento en sus instalaciones a organizaciones que incluyen al Banco Mundial y la Asociación Mundial de Carreteras (PIARC) y ofrece material de capacitación en idioma inglés y español.
La membresía del IBEC es abierta con el objeto de reunir y atender las necesidades no sólo de los profesionales de ITS, sino también de los planificadores de transporte, investigadores, fabricantes y proveedores de sistemas ITS, tomadores de decisiones en organizaciones de clientes del sector público y privado así como el público usuario del transporte. Esta última es una muy importante audiencia cuyas necesidades de información ITS no siempre son atendidas.
Sus miembros tienen acceso a una biblioteca en un sitio web y servicios de información en http://ertico.com/projects/ibec/
Los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) son un producto de la revolución de las tecnologías de la informática y las comunicaciones en la era digital. Actualmente, ITS asiste a la operación de las redes de transporte integradas entre caminos, líneas ferroviarias, vías marítimas, puertos y aeropuertos. ITS también ayuda al control de los vehículos que circulan por esas redes y a la planificación eficiente de las operaciones del transporte que usan esos vehículos (incluyendo la planificación particular de viajes y la logística de flotas de vehículos).
Los Sistemas inteligentes de Transporte incluyen un amplio rango de funciones de ayuda al usuario, que van desde una simple información de alerta desde un teléfono móvil hasta sistemas sofisticados de control de tránsito. Para lograr sus funciones, ITS utiliza un amplio rango de tecnologías disponibles, a saber:
En el núcleo de cualquier Sistema Inteligente de Transporte están los conceptos gemelos de tecnologías de control y de información. Las tecnologías de control soportan muchas aplicaciones ITS y pueden ser divididas en dos grandes categorías:
Por el lado de la información, las tecnologías son necesarias para adquirir, procesar y fusionar datos, darle sentido a esos datos y difundir la información a los usuarios – incluyendo al público que está viajando. La información recolectada y procesada puede también ser usada para implementar medidas de gestión y control destinadas a la mejora de la performance de la red. Las tecnologías ITS disponibles también recolectan datos del tránsito y del medioambiente en tiempo real desde el campo y transfieren los datos recolectados a una localización central donde los datos son procesados, fusionados, analizados y utilizados para ayudar en la toma de decisiones.
Al igual que las tecnologías de control, las tecnologías de detección se dividen en dos grupos:
El requisito fundamental de los Sistemas Inteligentes de Transporte son los datos y la información acerca de la red de transporte (rutas y autopistas). Los datos deben ser confiables, actuales, legibles, accesibles y los suficientemente exhaustivos para propósitos de planificación y operación. Ésto es la “info-estructura” de la cual dependen muchas aplicaciones ITS. Los datos básicos están usualmente georreferenciados y mantenidos en formato digital tal como una base de datos de enlaces entre caminos que conectan sitios conocidos o nodos sobre la red - cada uno con una única referencia. (Ver Procedimientos de Planificación)
Como mínimo, la información de la red consistirá en un “nomenclador" (o índice) que mantiene los códigos y breves descripciones de los enlaces viales, nodos y otras sitios, tales como:
Un nomenclador de la red puede proveer una base para la base de datos de navegación si es lo suficientemente detallado. (Ver Navegación y Posicionamiento)
El tipo de inventario requerido para el equipamiento y activos ITS implementados a lo largo de una red será determinado, en gran medida, por los requerimientos operacionales locales y por las aplicaciones ITS a ser mantenidas y soportadas. La información acerca del equipamiento ITS y su localización requerirá alguna forma de sistema de gestión de datos y un método apropiado de localización georrefrencial para asistir a la representación espacial de la información. Los Sistemas de Gestión del Mantenimiento (MMS) y los Sistemas de Gestión de las Comunicaciones (CMS) son bases de datos relacionales que pueden ser utilizadas para mantener un inventario de equipamiento ITS y la infraestructura asociada de comunicaciones. Algunas veces, se incluyen un sistema de monitoreo de la performance y/o un sistema de detección de fallas. Éstos monitorean aspectos críticos de la performance de equipamientos o de sistemas y emiten alertas al contratista de mantenimiento cuando se detectan fallas. Estos equipamientos de supervisión pueden del tipo de Unidades Remotas de Monitoreo (OMUs) o de Sistemas de Monitoreo de Performance (PMS).
Partiendo de la base de la descripción de la red y utilizando cualquier sistema de localización referencial, una multiplicidad de datos contribuirá a la base de inteligencia para las Operaciones de la Red Vial. Ellos incluyen, para cada enlace vial:
La base de inteligencia vial necesita ser mantenida en tiempo real y actualizada, teniendo en cuenta cualquier modificación insignificante a la red vial, la cual puede ser:
Donde las operaciones viales sean bien desarrolladas, una exhaustiva base de datos servirá para prever el impacto sobre la capacidad de la red ante futuros eventos. Ésto requerirá consultas con los grupos clave de interés tales como las autoridades locales y los servicios de emergencias. (Ver Planificación e Informes)
Otras capas de información de la red vial serán generadas por los sistemas de monitoreo del tránsito. Los datos provenientes del monitoreo del tránsito tienen tres funciones principales en las operaciones de la red vial:
Estas funciones básicas serán desempeñadas por la información disponible desde una variedad de fuentes y será necesario un enfoque sistemático del monitoreo del tránsito. Un enfoque planificado y ordenado es esencial, especialmente si los datos serán utilizados para:
Los sistemas automáticos de monitoreo del tránsito proveerán datos en tiempo real de volúmenes y velocidades vehiculares, tiempos de viaje punto a punto y, en algunos casos, clasificación de vehículos. Estos datos necesitan tener una referencia temporal y ser almacenados con una alusión al(los) enlace(s) con los cuales están relacionados, en conjunto con el registro de la fuente de datos. (See Tránsito & Monitoreo de Estado)
Los modelos computarizados de la red vial son utilizados para diagnosticar futuras condiciones del tránsito y predecir tiempos de viaje. La modelización hace uso de datos de las características de los enlaces, capcidades de las intersecciones y si los datos de tránsito y relativos a incidentes están disponibles – los cuales pueden ser dinámicos en tiempo real o históricos. Las estimaciones del modelo pueden ser comparadas con los resultados del monitoreo del tránsito para asistir a su calibración y validación. Un modelo de red puede también ser usado para diagnosticar los efectos de una dada estrategia de gestión del tránsito e identificar los beneficios potenciales de esa estrategia comparada con el escenario de "no hacer nada" o con un plan de respuesta alternativo. La modelización puede también realizar evaluaciones de riesgos o puebas de sensibilidad alrededor de difrenetes planes de respuesta.
La modelización de la red es capaz de entregar una gestión estratégica del tránsito más eficiente mediante la validación de la toma de decisiones y mediante la provisión de mejor información para objetivos de planificación de la gestión de la red vial. También puede ayudar a proveer mejor información de viaje a los usuarios del camino, tales como más precisos tiempos de viaje y diagnósticos de las condiciones del tránsito. (See Modelos de Tránsito)
Diferentes métodos son utilizados para proveer información de la localización dependiente de la tecnología que esté disponible y la precisión requerida. Muchos países han establecido un sistema nacional de referencia en red el cual necesita ser interpretado para dar las coordenadas de latitud y longitud globales. Ejemplos de localización referencial incluyen el posicionamiento global y el Canal de Mensajes de Tránsito del Sistema Radial de Datos (RDS-TMC).
Posicionamiento Global (Latitud/Longitud)
Los Sistemas de Posicionamiento Global (GPS) proveen un medio para la determinación de la localización de un objeto, en términos de latitud y longitud, basados en señales recibidas desde múltiples Sistemas Automáticos de Navegación Satelital (GNSS) – por ejemplo, los satélites GPS a los sitios de los receptores GPS. Además de la localización, el GPS puede ser utilizado para seguir vehículos y puede proveer una gestión económica de flotas y un monitoreo del itinerario de un vehículo a lo largo de su ruta.
Canal de Mensajes de Tránsito del Sistema Radial de Datos (RDS-TMC)
Algunos países – mayoritariamente en Europa – han invertido en la localización referencial vía radio digital, conocido como el Canal de Mensajes de Tránsito (Traffic Message Channel - TMC). Usando la tecnología del RDS-TMC sólo 16 bits datos (la unidad más pequeña de datos en computación) son asignados a una codificación de localización. Ésto significa que las tablas de código de localización RDS-TMC están solamente disponibles para referenciar uniones significativas de autopistas (nodos) y longitudes viales. (enlaces). (Ver http://en.wikipedia.org/wiki/Traffic_message_channel)
Los sistemas ITS típicamente usan múltiples servidores para las diferentes aplicaciones, estaciones de trabajo y pantallas de video en centros de control de tránsito. El hardware juega un rol principal en cualquier sistema ITS. Es responsable por:
En cuanto al hardware, algunas aplicaciones ITS (tales como los sistemas de gestión de incidentes y de autopistas) típicamente incluyen pantallas gráficas en el centro de control para proveer una descripción visual de las operaciones de los sistemas de transporte, capturadas por las videocámaras en el campo.
Los gráficos pueden verse en los monitores de la estaciones de trabajo de la sala de control o en grandes pantallas en la forma de un video wall. Estas pantallas proveen una ventana principal ( o vista) del sistema de gestión de tránsito – y están usualmente basadas en una representación gráfica o mapa de la red de autopistas. Ellas muestran los activos disponibles para el monitoreo de la red y el control del tránsito, tales como las señales y los VMS´s, y la localización de los Teléfonos Viales de Emergencia (ERTs o Postes SOS) y las videocámaras CCTV.
Software and relational databases are required for ITS technologies to store, manage and archive network data. These are brought together as Archived Data Management Systems (ADMS) or what is sometimes called ITS Data Warehouses. ADMS offers an opportunity to take full advantage of the travel-related data collected by ITS devices in improving transport operations, planning and decision-making at minimal additional cost.
The technologies supporting ADMS are designed to archive, fuse, organise and analyse ITS data and can support a wide range of very useful applications such as:
The figure below shows an example of the system architecture designed for a simple ITS Data Warehouse being developed for the Buffalo-Niagara region in New York State USA. At the core of the system is a relational data base (such as Oracle or MySQL) which receives data from a wide range of sources including real-time traffic data (volumes, occupancies and speed), incident information, travel time and delay information, weather data, construction and work-zone information, and transit data (such as automatic vehicle location data). The relational database organises and fuses the data and information together – linking the different data streams through common identifiers – allowing a wide range of applications to be developed and deployed.
System architecture designed for a simple ITS Data Warehouse (Buffalo-Niagara Region New York State USA)
Among the data stored in ADMS are transport system inventory data, which can be used to facilitate the construction of detailed network models and traffic simulation models. Every link and associated junction in the network will need to be classified according to its strategic importance and capacity. Many ADMS are provided with functionalities that can convert the stored data into the required format for running different traffic simulation and analysis software.
A key benefit of having an ADMS is the ability to quantify network conditions in terms of travel times, speeds and traffic volumes. These measures, based on real-time traffic data, can be used to provide dynamic status information of prevailing network conditions and the “level of service” offered to road-users. Historical data of this kind, including information for incident detection and management and for traffic modelling, can also provide the basis for traffic forecasting and predictive information.
Tree-building algorithms:
Almost all ADMS now include a web-based graphical interface to support users’ queries. The interface is commonly based on Geographic Information Systems (GIS) technology. GIS comprise a set of computer software, hardware, data, and personnel – that store, manipulate, analyse, and present geographically referenced (or spatial) data. GIS can link spatial information on maps (such as roadway alignment) with attribute or tabular data. For example, a GIS-digital map of a road network would be linked to an attribute table that stores information about each road section on the network. This information could include items such as the section ID number, length of section, number of lanes, condition of the pavement surface, or average daily traffic volume. By accessing a specific road segment, a complete array of relevant attribute data becomes available.
The Graphical User Interface (GUI) shown in the ADMS architecture diagram above shows that the data archived in the ADMS can be accessed by different stakeholders over the Internet. Custom applications and reporting functions may be designed including performance measurement, predictive traveller information, traffic simulation model development support, and many other applications.
One of the primary functions of a road or highway network is to allow the safe passage of people and goods from their origin to their destination. Traditional sources of information (printed road maps, direction signs, route listings and journey plans) all have their place but satellite navigation systems are now used widely. Generically these are known as Global Navigation and Satellite Systems (GNSS). Specifically, they include the Global Positioning System (GPS) developed by USA, GLONASS, the Russian global satellite navigation system and GALILEO, the civilian global satellite navigation system being developed by the European Union from its precursor, the European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) (See Video).
The USA’s GPS consists of 24 satellites that are deployed and maintained by the US Department of Defence (USDoD). Originally, the system was used solely for military purposes, but since 1983 the USA has made GPS available for civilian purposes. For location determination (longitude, latitude, and elevation), a GPS receiver needs to receive signals from at least four satellites (signals from the fourth satellite are needed to correct for errors and improve accuracy).
A GPS on-board a vehicle – or a smart-phone with a GPS – can determine the location of the vehicle. The location can then be communicated via wireless communication to a central location (such as a traffic operations centre) for processing and data fusion. Besides pinpointing the location of a vehicle and communicating that location to a traffic operations centre, GPS receivers are at the core of all navigation-aid devices developed by companies such as Garmin, TomTom, and Magellan. For navigation and turn-by-turn directions, accurate digital maps are needed, in addition to the GPS receiver.
For its operation, the USA’s GPS relies on signals transmitted from the 24 satellites orbiting the earth at an altitude of 20,200 km. GPS receivers determine the location of a specific point by determining the time it takes for electromagnetic signals to travel from the satellites to the GPS receiver. A limitation of GPS is that it cannot transmit underground or underwater and signals can be significantly degraded or unavailable in urban canyons, in road tunnels and during solar storms. This is why there is continuing interest in terrestrial based radio-positioning systems using technologies such as mobile phones, Bluetooth and Wi-Fi.
GALILEO is the first complete civil positioning system to be developed under civilian control, in contrast to the USA’s GPS and the Russian Glonass systems. GALILEO has been designed with commercial and safety-critical applications in mind, such as self-guided automated cars. The first satellite was launched on 21 October 2011 and the system is scheduled to be fully operational before 2020. When fully deployed GALILEO will consist of 30 satellites (27 operational plus 3 back-up), circling the earth at an orbit altitude of 23,222 km. GALILEO will be fully interoperable with GPS and GLONASS and is expected to achieve very high levels of service reliability and real-time positioning accuracy not previously achieved.
![Figure 3: The European Galileo satellite constellation [European Space Agency]](/sites/rno/files/public/wysiwyg/import/intelligent-transport-systems/1439558854html_html_m763d5216.jpg "Figure 3: The European Galileo satellite constellation [European Space Agency]")
Figure 3: The European Galileo satellite constellation [European Space Agency]
Digital maps are a pre-requisite for satellite navigation and many other ITS applications, such as automated driving and traveller information systems. Many technologies are currently available for creating and updating digital maps. For example, digital maps can be created by collecting raw network data, digitising paper maps, from aerial photographs and other sources. An initiative called OpenStreetMap (http://www.openstreetmap.org) intends to develop digital mapping for the whole world. The maps are developed from GPS traces collected by ordinary people and uploaded to the website. Aerial imagery and low-tech field maps are often used to verify that the resulting maps are accurate and up to date.
A navigation database is a commercially developed database used in satellite navigation systems. It is often based on a Network Gazetteer (See Infoestructura Básica) and will contain all the elements needed to construct a travel plan or a route from a specific origin to a specific destination. Additional criteria may be added such as the route passes through a specific point, that it avoids tolls, that it is the fastest or shortest available, or that it minimises fuel consumption or emissions.
A navigation database is multi-layered and requires more than the basic coordinates for the road network links and nodes, although that is an important starting point.
Additional features necessary for navigation include:
Navigation databases also contain information on points of interest and landmarks, such as public transport facilities, major office buildings by name, hotels, restaurants and tourist attractions, post offices, government buildings, military bases, hospitals, schools, petrol stations, convenience stores, shopping centres and malls, toll-booths – and in some countries, the location of speed cameras.
Crowd-sourcing and social networking has enabled the creation of navigation databases that are adapted to the needs of specific groups of road-users, such as truck drivers and cyclists. There are also important developments taking place in pedestrian navigation.
Infromation on pedestrian navigation: Financiación and http://www.navipedia.net/index.php/Pedestrian_Navigation
Location-based services are computer applications that use location data to control features or the information displayed to the user. They have several applications in health, entertainment, mobile commerce, and transport. In road transport, for instance, location-based services can be used to provide point of interest information (using data held in a navigation database – such as the closest fuel station or restaurant. Location-based services can also be used to display congestion or weather information according to the location of the user (See Servicios Basados en la Localización).
In co-operative systems, vehicles share data with each other and with the road infrastructure using vehicle to vehicle (V2V) and vehicle to infrastructure (V2I) communications. Vehicles that are connected in this way can make use of real-time information on moving objects (such as other vehicles nearby), and on stationary objects that might be transitory (traffic cones, parked vehicles and warning signs). This highly detailed, constantly changing information is held in a data store known as a Local Dynamic Map (LDM). The LDM supports various ITS applications by maintaining information on objects that influence, or are part of, the traffic. Data can be received from a range of different sources such as vehicles, infrastructure units, traffic centres and on-board sensors. The LDM offers mechanisms to grant safe and secure access to this data by means of V2V and V2I communications.
The data structure for the LDM is made of four layers:
Location referencing and object positioning for the upper layers of the LDM is complex and requires adequate location referencing methods. Since not all ITS applications need location referenced information, the use of this data is not mandatory.
These technologies allow the location of vehicles to be ascertained in real-time as they travel across the network. AVL has many useful applications for vehicle fleet management, such as improving emergency management services by helping to locate and dispatch emergency vehicles. AVL can be used for probe vehicle detection and on buses to locate vehicles in real-time and determine their expected arrival time at bus stops.
A number of technologies are available for AVL systems including dead reckoning, ground-based radio, signpost and odometer, and Global Positioning Systems. GPS is currently the most commonly used technology.
Another system for tracking and locating vehicles uses fixed point transponders which can read and communicate with other equipment – for example, toll tags on-board vehicles. These systems can determine when a vehicle passes by a certain point, and provide useful information on travel times and speeds.
A third method for locating vehicles is through mobile phone triangulation. The location of a mobile phone user is identified by measuring the distance to several cell phone towers within whose range the user is located. Using this technology, the location of the vehicle can be identified within an accuracy of about 120 meters. In rural areas, where few cell towers are located, the tower can measure the angle of transmission, which – along with the distance – can be used to locate the phone user even though the user might only be within the range of single cell phone tower. The estimated location in this case is not very accurate (within about 1.6 km).
Un prerrequisito para las Operaciones de una Red Vial es la recolección de datos precisos que definan el estado de la red vial, las condiciones del tránsito que imperan y la información acerca de las condiciones de la ruta y del medioambiente inminentes. (Ver Procedimientos de Planificación) Los datos del tránsito y de las concidiones medioambientales, incidentes y otras alertas del estado de las autopistas y rutas son usados para proveer inteligencia para las tareas de operaciones de la red, para el control del tránsito y para los sistemas de información. Este proceso de recolección de datos es llamado monitoreo de la red y puede ser emprendido usando uno de los varios medios siguientes o una combinación de ellos:
La amplitud y la confiabilidad del monitoreo afecta directamente la cantidad de información disponible para las actividades del plan de operaciones y, a su vez, al grado de gestión y control que es posible. También determina la calidad de información que es disponible para viajeros y usuarios del camino. (Ver Monitoreo de la Red)
Un número de pasos están involucrados en la organización del procesamiento de datos y la provisión de información. Ellos conforman, en conjunto, una cadena de provisión de información.
El primer paso es adquirir datos del estado de la red vial y del tránsito usándolos, así como también de otros medios de transporte que se conectan con aquéllos. Estos datos pueden provenir desde una amplia variedad de fuentes incluyendo a los vehículos sonda y los sensores viales tales como los lazos inductivos y los sensores de microondas, Circuito Cerrado de Televisión (CCTV), videocámaras web, procesamiento de imágenes de video, antenas de peaje de equipamientos de abordo vehicular. Se pueden aumentar con otra información recolectada desde las redes sociales o desde fuentes periodísticas. Las técnicas de minería de datos se aplican a datos históricos para ganar una visión adicional en las operaciones de tránsito y para proveer información predictiva de las condiciones de la red. (Ver Tránsito & Monitoreo de Estado)
Una vez que los datos son recolectados, el siguiente paso es procesarlos de manera que la información sea útil y de buen rendimiento. Ésto cubre un número de funciones básicas:
El tercer paso se relaciona con el análisis de datos. Ésto requiere una apreciación de la relevancia contextual, el procesamiento del contenido para producir información acorde a las necesidades y preferencias del usuario - incluyendo el formateo de los datos para servicio. Los datos necesitan cubrir el área geográfica de interés y ser chequeados oportunamente. Los temas claves son:
Para proveer información predictiva, se utilizan varios análisis de series temporales, minería de datos, modelización matemática y métodos de inteligencia artificial (AI) (Ver Análisis y Agrupación de Datos).
Varios métodos son utilizados para difundir los datos que han sido recolectados, procesados y analizados. Una variedad de medios de transmisión están disponibles. Por ejemplo, alertas de incidentes e información al viajero son provistas a través de muchos medios de difusión, incluyendo servicios de suscripción de datos, emisión de noticias al vaijero, radio de asesoramiento de la autopista (HAR), carteles de mensajes variables (VMS), páginas de internet y redes sociales tales como Facebook y Twitter. La protección y la integridad de la transmisión necesita ser chequeada y mantenida en todo momento. (Ver Servicios al Viajero )
La información necesita ser presentada apropiadamente en respuesta a las necesidades de los usuarios y el contexto de su uso. Un buen diseño de la interface del usuario es esencial. En centros de control de tránsito, los datos deben ser mostrados a través de imágenes captadas por videocámaras de CCTV, instaladas a lo largo del camino, sobre un video-wall o sobre pantallas de las estaciones de trabajo de los operadores. Otros grupos de interés y el público que viaja utilizará un rango de dispositivos para acceder a la información – tales como computadoras de escritorio, laptops y tablets, dispositivos móviles y teléfonos inteligentes, pantallas embarcadas en los vehículos, puntos y kioskos de información pública. (Ver Control del Tránsito)
Algunos problemas podrían surgir relacionados con la propiedad de los datos y propiedad intelectual con respecto al uso de los datos del sector público versus los datos propietarios o comerciales, marca de la información, valor de la captura, ingresos y pagos. (Ver Marco Legal y Normativo)
Un efectivo (a menudo vasto) sistema de monitoreo y supervisión del tránsito es un prerrequisito para cualquier sistema de control inteligente de tránsito para realizar un seguimiento de las condiciones imperantes a lo largo de la red. Un amplio rango de diferentes sensores se instalan dentro, sobre y/o fuera de la red para el objetivo de obtener la necesaria cobertura geográfica y de tiempos críticos. Ellos incluyen a los lazos industivos, a dispositivos no intrusivos de tránsito, a videocámaras y al procesamiento de impagenes de video. Cada tecnología tiene su propias ventajas y desventajas - de modo que la elección de un tipo de sensor de cualquier aplicación ITS application dependerá de donde funciona mejor ante las condiciones imperantes del entorno y su costo.
Los detectores de tránsito ( o los detectores de presencia vehicular) son usados en muchas aplicaciones ITS para: monitoreo de la red, control de tránsito, medición de velocidad y detección automática de incidentes. Muchos tipos diferentes de tecnologías de detección están disponibles. Las siguientes son típicas tecnologías que han sido desarrolladas para medir datos de tránsito en zonas y localizaciones específicas. (Ver Detección vehicular)
Los detectores de lazos inductivos son, actualmente, los dispositivos más ampliamente usados para detección vehicular, aunque la detección por radar de microondas es también común. Su principal uso es en intersecciones en conjunto con los sistemas avanzados de control de señales semafóricas y en autopistas para objetivos de monitoreo del tránsito y detección de incidentes. Los ILD´s toman, típicamente, la forma de una o más espiras de alambre aislado empotrados en el pavimento. El lazo o espira es conectado, a través de un cable conductor, a una unidad detectora la cual detecta los cambios en la inductancia de la espira (cambios en el campo magnético del sensor) cuando un vehículo pasa por encima de él. Los ILD´s pueden ser utilizados para detectar la presencia de un vehículo o su paso. Ellos pueden también ser usados para medir velocidad ( por medio de dos lazos separados por una corta distancia) y para clasificar tipos de vehículos. El principal problema con el uso de los ILD´s, sin embargo, es su confiabilidad. Porque los ILD´s están sujetos a las solicitaciones del tránsito, ellos tienden a fallar frecuentemente. Por otra parte, su instalación y mantenimiento requieren el cierre del carril y modificaciones en el pavimento.
Inductive Loop Detectors
Los detectores tipo Radar de Microondas son ejemplos de dispositivos de detección no intrusiva, los cuales, para su instalación y mantenimiento, NO requieren cerrar los carriles o modificar el pavimento. Contrariamente a las espiras inductivas, los dispositivos de detección no intrusiva no están empotrados en el pavimento. En lugar de ello, ellos se montan típicamente en una estructura elevada o a un lado del camino, de manera tal como se muestra el sistema de detección por radar en la fotografía siguiente. Dependiendo de tipo de onda electromagnética usada, los detectores del tipo radar de microondas pueden medir tanto la presencia como la velocidad de vehículos. Ellos también son ampliamente utilizados para detectar peatones en espera en los cruces peatonales.
Una de la mejores ventajas de los sensores de microondas es su capacidad para funcionar bajo todo tipo de condición climatológica. Las excepciones pueden ser un clima extremo tal como las tormentas de arena. Dado que estos sensores están instalados sobre la superficie del pavimento, ellos no están sujetos, usualmente, a los efectos del hielo o actividades de rotura del pavimento. La experiencia muestra que los sensores de microondas funcionan adecuadamente bajo lluvia, niebla, nieve y condiciones ventosas. Su principal problema es la oclusión provocada por vehículos altos a los vehículos adyacentes - reduciendo su precisión cuando están instalados al costado de la ruta.
Non-intrusive Traffic Detector (Image courtesy of the IBI Group)
Los sensores Infrarrojos (IR) son también dispositivos de detección no intrusiva. Hay dos tipos: detectores pasivos y activos.
Los detectores IR pasivos no transmiten energía - en cambio, detectan la energía que es emitida o reflejada desde los vehículos, superficies viales y otros objetos. Los detectores infrarrojos pasivos pueden medir velocidad, largo del vehículo, conteo y ocupación pero su exactitud es afectada por condiciones climatológicas adversas.
Los detectores IR activos emiten un haz de energía infrarroja el cual es reflejado desde un receptor IR. Funcionan en forma similar a los detectores tipo radar de microondas – por medio de la dirección de un haz estrecho de energía hacia una superficie vial. El haz es entonces reflejado a los sensores y los vehículos son detectados a través de cambios en el tiempo de viaje de la transmisión del haz infrarrojo. Los detectores infrarojos activos proveen la información del pasaje, velocidad, presencia y clasificación vehiculares. Trabajan bien en ambientes controlados tales como túneles – y pueden ser usados para objetivos de seguridad vial para detectar vehículos con sobrecalentamiento o fuego. Su exactitud es afectada por las condiciones climáticas tales como la niebla y las precipitaciones.
Los detectores vehiculares ultrasónicos funcionan en forma similar a los detectores de microondas por medio de la transmisión activa de ondas de presión, a frecuencias superiores al rango audible humano. Estos detectores pueden medir volumen, ocupación, velocidad, y clasificación. Los sensores ultrasónicos son sensibles a las condiciones ambientales y requieren de un alto nivel de experiencia para su mantenimiento.
El tránsito vehicular produce energía acústica o sonido audible desde una variedad de fuentes dentro del vehículo y desde la interacción entre los neumáticos vehiculares y la superficie vial. Usando un sistema de micrófonos, se diseñan detectores acústicos para captar estos sonidos desde un a´rea específica dentro de una carril de una ruta. Cuando un vehículo pasa a través de la zona de detección, un algoritmo procesador de señales detecta un incremento en la energía del sonido y se genera una señal de presencia vehicular. Cuando el vehículo abandona la zona de detección, la energía acústica disminuye por debajo del límite de detección y la señal de presencia vehicular desaparece. Los sensores acústicos pueden ser utilizados para medir velocidad, volumen, ocupación y presencia en la calzada. La ventaja de los sensores acústicos es que ellos pueden funcionar bajo cualquier condición de iluminación y durante climas adversos.
Al igual que los detectores de lazo inductivo (ILD), los magnetómetros proveen detección puntual, pero difieren de los ILD en que miden cambios en el campo magnético terrestre que resultan de la presencia vehicular. Ellos pueden proveer información del volumen del tránsito, ocupación del carril, velocidad y longitud vehicular. En general, hay dos tipos de magnetómetros:
Las microespiras, (como las espiras inductivas), requieren el cierre del carril y la modificación del pavimento con las consiguientes demoras al tránsito. En los años recientes, el uso de magnetómetros inalámbricos ha recibido un interés creciente debido a los avances en la tecnología de las baterías, la cual le permite a una unidad operar inalámbricamente durante un período de 10 años antes de necesitar ser reemplazada.
Traffic Detector Video Training Course - Part 1 - Detector Theory
Traffic Detector Video Training Course - Part 2 - Detector Design
Traffic Detector Video Training Course - Part 3 - Detector Installation
Traffic Detector Video Training Course - Part 4 - Detector Maintenance
La identificación automática vehicular (AVI) puede ser usada para identificar vehículos que circulan a través de una zona de detección. Típicamente, un transponder (o tag) montado dentro de un vehículo puede ser leído por un lector cuando el vehículo pasa. Esta información pueden entonces ser transmitida a una computadora central. Actualmente, la aplicación más común en el transporte terrestre de tecnologías AVI está en combinación con los sistemas automáticos de pago de peaje (Automatic Toll Collection systems), (tales como el EZPass). Con estos sistemas, el valor del peaje es deducido automáticamente de la cuenta del conductor cada vez que él pasa por una estación de peaje.
Un importante método de AVI, con un uso combinado, es el sistema llamado ANPR (también conocido como Reconocimiento automático de la placa de licencia Automotor - ALPR), el cual usa tecnologías de reconocimiento óptico de los caracteres para identificar y reconocer las placas registradas de los vehículos. El sistema típicamente consiste en una videocámara, especialmente adaptada, enlazada a un software de reconocimiento de caracteres. Cuando un vehículo pasa por una videocámara ANPR/ALPR, su número de registro es leído y puede ser chequeado contra una base de datos de los registros de los vehículos. En general, hay dos tipos de sistemas ANPR/ALPR:
Con los avances recientes en hardware y software informático, el procesamiento en el campo en tiempo real se va vuelto más factible ( usualmente toma menos de 250 milisegundos). Ésto evita el costo asociado con la necesidad de un gran ancho de banda para transferir imágenes un servidor remoto.
Los sensores de pesaje en movimiento están diseñados para medir y registrar los pesos por eje y pesos totales de los camiones mientras los vehículos están en movimiento (circulando – no detenidos). Los sistemas WIM son atractivos porque evitan la necesidad de detener y pesar cada vehículo. Ellos no eliminan la necesidad de tener estaciones de pesaje (con puente basculante) para la medición exacta del peso de los camiones, pero el WIM actúa como un filtro (una preselección) y sólo los vehículos que registran un exceso en la carga axial necesitan ser detenidos y revisados. El componente clave de cualquier sistema WIM es el sensor de fuerzas – por ejemplo, los cristales de cuarzo producen cargas eléctricas cuando una fuerza es aplicada a lo largo del eje vertical (el peso del vehículo). Los sistemas WIM tienen varias aplicaciones en ITS, especialmente tanto como siendo una parte de un sistema electrónico de preselección para vehículos comerciales como para aplicaciones de fiscalización. (Ver Aplicación de la Ley y Ver Video)
La detección de velocidad es una parte integral de los sistemas de fiscalización de velocidad mediante videocámaras, utilizados para detectar infracciones a la velocidad admisible fijadas por las reglas de tránsito, especialmente en puntos con alta probabilidad de accidentes. (Ver Gestión de la Velocidad) La reglamentación de la velocidad es importante en zonas con personal trabajando que tienen un riesgo elevado de accidentes. Es también una característica de los esquemas de gestión activa del tránsito en autopistas. Algunos sistemas de fiscalización de la velocidad enlazan automáticamente las videocámaras de velocidad al reconocimiento del número de placa patente automotor para emitir avisos de infracciones. (Ver Gestión del Tránsito y Estrategias de Gestión del Tránsito) La detección de velocidad puede ser también usada como una medidad de seguridad vial en intersecciones señalizadas de arterias viales rápidas, usando microprocesadores para extender el tiempo de verde de las señales de tránsito cuando un vehículo se aproxima a velocidad.
Para medir velocidades, el dispositivo más común es un sensor o radar el cual usa el principio del efecto Doppler. Específicamente, el dispositivo mide la diferencia en las frecuencias emitida y reflejada de la ona del radar, la cual es proporcional a la velocidad del objeto en movimiento. Otros tipos de sensores vehiculares pueden ser adaptados por pares para medir velocidades, tales como los sensores ultrasónicos y los magnetómetros.
El monitoreo del tiempo de viaje está relacionado con el monitoreo de la velocidad. Los tiempos de viaje vehiculares son una fuente significativa de información para el monitoreo de la performance de la red vial y para el aviso a los usuarios del camino acerca de las demoras en los tiempos de viaje en tiempo real. Ellos representan una medida del nivel de servicio ofrecido. Algunas autoridades viales muestran los tiempos de viaje punto a punto sn carteles de mensajes variables VMS sobre la ruta como una forma de información en tiempo real. Los datos de tiempos de viaje (históricos y en tiempo real) representan también un recurso útil que ayuda a la planificación y logística del viaje. (Ver Monitoreo de Tiempos de Viaje)
Varios métodos están disponibles para seguir vehículos en forma anónima sobre la red vial para permitir a los operadores de la red dterminar los tiempos promedio de viaje, la demana punto a puento y las condiciones del flujo vehicular. Por ejemplo, los sistemas de Recolección Automátoca de Pago de Peaje (ATC) pueden ser utilizados para determinar el tiempo promedio de viaje en una autopista entre las estaciones de peaje o con lectores especialmente instalados en la ruta. Los vehículos equipados con tag infrarrojos son usados como sondas para monitorear las condiciones del flujo vehicular, las cuales son detectadas mediante los lectores tipo transponders, instalados a lo largo de las rutas. El agregado de datos de las velocidades y de los tiempos de viaje promedio puede ser compilado y, de esta manera, ayudar a la gestión del tránsito y sus incidentes. Para proteger la privacidad de los viajeros, estos sistemas no toman los datos de los identificadores tipo tag para peajes y solamente mantienen registros de los viajes hechos por vehículos anónimos.
Un número de otras técnicas son usadas para proveer un continuo, no invasivo, seguimiento punto a punto de vehículos individuales para determinar tiempos de vaije y calcular velocidades promedio. Se incluyen las videocámaras de reconocimiento automático del número de placa patente automotor (videcámaras ANPR) para identificar las plcas de licencia vehiculares. Un nuevo desarrollo es el monitoreo punto a punto de las firmas Bluetooth emitidas por el equipamiento presente en el vehículo. Los sensores Bluetooth han sido utilizados exitosamente para el monitoreo de la velocidad promedio como una alternativa económica al sistema ANPR. Algunas autoridades viales usan los datos agregados (en forma anónima) para mostrar en un VMS y proveer a los conductores los tiempos de viaje esperados entre puntos claves del la red vial.
Los sensores medioambientales son usados en el monitoreo de la red vial para detectar condiciones climatológicas adversas tales como hielo o conidiciones de resbaladizas, fuertes vientos o precipitaciones (nieve o lluvia) o la presencia de niebla / bruma. Esta información puede entonces ser usada por los operadores para alertar a los conductores a través de carteles de mensajes variables (VMS). Pueden ser usados también por el personal de mantenimiento para optimizar las operaciones de mantenimiento invernal. (Ver Monitoreo del Clima)
Los sensores medioambientales pueden ser divididos en séis tipos:
Muchos fabricantes proveen sistemas de estaciones meteorológicas completos que son capaces de monitorear una amplio rango de condiciones de superficie y medioambiente. La figura siguiente muestra un ejemplo de estas estaciones meteorológicas.
(Figura 4.7 debe ser insertada aquí – debe ser provista por el autor)
Las estaciones meteorológicas típicamente incluyen los siguientes tipos de sensores y capacidades:
Sensores de condición del camino: Un componente crítico de cualquier sistema de información meteorológica en la red vial (o RWIS) es un conjunto de sensores de condición del camino que midan la temperatura y la humedad de la superficie y detectar la presencia de espesores de hielo y nieve. Los sensores de condición del camino pueden ser empotrados en el pavimento. Pueden ser también no intrusivos, montados al lado o sobre la superficie vial. Los sensores no intrusivos de condición del camino típicamente miden la radiación infrarroja emitida desde la superficie del camino.
Sensores de Visibilidad: Estos sensores están diseñados para medir la visibilidad a lo largo de una sección del camino. Típicamente usan el principio de “dispersión hacia adelante” o difracción de la luz para detectar los cambios en la visibilidad resultante por las condiciones del clima imperante, tales como niebla, humo o neblina. Los sensores necesitan ser cuidadosamente ubicados porque ellos sólopueden proveer medidas puntuales en una localización específica. Por ejemplo, los detectores de niebla necesitan ser situados tan cerca como sea posible de la fuente donde la niebla o bruma se formada en primera instancia.
Mapeo térmico: Dado que las temperaturas pueden variar significativamente a lo largo de un segmento vial, los sensores de mapeo térmico (temperatura) son típicamente un componente crítico de un sistema eficaz de detección de hielo. El mapeo térmico provee a los operadores de información sobre las temperaturas de la superficie vial para informar la toma de decisiones sobre la necesidad de establecer mensajes de alerta en los VMS o desplegar el despeje de nieve, el salado de la ruta o los servicios de enarenado. Ejemplos de sensores de imágenes térmicas incluyen videocámaras de imágenes térmicas y termografía infrarroja.
Sensores de velocidad del viento: éstos representan un componente esencial de una estación de sensado experimental y son instalados y expuestos en lo alto de los puentes y en lugares ventosos de la red vial. Típcamente miden la velocidad y dirección del viento en la superficie y pueden ser usados para proveer alertas a vehículos de los servicios de grúa y vehículos de gran porte. Por razones de seguridad, a veces, es necesario cerrar el camino debido a fuertes vientos.
Los informes móviles pueden ser dividos en dos categorías:
En muchos casos, los informes de incidentes son hechos por ciudadanos y la policía puede proveer una información significativa para el monitoreo de la red vial – y a muy bajo costo comparado con otras tecnologías de supervisión. Los informes móviles no proveen una continua corriente de los datos de condición provista por tras tecnologías de supervisión, pero proveen información eventual a intervalos impredecibles que son muy útiles para los objetivos de la gestión del tránsito. En particular, los informes móviles son muy efectivos para la detección de incidentes.
Un número importante de diferentes métodos de información móvil es usado en las operaciones de la red vial.
Los teléfonos celulares representan una muy efeciza herramienta para la detección de incidentes. Muchas regiones han establecido una línea telefónica directa (hotline) para informar sobre incidentes para alentar a los ciudadanos a que informen los incidentes de tránsito. Ésto tiene una ventaja de bajos costos al inicio.
El uso extendido de los teléfonos celulares puede proveer una útil información del tránsito. Las técnicas de triangulación pueden determinar la posición de un vehículo por medio de señales de medición desde un teléfono celular a bordo del vehículo. Para permitir ésto, el teléfono celular necesita estar comunicado con más de un teléfono celular – preferiblemente tres o más para la exactitud – de modo que la triangulación pueda tomar lugar. Cada teléfono está típicamente identificado por su número de serie electrónico. Este concepto fue primero probado en el área de Washington D.C. a mediados de 1990. Este concepto es diferente que los sistemas AVI basados en GPS, en los cuales la unidad GPS del teléfono determina la localización, la cual es luego comunicada desde el teléfono al sistema central de procesamiento.
Los Teléfonos de Emergencia al costado del Camino (Emergency Roadside Telephones - ERT) o Postes S.O.S. fueron, normalmente, provistos antes que los teléfonos celulares se vuelvan ampliamente disponibles. Los ERTs aún proveen un servicio valioso donde hay un bajo uso de teléfonos celulares particulares o en puntos negros para el uso de los teléfonos celulares (sin señal). Ellos proveen una localización precisa al operador de dónde una persona que llama está ubicada y permite a los automovilistas varados solicitar ayuda. En general, permiten a los viajeros informar sobre incidentes tales como siniestros o animales extraviados en la ruta.
Para usar un Poste de Emergencia, el automovilista sólo necesita levantar el receptor o presionar una llave para requerir los servicios de la policía o de los servicios de emergencia. El que llama es automáticamente conectado con el operador del centro de control.
Los tipos avanzados de ERTs proveen la cancelación del ruido de fondo contra el ruido del tránsito, y una simple pregunta de fácil respuesta basada alrededor de las palabras claves «si» y «no» en caso de sordera profunda o de viajeros extranjeors. El operador tiene una lista formal de preguntas que puede realizar con una secuencia escribiendo las preguntas. Las preguntas aparecen en una pequeña pantalla en el ERT y el usuario responde usando las palabras clave si y no. La opción para elegir diferentes idiomas es una gran ventaja cerca de puertos o cruces fronterizos donde existe una alto porcentaje de visistantes extranjeros. También tienen una función de devolución del llamado que habilita al operador a llamra al automovilista varado, con una baliza y un tono de llamado para atraer su atención.
Típcamente, los teléfonos están ubicados al lado de la autopista y están espaciados a distancias que van desde las 0.25 millas a las 0.50 millas. En carreteras de doble calzada, autopistas y autovías los postes necesitan ser ubicados de a pares a cada lado del camino para evitar que los usuarios sean tentados a cruzar el camino para utilizarlos.
(Figura 4.5 Call Box – Imagen a ser provista por Barry Moore)
Éstos son equipos de oficiales entrenados quienes son responsables de cubrir a segmento dado de la autopista. Las patrullas móviles tienen una parte central que jugar en las operaciones de la red vial, puntenado escombros sobre la carretera, relacionándose con los incidentes y el público en general. Un vehículo del servicio de patrulla de la autopista [Figura 4.6] está típicamente equipado para ser capaz de ayudar a los motoristas varados y, donde sea posible, despejar el sitio del incidente. Las patrullas móviles son capaces no solamente de responder ante incidentes sino en algunos casos para manejar el poceso completo de la gestión del incidente (detección hasta el despeje).
La tecnología, en la forma de comunicaciones móviles seguras y tablets portátiles provee gran ayuda. Las radiocomunicaciones móviles TETRA ofrecen la capacidad de transmisión digital mientras mantienen las ventajas de un sistema privado de radio´comunicación (PMR). En las futuras patrullas de servicio deben existir capacidades de comandos y control para dirigir y gestionar la implementación de recursos viales – y el potencial para establecer VMS y señales sobre la localización, remotamente desde el costado de la carretera.
Figura 4.6 Un Vehiculo Patrulla de Servicio de la Autopista
Una técnica relativamente nueva para recolectar información relacionada con el tránsito basada en informes móviles es el llamado "crowdsourcing" que se podría traducir como "múltiples fuentes de información" – usando las redes sociales tales como Facebook y Twitter. El Crowdsourcing es el proceso de obtener información en la red provista por una multitud de gente. Este método se va vuelto factible en los años recientes debido al significativo desarrollo de las tecnologías de localización y de comunicaciones, que están enlazadas a los teléfonos móviles, los cuales tienen conectividad a Internet. En el transporte terrestre, el concepto crowdsourcing puede ser usado para recolectar información vital relacionada con el viaje en colaboración con los miembros de la comunidad. Uno de los más famosas y exitosas aplicaciones crowd-sourcing es WAZE (https://www.waze.com/) – una de las aplicaciones de navegación y tránsito más grandes en el mundo basada en la comunidad mundial. Los usuarios de WAZE compraten información del tránsito en tiempo real, permitiendo a sus miembros de la comunidad en red ahorrar tiempo y combustible mientras viajan.
Estos vehículos son utilizados para informar sobre los tiempos de viaje y para detectar incidentes de tránsito – monitoreando su progreso en tiempo y espacio. Ésto puede ser realizado o bien usando sistemas automáticos de localización vehicular o por medio del seguimiento del progreso de vehículos identificados entre puntos fijos conocidos de la red vial. La localización del vehículo en tiempo y lugar es comunicada a una computadora central donde los datos de diferentes fuentes son procesados para determinar el estado del flujo vehicular en el sistema de transporte.
Los vehículos sonda pueden proveer mucha información útil que otras técnicas de detección no pueden – incluyendo información en enlaces sobre tiempos de viaje, velocidades promedio e información de la matriz origen - destino.
Diferentes tecnologías están disponibles. Éstas incluyen:
Los métodos de vehículos sonda otorgan mayor confiabilidad pero menor cantidad de datos que el proceso crowd-sourcing, el cual puede proveer una mejor cobertura geográfica. Los vehículos sonda son, a menudo, implementados por operadores viales en colaboración con los propietarios de fltas de vehículos que regularmente circulan por la red vial.
Las videocámaras CCTV juegan un importante papel en la gestión de la red vial. Ellas son instaladas en lugares sensibles de la red vial para ayudar a la gestión del tránsito, donde la congestión y las colas de tránsito sean frecuentes y en otros sitios donde exista un riesgo elevado de accidentes e incidentes de tránsito. Cuando se usan para supervisión del tránsito, o bien pueden tener un campo de visión fijo o bien - por ejemplo, cuando son usadas para monitorear el tránsito y proveer alertas – o bien ser equipadas con una función pan, tilt y zoom (PTZ) para permitir a los operadores tener un amplio campo de visión.
Las videcámaras con un campo de visión fijo son generalmente usadas para monitorear secciones viales donde la circulación por las banquinas es permitida.
Las videocámaras con Pan, Tilt Zoom (PTZ) son comúnmente usadas para:
Las videocámaras fijas o PTZ pueden ser usadas:
Los operadores de la sala de control dependen de las imágenes de la videocámara CCTV – mostrándolas o bien, en sus estaciones de trabajo o a gran escala en un “video wall”. Las imágenes de las videocámaras CCTV son un importante medio de supervisión del tránsito que se complementa con las otras medidas del control de tránsito. Los operadores relacionan las imágenes desde la videocámaras CCTV para detectar y monitorear los incidentes de tránsito y evaluar el número de carriles afectados. Por ello es posible, estimar el tiempo estimado de duración del incidente de tránsito basado en la previa experiencia y en las técnicas de simulación del tránsito. El procesamiento de la imágenes de video es usado para alertar a los operadores de la sala de control de vehículos detenidos y otros eventos inusuales. Los operadores a menudo desean ver un secuencia de imágenes de sucesivas videocámaras, de forma tal de realizar un “video tour” (Ver Medidas de Control del Tránsito).
Pan, Tilt and Zoom (PTZ) Closed Circuit TV Camera (Image courtesy of the IBI Group)
El procesamiento de imágenes de video (VIP) identifica a vehículos y a los parámetros de flujo de tránsito asociados por medio del análisis de las imágenes provistas por las videocámarras CCTV, las cuales, normalmente, tienen un campo de visión fija. El agregado de VIP mejora significativamente la utilidad del CCTV, particularmente donde existe un gran número de videocámaras instaladas, por lo que el operador no puede ver todas al mismo tiempo. El VIP también provee los medios para alertar a los operadores sobre los incidentes de tránsito.
Las imágenes analógicas de CCTV son digitalizadas y luego pasadas a través de una serie de algoritmos que identifican los cambios en el fondo de la imágen. En las modernas videocámaras la imagen de vídeo está también en un formato digital – lista para su procesamiento, El sistema VIP consiste de una videocámara (un digitalizador en el caso de videocámaras analógicas) y un microprocesador para el procesamiento de las imágenes digitales - y el software para interpretar el contenido de la imagen y para extraer la información de detección de aquélla.
Con el procesamiento digital, CCTV provee una alternativa, fuera del pavimento, a los lazos inductivos u otros medios de detección vehicular. UNa gran ventaja de los sistemas VIP es su capacidad de proveer detección sobre un gran número de carriles y en múltiples zonas dentro de un carril – proveyendo una amplia área de detección. El usuario puede fácilmente modificar las zonas de detección, en cuestión de segundos, a través de una interface gráfica – sin la necesidad de cerrar carriles ni trabajar sobre el pavimento. Una pobre iluminación, sombras y un mal clima pueden afectar negativamente el rendimiento de los sistemas VIP. Estudios de evaluación en el condado de Oakland, Michigan indican que los sistemas modernos VIP poseen una excelente performance con un exactitud de detección de más del 96% bajo cualquier condición climática.
Los sistemas VIP pueden ser combinados con sistemas de CCTV para proveer una excelente herramienta de detección, particularmente para detección de incidentes y objetivos de verificación. Cuando ocurre un incidente, el usuario puede mutar desde el modo VIP al modo estándar CCTV y, entonces, verificar la ocurrencia del incidente a través de los controles pan/tilt/zoom.
Una interface eficaz con los usuarios es una parte esencial de muchas aplicaciones ITS. Los usuarios incluyen a los operadores del centro de control, a los servicios de la policía y los de emergencia, a los usuarios viales y a los viajeros. Muchas tecnologías soportan a la difusión de la información del estado del camino, en forma previa y durante el viaje. Para que la información al viajero esté disponible, los datos actuales e históricos de tránsito y el estado de situación de la red vial necesitan ser monitoreados y procesados estableciendo un formato que permita que los viajeros puedan acceder fácilmente (Ver Sistemas de Información al Viajero).
La información del tránsito previa a un viaje provee a los viajeros de información antes de que ellos comiencen su jornada. Los ejemplos de información al viajero previa al viaje incluyen la información sobre las actuales y estimadas condiciones del tránsito, las actuales y esperadas condiciones del clima y la información sobre los cronogramas y tarifas del transporte público. Ésto intenta ayudar a los viajeros para que tomen decisiones de partida basadas en la información de rutas/modos/tiempos (Ver Información Previa al Viaje).
La información del tránsito durante el viaje en ruta provee a los viajeros de información mientras ellos están viajando. La información durante el viaje en ruta incluye muchos de los mismos elementos provistos para la planificación previa al viaje – pero actualizada en tiempo real – tal como la información sobre las actuales y estimadas condiciones del tránsito y del clima, la información sobre incidentes y la sugerencia de desvío de la ruta elegica.
ITS usa muchas plataformas de difusión de la información del tránsito para mantener a la gente informada acerca de las actuales y de las estimadas condiciones del viaje. Éstas incluyen a los Carteles de Mensajes Dinámicos (DMS o VMS), las Advertencias vía Radio de la Autopista (HAR), cable TV, sitios de internet de información al viajero, sistemas telefónicos dedicados, aplicaciones de telefonía celular – y pantallas embarcadas en los vehículos. Los dispositivos de difusión de la información pueden ser clasificados en:
Con la proliferación de los dispositivos informáticos portátiles – tales como los teléfonos inteligentes y las tablets – estas tres formas de distinción es menos clara actualmente que lo que solía ser. Éstos son capaces de acceder a Internet mientras el viajero está viajando en la ruta y pueden ser considerados como una distracción al conductor y existir las regulaciones contra su uso en ciertas circunstancias (Ver Factores Humanos ).
Los Carteles de Mensajes Dinámicos son también conocidos como Carteles de Mensajes Variables o Carteles de Mensajes Cambiables. Es este portal se usa la siguiente terminología:
Un DMS puede ser o bien un Cartel de Mensajes Variables (VMS) o bien un Cartel de Mensajes Cambiables (CMS) donde:
Los DMS son casi los más comunes tipos de dispositivos de provisión de información. Ellos pueden ser fijos o portátiles com se muestra en la figura siguiente. Ellos pueden estar basados en textos, en gráficos o en una combinación de ambos dos. (Ver Gestión del Tránsito)
Figure 4.12 Fixed Dynamic Message Signs
Figure 4.13 Portable Dynamic Message Signs
Los DMS pueden ser usados para proveer a los viajeros de información sobre cierre de carriles, velocidades recomendadas, condiciones del tránsito y del clima, localización de incidentes, demoras estimadas, obras de construcción, rutas alternativas y aviso de velocidad. Hay diferentes tipo de DMS: pueden ser retroiluminados, emisores de luz e híbridos de acuerdo a la tecnologia usada. Los diodos emisores de luz (LEDs), generalmente, constituyen la opción preferida donde existe alimentación eléctrica (incluyendo las opciones de energía solar).
Como su nombre lo indica, éstos dependen de un fuente externa de luz, tales como el sol, o iluminación superior para hacerlos visibles – por medio de la reflexión de la fuente de luz. Los diferentes tipos de carteles de este tipo incluyen un tambor rotativo y carteles de matriz de disco reflectiva. Los carteles de tambor / tablas rotativas están hechos de uno a cuatro tambores de múltiples caras, cada una conteniendo de dos a séis mensajes de textos o gráficos. La principal aplicación de esta tecnología de tambor/placa rotativa es cuando se incorpora en un cartel de dirección fija – es para proveer instrucciones variables, que son idénticas en apariencia en una cara fija del cartel para mostrar una dirección alternativa hacia un destino.
Los carteles de matriz de disco reflectiva comprenden una formación de indicadores pivotes, permanentemente magnetizados, que son negros de un lado y blanco o amarillo reflectivo por el otro lado. Cuando un pixel específico es activado, una corriente eléctrica voltea al indicador desde el acabado negro al acabado amarillo reflectivo.
Los carteles de matriz de disco reflectivo fueron populares en los años 1970 para los sistemas de gestión de las autopistas debido a que eran más económicos que los carteles emisores de luz. La falla mecánica de todo o parte del mensaje es común (falla del disco). Como los carteles LED se convirtieron en menos costosos esta antigua tecnología está cayendo fuera de uso. Reflective disk matrix signs were popular in 1970s for freeway management systems because they were less costly than light-emitting signs.
Éstos generan su propia luz sobre o detrás de la superficie de observación – pueden ser monocromáticos o de color total. Los cartles DMS de diodos emisores de luz (LED) y de fibra óptica, son dos ejemplos:
El LED se ha convertido en la tecnología preferida. Versiones nuevas de carteles DMS LED proveen una pantalla conocida como full matriz que puede mostrar gráficos e imágenes.
Los DMS híbridos combinan las características de ambos cartles mencionados, los de reflexión y los de emición de luz. Uno de los mejores ejemplos de cartles DMS híbridos es el DMS de discos reflectivos / fibra óptica o LED. Durante condiciones de clima donde el DMS reflectivo no es claramente visible, estos sistemass híbridos pueden usar las tecnologías de emisión de luz, tales como las fibras ópticas o los LEDs. Cuando el sol está brillando, las fuentes de luz se apagan. Los LEDs de estado sólido son más confiables que los discos reflectivos dado que no existe el riesgo de fallas mecánicas.
La marcación vial o las balizas de los carriles (también conocidas como tachas viales inteligentes) pueden ser usadas para transmitir importantes mensajes a los conductores, además de su principal función de iluminar el camino por la noche. Por ejemplo, los marcadores viales pueden ser usados para comunicacr el correcto uso del carril. Las tachas viales inteligentes han sido usadas para señalizar el uso de la banquina durante períodos de alta congestión, alarmas de peligro y en operaciones de uso parcial de carriles para los autobuses.
Estos dispositivos son generalmente ubicados dentro del vehículo y, al iguala que los DMS, están diseñados para proveer información a los conductores mientras enstán en ruta. Los dispositivos embarcados de información pueden proveer información por medios auditivos o visuales. Ejemplos de dispositivos embarcados de información acústica incluyen a la radio de advertencia de la autopista (HAR), las líneas dedicadas de telefonía celular y las radios comerciales. Ejemplos de dispositivos embarcados de información visual incluyen a las pantallas de video y las pantallas head-up (en las cuales los conductores pueden leer sin alterar su normal posición visual.
La Radio de Advertencia de la Autopista (HAR) provee otros medios de difusión de la información a los conductores mientras viajan por la ruta. Típicamente, la información es provista a través de un receptor de radio AM. Los conductores son informados acerca de la existencia de una señal por medio de carteles, los cuales generalmente están instalados aguas arriba de la señal, avisando a los conductores para que sintonicen la radio en una frecuencia específica (generalmente de 530 kHz o 1610 kHz) (Ver Radio).
La HAR puede ser usada para proveer a los viajeros información similar a la provista por un VMS. Una ventaja de la HAR comparada con el VMS es que distrar menos – dado que la información es provista a través de un canal sensorial (audio) que reduce la sobrecarga de información visual. Mensajes más complejos son también posibles con la HAR comparado con un DMS. La desventaja es que son los usuarios mismos los tienen que sintonizar la frecuencia.
Otra forma de proveer información a los conductores en ruta – la cual se ha incrementado en popularidad con el amplio uso de los teléfonos celulares – involucra al sistema telefónico de líneas dedicadas “hotline” para información del tránsito, a la cual los conductores pueden llamar desde su teléfono celular mientras están en ruta( tal como el sistema 511 en USA). Los sistemas telefónicos, generalmente, incluyen un menú por tonos y touch screen que permite a los que llaman recibir información del tránsito en una ruta específica – ésto le otorga al conductor el control sobre el tipo de información recibida.
La radio comercial es otro medio de proveer información al viajero en la ruta. La principal desventaja de la radio comercial es la exactitud y la oportunidad de la información. Típicamente, la información es difundida solamente cuando la normal programación lo permite - y, en muchos casos, ésto puede ser inapropiado dado que un incidente ya pudo haber sido solucionado en el momento en que la la normal programación permite su difusión.
Un reciente enfoque para difundir información del tránsito en ruta involucra al uso de terminales de video en pantallas en el tablero de comando y en los cabezales del automóvil. Es necesario minimizar la distracción del conductor por lo que hay que prestar mucha atención en el diseño de estas interfaces Humano-Máquina. (Ver Factores Humanos ).
Estas tecnologías son ampliamente utilizadas para la difusión previa al viaje y fuera de la ruta. Están incluidos: TV por cable, internet, pagers, teléfonos inteligentes y computadoras tipo tablet. Muchas áreas metropolitanas alrededor del mundo tienen portales de internet y aplicaciones telefónicas dedicados a la información al viajero. Estos sistemas proveen a los viajeros una rica información relacionada con los viajes, incluyendo condiciones actuales de viaje, alertas y otra información oportuna. Un mapa del tránsito, mostrando las velocidades actuales, localizaciones de cualquier incidente o zaona de construcción, típicamente forma parte central de estos portales. Entre las tecnologías utilizadas para la difusión de la información fuera de la carretera están las pantallas y kioscos públicos de información en forma dinámica – y los dispositivos móviles.
Grandes centros comerciales de compras y autopistas, frecuentemente, tienen pantallas y kisocos de información dinámica donde pueden proveer información en tiempo real. Ésto es también posible en las áreas de descanso de las autopistas. Estas pantallas y kisocos fueron muy útiles antes del amplio uso público de las computadoras portátiles y los teléfonos inteligentes. Con el advenimiento de estas tecnologías, las pantallas y kioscos de información pública han jugado un papel secundario esn la difusión de la información. Todavía, están disponibles en muchos sitios y son útiles para aquellos sectores de la población que no tienen acceso a la computación portátil y a los teléfonos inteligentes.
La alta penetración en el mercado de los teléfonos inteligentes, computadoras portátiles y dispositivos de navegación personal ha provisto a la industria del transporte de una invaluable herramienta para la difusión de la información de viaje. La única ventaja de estos dispositivos nómades y móviles es que se tiene la información disponible para los viajeros en forma continua e inenterrumpida.
Muchos dispositivos y servicios de navegación incluyen información en tiempo real acerca de las conidiones de la red de transporte. Ésto lo demuestran los servicios tales como los mapas y navegación de Google – así como también los dispositivos de navegación GPS que pueden recibir información de las condiciones del tránsito en tiempo real. Las redes sociales, como fuentes múltiples de información recibida desde la gente (Crowd-sourcing), son también usadas para recolectar y difundir información de viaje.
Las telecomunicaciones representan una parte esencial de los Sistemas Inteligentes de Transporte y de las Operaciones de las Redes Viales. En los últimos 40 años, se han desarrollado, poco a poco, para ayudar a las operaciones de la red – por ejemplo, enlazando centros de control con los dispositivos de la carretera tales como teléfonos, videcámaras CCTV, carteles de mensajes variables (VMS) y señales de tránsito. Actualmente, las comunicaciones digitales dominan la transmisión de señales de voz, video y datos. La tecnología digital es inherentemente más confiable, flexible y manejable comparada con las previas generaciones de la tecnología de la comunicación. Las comunicaciones digitales permiten el desarrollo y la operación de la moderna tecnología de gestión del tránsito y de las últimas aplicaciones ITS – incluyendo a los vehículos conectados a la Gestión Activa del Tránsito. Está creciendo el uso de CCTV y la transmisión digital de las imágenes de video a distancia es posible sin que la imagen se degrade.
Las redes de telecomunicaciones se parecen al sistema nervioso del ser humano. Específicamente, las redes de comunicaciones enlazan a los diferentes componentes de los ITS en forma conjunta, permitiendo obtener un verdadero sistema integrado. Por ejemplo, ellas proveen un enlace de datos desde los dispositivos de campo (tecnologías de detección, carteles de mensajes dinámicos, controladores de señales) a los centros de operaciones del tránsito – donde los datos recolectados son fusionados, analizados para actuar en consecuencia. Ésto se ilustra en el siguiente diagrama. Las telecomunicaciones son también necesarias para enviar instrucciones y comandos desde los centros de control hacia los dispositivos de campo con propósitos de control del tránsito. También, son los medios para retransmitir información desde los operadores de infraestructura (controladores) hacia los viajeros y grupos de interés.
National Roads Transmission Network for England (Courtesy of Highways England. In this diagram MIDAS means Motorway Incident Detection Alert System.)
Un sistema ITS no funcionará sin una red de comunicaciones diseñada apropiadamente que tenga el ancho de banda adecuado y que sea capaz de entregar un adecuado nivel de servicio (en términos de entrega de mensajes, latencia y tasas de caída). Las decisiones sobre una adecuada tecnología de comunicación, una apropiada topología de red y otros temas de diseño de las comunicaciones deben ser hechas cuidadosamente. Ésto es debido a que el costo de la red de comunicaciones usualmente constituye el principal del costo de un específico sistema ITS. En algunos casos, donde se necesitan instalar cables e infraestructura para el equipamiento de transmisión, puede alcanzar más del 50%.
Existe un número de opciones para los profesionales de ITS. Los operadores de tránsito necesitan decidir cuál es la mejor manera de considerar las necesidades de comunicaciones y si ellos son capaces de hacerlo. Hablando en general, las tecnologías pueden ser divididas en comunicaciones por cable o inalámbricas. La elección para las instalaciones de campo es frecuentemente una solución equilibrada entre los costos y las capacidades funcionales.
La red de telecomunicaciones para soportar a los ITS necesita ser cuidadosamente diseñada. Una arquitectura común para tal red es conocida como una arquitectura jerárquica o por niveles / capas, los cuales exhiben muchas similitudes al sistema jerárquico de las redes viales. Específicamente, las redes de telecomunicaciones pueden ser consideradas como consistentes en cuatro niveles:
Usando a las autopistas como una analogía a las telecomunicaciones, el nivel backbone es similar a las carreteras estratégicas interurbanas / interestatales. Permite transportar (hauling) grandes cantidades de datos entre un número limitado de puntos fijos de distribución. Como en las redes viales, las diferentes capas de la red de comunicación están interconectadas. Los cables de fibra óptica son los comúnmente usados para este nivel.
La función de la capa de transporte es mover (haul) grandes cantidades de datos ( los cuales aún requieren una gran ancho de banda) desde la red principal (backbone) al Centro de Control de Tránsito. A menudo, está fuera de la red de la carretera / autopista – y puede ser provista por un proveedor de servicios tal como una compañía de telecomunicaciones (TelCo).
La capa de distribución se parece al sistema de carreteras arteriales en una red vial. Esta capa, típicamente, no maneja grandes volúmenes de datos. Su principal propósito es proveer múltiples puntos de presencia para mejorar la accesibilidad.
Finalmente, la capa de acceso se parece a una red vial urbana o residencial o el cable que conecta la TV con la toma de antena - que provee yn cableado local para acceder a los diferentes dispositivos de la red.
Otra opción para las agencias de transporte es arrendar los servicios cableados de comunicaciones a una compañía de telecomunicaiones. En los primeros años de ITS, algunas aplicaciones ITS (sistemas urbanos de control) usaron líneas telefónicas arrendadas – su limitación es el bajo ancho de banda provista por las líneas telefónicas. Actualmente, está siendo más económico usar WiFi para reemplazar los circuitos telefónicos arrendados, particularmente en áreas urbanas – como una alternativa a las costosas nuevas redes de cables para carreteras interurbanas cuando los requerimientos de ancho de banda son modestos.
Recientemente, nuevas tecnologías se han desarrollado para ayudar a mejrar la velocidad de comunicación en las redes telefónicas locales. En particular, las líneas abonadas digitales (DSL) – las cuales usan bandas de muy alta frecuencia para datos – pueden ofrecer velocidades de hasta 40 Mbits/seg. La línea abonada digital asimétrica (ADSL) es un tipo de tecnología de línea abonada digital (DSL) que permite una más rápida transmisión de datos sobre líneas telefónicas de cobre. Otra tecnología es la de internet vía cable la cual usa las redes de televisión por cable casi en la misma forma que la DSL usa las líneas telefónicas. El cable de Internet podría tener velocidades de hasta 400 Mbits/segundo – y también puede soportar la mayoría de las aplicaciones ITS que tienen requisitos de ancho de banda exigentes.
Frecuentemente, es más económico arrendar fibras libres a un operador de telecomunicaciones o comprar la prestación de su servicio más que instalar un sistema dedicado. Los Sistemas Arrendados de Comunicaciones en ITS son ampiamente utilizados para los sistemas urbanos de control y para proveer el transporte para la conexión entre los centros de gerenciamiento del tránsito (TMCs) y los dispositivos de comunicaciones de campo en una carretera. Existen dos razones para ésto:
Las comunicaciones arrendadas también proveen un medio para satisfacer las necesidades de comunicación de las aplicaciones ITS rurales donde la instalación de nuevas líneas de comunicación puede ser demasiado cara.
Highways England (una compañía gubernamental) estableció una asociación público privada para mejorar, opearr y mantener los sistemas de comunicaciones que enlazan los dispositivos de comunicación en la carretera (teléfonos de emergencia, CCTV, etc.) a lo largo de las carreteras y otros caminos estratégicos en Inglaterra. Un consorcio de telecomunicaciones fue elegido para un proyecto de 10 años.
El consorcio tiene una responsabilidad completa por los servicios de transmisión de voz, datos y video que enlazan los dispositivos de campo de la Agencia de las Autopistas con las oficinas de control. Los dispositivos de campo y las aplicaciones del centro de control son propiedad de la agencia. El consorcio es responsable del monitoreo de la performance de los servicios de transmisión, por la prestación de un servicio resiliente y confiable y por la provisión de conexiones locales adicionales para soportar a los dispositivos de campo adicionales.
Las telecomuincaciones por cable o cableadas usan cables de cobre o de fibra óptica para conectar el equipamiento de campo a los centros de control. Típicamente, estos cables se tienden en ductos a lo largo de la carretera con el equipamiento necesario de transmisión de datos instalado en gabinetes a la vera del camino. Los centros de control están estratégicamente localizados en edificios con conexiones cableadas a la red principal.
Las comunicaciones cableadas incluyen una amplio rango de tecnologías que varían en rendimiento, costo y ancho de banda - significando que el volumen de datos que son capaces de comunicar es variable. En un extremo del espectro está la tecnología de fibra óptica que provee el mayor ancho de banda para cualquier sistema de comunicaciones existente actualmente. En el otro extremo están las, pasada de moda, líneas telefónicas con un limitado ancho de banda para la transferencia de datos.
Un cable de fibra óptica es un medio de comunicaciones para ondas de luz para transportar una señal que transfiere información desde un punto a otro. El cable es muy delgado ( ligeramente más delgado que un cabello humano) Para las operaciones, un transmisor óptico es necesario en un extremo del cable y un receptor en el otro – para convertir las señales eléctricas en señales de luz.
La tecnología actual de fibras ópticas es capaz de transmitir cerca de 1,5 Gbits de información por segundo.
Otra ventaja de la comunicación por fibra óptica es que no es susceptible de interferencia magnétoca o resistencia eléctrica, dado que usa ondas de luz. Como desventaja, se tiene que las comunicaciones por fibra óptica son relativamente caras, aunque su amplio uso, hoy en día, ha hecho que se vuelvan más accesibles. Una gran porción de los costos de la tecnología de fibra óptica tiene que ver con la compra de los derechos de paso, el equipamiento de los extremos (convirtiendo los pulsos eléctricos en luz y viceversa) – y la zanja, cañerías y tendidos necesarios.
Un número de agencias de transporte por autopista han librado acuerdos con compañías de telecomunicaciones:
El cable de fibra óptica es usado comúnmente en ITS para aplicaciones donde grandes cantidades de datos son transmitidos. Un buen ejemplo es la conexión entre el Centro de Gestión del Transporte (TMC) y los dispositivos de campo tales como las videocámaras. Existe un interés emergente en que los cables de fibra óptica se conecten directamente a los dispositivos finales – por lo que el equipamiento de campo debe ser especificado con una entrada o toma para fibra óptica. Los cables de fibra óptica son caros y difíciles de reparar cuando se han dañado.
El cableado de cobre es bueno para la transmisión de voz y datos – pero, está en aumento,la necesidad de que los sistemas de cable transporten señales de gran ancho de banda asociadas con imágenes de video de CCTV y otros. Las fibras ópticas están rápidamente reemplzando al cobre en las telecomunicaciones de la línea principal – pero la distribución dentro de los edificios y sobre la "última milla" frecuentemente depende de los cables de cobre coaxiales. El cableado de cobre requiere el uso de amplificadores de línea para cubrir distancias – con un mayor riesgo de ruido en las señales de gran ancho de banda. Con la propagación de la señalización digital y la ADSL (ver abajo) los cables de cobre existentes están cobrando nueva vida para proveer capas de distribución y acceso.
El par de alambres trenzados (TWP) es, entre otros, el más común medio de comunicación para las aplicaciones ITS. Está conformado de dos conductores de cobre aislados trenzados juntos para evitar cualquier interferencia elctromagnética. Avances recientes han permitido el uso de redes Ethernet con TWP en un número de aplicaciones ITS.
Los pares de alambre trenzados representan la opción más compunmente usada para las comunicaciones ITS en las capas de distribución y acceso – especialmente, desde los avances recientes en la tecnología ADSL, permiten el uso de Ethernet sobre TWP. Ésto abre también oportunidades para la utilización de la infraestructura TWP heredada. La ADSL es actualmente usada ampliamente – continuando con la práctica de las compñías de telecomunicaciones – para obtener un mejor uso de sus extensas redes de cable de cobre existentes.
El cable Ethernet es utilizado para crear Redes de Área Local (LAN) proveyendo un red física de datos – conectando conjunto de dispositivos dentro de un centro de control. Transporta datos usando el protocolo Ethernet el cual es casi exclusivamente usado para aplicaciones ICT en edificios /oficinas. El estándar industrial más comúnmente utilizado actualmente es la Categoría 5 (CAT5), el cual contiene cuatro pares de almabre de cobre y soporta velocidades de hasta 100 Mbits/segundo. Estándares más recientes permiten actualmente velocidades mayores hasta 1000 Mbits/segundo. El cable CAT5 está limitado a una longitud máxima recomendada de solamente 328 pies.
Un interesante desarrollo de ITS en los años recientes es el concepto de "Power over Ethernet" (PoE), el cual permite que un simple cable provea tanto la conexión de datos como la alimentación eléctrica a los dispositivos ITS. El PoE permite longitudes de cable mayores.
Además de la necesidad de un red Ethernet dentro de un TMC, los cables Ethernet son comúnmente usados en ITS para formar la capa de acceso para conectar un dispositivo de campo (tal como una videocámara CCTV) a un red o a un punto de acceso de Internet. En este caso, los cables son, principalmente, interconexiones locales de los dispositivos.
Los avances en la tecnología digital en las últimos dos o tres décadas han hecho de las telecomunicaciones inalámbricas una opción atractiva para los ITS viales, in situaciones tales como el control de VMS´s, contadores de estacionamiento, comunicaciones de señales de tránsito, monitoreo remoto y CCTV. Aplicaciones ITS especiales también dependen de una variedad de servicios inalámbricos de radio para comunicación, principalmente:
Estandarización de las Comunicaciones Inalámbricas para ITS en Europa
En Europa los esfuerzos para estandarizar las comunicaciones inalámbricas para ITS están dirigidas hacia la creación de una interface aérea contínua de medio y largo alcance usando una variedad de medios de comunicación, incluyendo el celular, 5 GHz, microndas de 63 GHz y enlaces infrarrojos. La iniciativa es conocida como CALM – el cual soporta una Contínua Interface Aérea de Mediano y Largo Alcance (Continuous Air-interface Long and Medium (CALM)). CALM proveerá la plataforma de comunicación para una rango de aplicaciones, incluyendo tanto seguridad e información vehicular como también entretenimiento para el conductr y pasajeros.
Algunos de los medios de comunicación inalámbrica más comunes que son usados por ITS incluyen:
La comunicación por microondas Punto a Punto usa transmisores y receptores terrestres, semejantes a las antenas parbólicas, para proveer enlaces dedicados de transporte donde las líneas fijas serían impracticables o con costos prohibitivos, para conectar redes de campo a un centro de control. Usualmente, se utiliza en el rango bajo de gigahertz y se limita a una línea de visión. Estaciones repetidoras pueden estar espaciadas a intervalos de, aproximadamente, 48 km para cubrir mayores distancias.
Wi-Fi se ha vuelto una muy popular tecnología para intercambio de datos en forma inalámbrica usando ondas de radio sobre una red informática. Wi-Fi puede soportar aplicaciones ITS no críticas para evitar demoras – pero no otorgan una garantía de ancho de banda. Wi-Fi opera usando frecuencias no licenciadas – por lo que es más susceptible a interferencias. La tecnología tiene potencial para uso en ITS como un medio para conectar dispositivos de campo a un Centro de Control de Tránsito – por ejemplo, donde una solución de comunicaciones por cable sería demasiado cara. En este caso, se debería proveer una conexión segura de Wi-Fi, tal como una red WiFi Mesh, mostrada en la figura siguiente. Ésta muestra una red multipunto WiFi Mesh adecuada para VMS, contadores de estacionamiento, señales de tránsito, monitoreo remoto y videocámaras CCTV ( pero no de fiscalización).
Wi-Fi está basada en el Estándar 802.11 del Instituto de Ingenieros Electricistas y Electrónicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers’ (IEEE) (IEEE) Standard 802.11.) Está diseñado para proveer un acceso a la red local para relativamente distancias cortas (entre 50 -100 metros) con velocidades de hasta 54 Mbits/segundo.
Figure 6 Diagram of a wifi-mesh network suitable for highway data transmission
(Figura cortesía de Barry Moore)
La tecnología Bluetooth también soporta intercambio de datos en distancias cortas. Usa ondas de radio de longitud de onda pequeña y utra alta frecuencia (UHF). Las tecnologías Bluetooth son utilizadas en muchas y diferentes aplicaciones tales como los teléfonos inteligentes, tabletas y computadoras portátiles. Recientemente, se ha ido incrementando el interés de su uso de dispositivos Bluetooth en modo "descubrible" tanto en edificios como en equipamiento embarcado en vehículos para seguir o monitorear al tránsito. Estas aplicaciones usan a los detectores Bluetooth de campo para descubrir a otros dispositivos Bluetooth embarcados en los vehículos y detectar su identificación individual. A través del seguimiento del mismo identificador, al pasar por diferentes puntos de localización, se pueden determinar importantes parámetros del tránsito, tales como tiempo de viajem velocidad, origen y destino del vehículo.
Otro grupo de tecnologías de comunicaciones ampliamente usado en ITS lo representan las comunicaciones dedicadas de corto alcance (DSRC). DSRC fue desarrollada específicamente para las comunicaciones vehiculares y es probable que sufra un dramático incremento en su uso con la introducción de las tecnologías Vehiculo Conectado. Las tecnologías son usadas en un gran número de aplicaciones ITS incluyendo:
En USA, las DSRC generalmente, ser refieren a las comunicaciones dedicadas con una banda de frecuencia de 5,9GHz reseervada específicamente para protocolos de Acceso Inalámbrico en Ambientes Vehiculares WAVE (Wireless Access in Vehicular Environment (WAVE) – definidos en el estándar 1609 de la IEEE y sus partes subsidiarias. Estos protocolos están basados en el ampliamente usado estándar 802.11 de la IEEE para redes inalámbricas Wi-Fi.
Varias tecnologías DSRC son usadas en transporte. Éstas incluyen:
Los tags pasivos no tienen una batería interna. En cambio, usan una muy pequeña corriente eléctrica inducida en la antena cuando llega una señal de re radio frecuencia para transmitir una respuesta. Por esta razón, la antena debe ser diseñada no sólo para recolectar alimentación desde una señal entrante sino que también debe transmitir una señal de salida de retrodispersión. La principal ventaja de los tags pasivos de microondas es que pueden ser pequeños y una vida ilimitada. Las microndas pasivas fueron usadas en ITS en los primeros tipos de sistemas de pago electrónico de peaje. Continúan las innovaciones para su uso.
Los tags activos tienen su propia fuente interna de alimentación eléctrica la cual puede generar una señal de salida. Comparados con los tags pasivos, pueden tener un mayor alcance y pueden almacenar información adicional enviada a través del transductor. Las microondas activas son empleadas eb nuchos sistemas de recolección de pago electrónico de peaje. Las unidades embarcadas son más caras y tienen baterías las cuales necesitan ser reemplazadas.
La tecnología infrarroja DSRC usa la tecnología infrarroja, en oposición a la del espectro de radio o de microondas, para comunicaciones de corto alcance. La DSRC infrarroja puede ser usada en ITS donde es difícil obtener una licencia del espectro de frecuencias. La tecnología es también apropiada cuando el clima es, generalmente, lluvioso – pero no brumoso. La DSRC infrarroja es menos susceptible de detener interferencias.
Bluetooth es una tecnología inalámbrica diseñada para permitir intercambio de datos en cortas distancias (un máximo de cerca de 10 metros). La mayoría de los teléfonos celulares en el mercado actualmente tienen tecnología Bluetooth. También tienen tecnología inalámbrica Wi-Fi, la cual usa ondas de radio para conexiones distantes a una estación base Wi-Fi de hasta 90 metros. En los años recientes, varios fabricantes automotrices han instalado la tecnología Bluetooth en sus vehículos para permitir a los conductores conectar sus teléfonos o dispositvos de música a los sistemas de audio embarcados.
Cuando están activados, los transductores Bluetooth y Wi-Fi difunden continuamente mensajes de "descubrimiento" para permitir a otros dispositivos encontrarse y conectarse con ellos. Los mensajes de descubrimiento incluyen un único identificador que puede ser usado para la detección vehicular y seguimiento. Esencialmente, todo lo que es necesario es un sensor Bluetooth o Wi-Fi instalado cerca del camino. Estos sensores registran el tiempo al cual el vehículo equipado con un dispositivo embarcado Bluetooth o Wi-Fi pasa cerca de ellos. Por medio de la utilización de identificadores únicos se registran los puntos monitoreados y la información sobre los tiempos de viaje a lo largo de un segmento vial - o una matriz de flujos de Origen- Destino a través de una red - puede ser derivada.
El uso de Bluetooth o Wi-Fi es ideal para las redes sociales pero los resultados tienen que ser analizados dado que:
no todos los vehículos reportan un identificador – dado que algunos no estarán equipados con la tecnología o el equipamiento está apagado, en ambos casos el conteo no es registrado.
o un simple vehículo puede tener varios dispositivos activos – conduciendo a múltiples conteos.
Cuando se usa la técnica de muestreo vehicular una desafío clave es asegurar que una proporción suficientemente alta de vehículos están equipados con dispositivos Bluetooth y Wi-Fi. En áreas urbanas ésto puede no ser un gran problema pero en otras regiones la baja penetración en el mercado puede limitar su aplicación de estas tecnologías de detección.
Las comunicaciones en un área amplia son, frecuentemente, requeridas en red para las operaciones - particularmente en áreas rurales donde las opciones para comunicaciones de voz, datos e imágenes de video CCTV son más limitadas.
WiMax representa a la Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas (Worldwide Interoperability for Microwave Access). WiMax está diseñada para proveer un ancho de anda mucho más grande, comparado con Wi-Fi, y con un mucho mayor alcance. En los años recientes, se ha visto un creciente interés desde la industria ITS en la integración entre WiMax y Wi-Fi como un medio de comunicaciones alternativo a las comunicaciones por cable.
Bajo condiciones ideales, WiMax podría tener un alcamce de más de 40 kilómetros y ofrecer velocidades de hasta 70 Mbits/segundos. Se implementa con el estándar IEEE 802.16, con nuevos estándares diseñado para velocidades de hasta 1 Gbits/segundo. Una red típica WiMax consistiría en una estación base conectada con varios clientes (equipamiento con premisas de clientes o CPE).
Las redes celulares fueron establecidas principalmente para comunicaciones de voz, pero hay un continuo y creciente interés en su uso, también, para comunicaciones de datos. Dos tecnologías celulares de comunicaciones han evolucionado:
.- Sistema Global para Móviles (GSM)
.- Acceso Múltiple por División de Código o Multiplexación por División de Código (CDMA)
Ellas difieren en la manera de transferir datos. GSM divide la banda de frecuencia en múltiples canales para el uso de diferentes clientes. CDMA digitaliza las llamadas y las envía al cliente final. Ambas, GSM y CDMA han sido mejoradas en estos años para permitir una velocidad mayor. Por ejemplo, GPRS (para comunicaciones de paquetes de datos) usa la red celular a velocidades adecuadas para la transmisión de comandos a VMS y a contadores en cocheras de estacionamiento.
La última tecnología celular de datos es la llamada Evolución a Largo Plazo (Long Term Evolution (LTE)), (también conocida como 4G LTE). A diferencia de la GSM y la CDMA, LTE es diseñada principalmente para comunicaciones de datos. Ofrece alto ancho de banda, baja latencia y soportes de proporciones de datos completas mientras viajan a altas velocidades (una característica que es importante en el ambiente ITS con vehículos en rápido movimiento). Las comunicaciones celulares de datos pueden ser usadas en ITS donde las comunicaciones inalámbricas no están disponibles o son muy costosas.
Los Datos Digitales por Radio (DRT) refieren a la práctica de transmisión de datos comprimidos y digitalizados sobre radio FM. Ésto permite que pequeñas cantidades de información digital sean embebidas en la emisión de las convencionales comunicaciones de radio FM. Un buen ejemplo de una aplicación DRT en ITS es el Canal de Mensajes de Tránsito con el Sistema de Datos por Radio (RDS-TMC), donde la información del tránsito codificada digitalmente está disponible para la navegación con los dispositivos embarcados en los vehículos. RDS-TMC es una forma primitiva de la transmisión digital de datos. Fue desarrollada en Europa para explotar el Sistema de Datos por Radio usado por las algunas autoridades de difusión. La información de viaje es transmitida digitalmente en radiofrecuencias FM – y un decodificador, instalado dentro de la radio o del dispositivo de navegación del automóvil interpreta el código digital para las pantallas gráficas o alfanuméricas.
La radio de amplio espectro (Spread spectrum radio) es una red de radio que tiene un requisito “línea de visión” (línea desobstruída del paso entre un sujeto y un objeto). En esta red, una radio sirve como maestro y la otra como esclavo. Un ejemplo del uso de la radio de amplio espectro en ITS es la conexión entre un conjunto de controladores de tránsito en intersecciones señalizadas y el Centro de Gestión de Tránsito (TMC) necesario para los objetivos de monitoreo y sincronización de señales.
En algunos casos, no sería posible enlazar directamente las dos radios debido a la distancia o a la interferencia – en cuyo caso otra radio (llamada repetidor) necesitaría ser instalada entre las dos radios. Estas redes son comúnmente usadas para permitir que un número de controladores de tránsito se comuniquen con otro o se comunique con el centro de operaciones de tránsito. Ellos pueden emitir bajo frecuencias no licenciadas de 900MHz, 2.4 GHz y 5.8 GHz. La frecuencia de 5.8 GHz provee el mayor ancho de banda, aproximadamente de 54 Mbits/segundo, pero es muy susceptible de tener problemas de línea de visión.
Mientras teóricamente, la radio de amplio espectro puede proveer un alcance de comunicación de hasta 60 millas, en la práctica, el rango es mucho más corto debido a la atenuación u obstrucción de la línea de visión.
Una serie de estrategias de control de tránsito puede ser implementada en las Operaciones de las Redes Viales con el objeto de mejorar el flujo de tránsito, prevenir la congestión y mejorar la performance. El software ITS – soportado por una gran cantidad de datos en tiempo real permite saber con precisión el estado de la red vial – es usado para desarrollar una óptima gestión y estrategias de control que soportan a los objetivos de las políticas de la red. Éstos varían de un lugar a otro, pero comúnmente incluyen la maximización del rendimiento del tránsito, la minimización de las demoras y la congestión, el mantenimiento de la seguridad vial para todos los usuarios del camino – incluyendo los cruces seguros para peatones y ciclistas – los objetivos del medioambiente (para reducir los niveles de ruido y/o polución del aire) y la prioridad de señales para autobuses / tranvías para algunos lugares.
Los métodos de control incluyen:
Control de Tránsito Urbano (UTC), con:
Sistemas de Control de Autopistas, incluyendo:
Los controladores de campo son necesarios para implementar estas estrategias. Representan el cerebro del sistema local y proveen los medios para acceder, monitorear y controlar al equipamiento de campo (tal como un medidor en rampas, una señal de tránsito o un detector de vehículos).
El software informático es necesario para proveer estas funciones. Algunas de las funciones que el software del sistema ITS deben realizar incluyen el control de tránsito urbano, el control de tránsito en carreteras arteriales y los sistemas de control de autopistas. .
El control del tránsito urbano se refiere a un paquete de tecnologías dirigidas a la gestión y al control del flujo vehicular en redes urbanas – para minimizar las demoras, maximizar la eficiencia, mejorar la seguridad vial y reducir las emisiones y el consumo de combustible. Una gran parte del control de tránsito urbano involucra software para optimizar los planes de señales en intersecciones para alcanzar esos objetivos. Ésto requiere redes extensa de sensores para recolectar infomación del tránsito en tiempo real – por ejemplo, espiras detectoras, videocámaras de circuito cerrado de TV y procesamiento de imágenes de video, o detectores no intrusivos de tránsito. Basados en la información recolectada, los algoritmos inteligentes logran optimizar los planes de tránsito. Diferentes niveles de control y sofisticación son encontrados en los sistemas de control de tránsito urbano. (Ver Control del Tránsito Urbano).
Varios tipos de controladores de campo están disponibles para responder a las demandas del tránsito, facilitar la movilidad y permitir los tiempos de cruce de calles. En USA el controlador tipo 170 fue desarrollado a comienzos de los año 1970 por el Departamento de Transporte de California. Su sucesor – el tipo 2070 – fue introducido en 1992. Ejemplos más recientes son los controladores de señales NEMA y el Controlador Avanzado de Tránsito (ATC – 2005) – el controlador más avanzado en USA.
Los controladores de tránsito trabajan sobre la base de un ciclo de tiempo que es desagregado en "fases" – el orden en el cual cada corriente vehicular está en verde mientras el otro tránsito vehicular permaneces en rojo. Una simple intersección en una calle debe tener sólo dos fases: Norte/Sur y Este/Oeste. Una intersección congestionada de cuatro manos, con grandes volúmenes de tránsito cambiantes, debería tener hasta ocho fases - una fase por cada una de las cuatro direcciones de tránsito y una fase por cada movimiento cambiante.
En el Reino Unido, un relativamente nuevo controlador denominado Microprocessor Optimised Vehicle Actuation (MOVA) fue desarrollado para superar algunas de las limitaciones asociadas con el tradicional control Vehicle Actuation (VA). Una singular característica del MOVA es que tiene dos modos de operación – una para las condiciones del tránsito congestionado y una para el descongestionado o condiciones de flujo libre.´Para las condiciones de flujo libre, el objetivo del MOVA es controlar cualquier cola que se ha acumulado durante la fase de rojo. Un algoritmo evalúa las cargas de tránsito desde diferentes enfoques de intersecciones y determina si la extensión del tiempo de verde es beneficioso. Si lo es, la fase verde es extendida para dejar circular al tránsito. Ésto continúa hasta que el controlador cambia a una fase diferente. Durante la congestión, el objetivo operacional del MOVA cambian para maximizar la capacidad o rendimiento de la intersección completa.
Los sistemas de control en autopistas se focalizan en obtener una mejor gestión de los segmentos viales para mejorar la capacidad e incrementar la performance. A través de los años, os Sistemas de Ayuda a las Decisiones (DSS) han sido propuestos y desarrollados para ayudar este proceso. Estos DSS pueden proveer recomendaciones para los operadores de tránsito sobre posibles estrategias de control del tránsito – tales como el guiado dinámico de ruta, la medición en rampas, los límites variables de velocidad y la sincronización óptimas de las señales.
Los sistemas de control automatizados de autopistas (algunas veces se los denomina como Gestión Activa de Tránsito o sistemas ATM), usan diferentes conceptos para alcanzar su objetivo – tal como la armonización de la velocidad, el uso temporario de las banquinas, el ruteo y la señalización dinámicas, el control en intersecciones y la medición en rampas. (Ver Gestión del Tránsito en Autopistas).
La Gestión del Tránsito Activo ha sido implementada en Europa, convirténdose en una herramienta para la gestión de la congestión (recurrente o no recurrente), como así también en USA. Los componentes tecnológicos principales de un ATM son similares a los de los sistemas UTC e incluyen sistemas de monitoreo y sensado, comunicaciones, controladores y algoritmos inteligentes.
Los beneficios del sistema ATM incluyen:
Los sistemas de Control de Tránsito Urbano (UTC) requieren señales de tránsito, controladores de señal, medición en rampas y carteles de mensajes variables (Variable Message Signs – VMS) para controlar el tránsito. También se requiere:
Diferentes enfoques y medidas son utilizadas para la gestión y el control en tiempo real en áreas urbanas:
Los sistemas computarizados de control de señales computarizada aparecén en la década de 1960 cuando las computadoras fueron las primeras usadas para coordinar los controladores de señales vehoculares para un grupo de intersecciones – pero sin el beneficio de la actual realimentación de la información desde los detectores de campo a las computadoras. En este tipo de sistema ( conocido como control de lazo abierto) los planes de tránsito que son implementados no responden a la demanda del tránsito real. En cambio, los planes son desarrollados "fuera de líenea" usando datso de los conteos históricos del tránsito – e implementados de acuerdo a la hora del día y el día de la semana.
Este sistema es bastante básico, pero aún ofrece varias ventajas, a saber:
El siguiente nivel de sofisticación es el que corresponde a los sistemas de control de señales donde la informacióon desde los detectores vehiculares de campo es realimentada al computador central. La computadora usa la información de las condiciones actuales del tránsito para elegir el plan de señales a ser implementado (control de lazo cerrado). La selección de planes se realiza de acuerdo a uno de los siguientes métodos:
En este caso, el sistema ha accedido a la base de datos (librería) que acumula un gran número de diferentes patrones de tránsito junto con los planes ´de tránsito "óptimos" (desarrollados fuera de línea) para cada patrón de tránsito. Basado en la información recibida desde los detectores de tránsito , la computadora armoniza el patrón de tránsito observado con los patrones almacenados, para identificar el patrón más parecido. El plan "óptimo" asociado con el patrón identificado es entonces implementado. Este tipo de sistema de control adaptativo de tránsito es, frecuentemente, conocido como un sistema de Primera Generación. Su característica distintiva es que los planes, mientras responden a las condiciones de tránsito, son aún desarrollados fuera de línea. Los sistema de Primera Generación trabajan sobre la base de los datos de tránsito actuales y, generalmente, no tienen capacidades de predicción del tránsito.
En este método, el plan de señales "óptimo" es computado e implementado en tiempo real. La sincronización óptima de señales se comutan en tiempo rel usando los datos actuales de las condiciones del tránsito obtenidas desde la información del detector. Ésto requiere un potencia informática suficiente para realizar las acciones informáticas necesarias en tiempo real. También, se necesitan suficientes datos desde los detectores vehoculares para hacer los cálculos. Los sistemas que desarrollan planes "en red" (en tiempo real) están clasificados como sistemas de Segunda o Tercera Generación. Típicamente, tienen una frecuencia de actualización del plan mucho más corta comparada con los sistemas de Primera Generación; tipícamente, cada 5 minutos para sistemas de Segunda Generación y de 3 a 5 minutos por sistemas de Tercera Generación. Además, algunos sistemas de Tercera Generación utilizan la información de los detectores de tránsito para alimentar algoritmos de diagnóstico de tránsito a corto plazo.
Existen varios ejemplos de sistemas de control adaptativo del tránsito que están en uso alrededor del miundo. Entre los algoritmos más aceptados se encuentran: SCOOT, SCATS y RHODES.
SCOOT (Split, Cycle, Offset Optimisation Technique) es un sistema de control adaptativo del tránsito desarrollado por el Laboratorio de Investigación de Transporte del Reino Unido (United Kingdom’s Transport Research Laboratory (TRL)) a comienzos de los años 1980. SCOOT opera intentando minimizar un índice de performance (PI) – típicamente, la suma de la longitud promedio de colas y el número de paradas a través de la red de controladores. Con el objeto de hacer ésto, SCOOT modifica la longitud del ciclo, la duración del tiempo de verde dado a cada fase de la señal (conocida como tiempo “splits”), y el tiempo "offset" para cada grupo de señales (la diferencia de tiempo entre los tiempos de comienzo del ciclo en las señales adyacentes). SCOOT realiza estos cálculos en tiempor real en respuesta a la información provista por los detectores vehiculares.
La operación de SCOOT está basada en los llamdaos Cyclic Flow Profiles (CFP). Ése presentan como histogramas (representaciones gráficas en rangos especificados por el usuario) que muestran la variación en el flujo de tránsito en un ciclo – el cual es medido mediante lazos y detectores que se ubican a mitad de cuadra de cruces significativos de la red. Usando los CFPs, el optimizador del offset calcula las colas en la línea de parada. Los splits y longitud de ciclo óptimos son, entonces, calculados.
Varias características adicionales se han agregado al SCOOT para mejorar su efectividad y flexibilidad, incluyendo la habilidad para:
El Sistema de Tránsito Adaptativo Coordinado de Sydney (Sydney Co-ordinated Adaptive Traffic System (SCATS)) fue desarrollado a finales de los años 1970 por las Autoridades Viales de tránsito y Carreteras de New South Wales en Australia. Para la operación, SCATS sólo requiere la detección de tránsito en la línea de detención sin necesidad de detectar el tránsito a mitad de cuadra como es necesario en el SCOOT. Ésto simplifica la instalación dado que la mayoría de los sistemas existentes de señales están equipados con sensores solamente en los cruces. SCATS es un sistema jerárquico de inteligencia distribuida que optimiza la longitud de ciclo, los intervalos de fase (splits), y los offsets en respuesta a los volúmenes a ser detectados. Par el control, la red de señales es dividida en un gran número de subsistemas más pequeños, cada uno atendiendo desde una a diez intersecciones. Los subsistemas funcionan individualmente excepto que las condiciones de tránsito requieran el “enlace” – o la integración de los sistemas individuales.
Desde 1991, la Universidad de Arizona ha estado desarrollando un sistema de control adaptativo en tiempo real, llamado RHODES (Sistema Eficaz Distribuido Jerárquico en Tiempo Real - Real-time Hierarchical Distributed Effective System). RHODES es diseñado para tomar ventaja de las variaciones estocásticas (random) naturales en el flujo vehicular, para mejorar la performance – una característica que no se encuentra en los sistemas SCOOT y SCATS.
El sistema RHODES consiste en una jeraquía de tres niveles que desagrega el problema del control del tránsito en tres componentes: carga de la red, control del flujo vehicular y control de la intersección:
El nivel 3 se ocupa del control de la intersección - determinando el tiempo óptimo para cambiar las señales de tránsito para la siguiente secuencia de fase y si la fase actual debería ser acortada o extendida. El marco de tiempo para el control del nivel 3 está, típicamente, en el orden de segundos o minutos.
Donde haya rutas alternativas disponibles, se puede abordar matemáticamente el problema de optimización del tránsito de la red. Para el guiado dinámico de enrutamiento (o de redireccionamiento en rutas) (DRG), la "función objetivo" (una ecuación que expresa la función operacional que necesita ser maximizada o minimizada) – es la medición de la performance de la red de autopistas, a ser optimizada. Por ejemplo, el objetivo debería ser minimizar el tiempo total de viaje de todos los vehículos. Las variables de decisión son las proporciones del tránsito que se dividen en cada punto de desviación – para optimizar la performance de la red. La división del tránsito define cómo el tránsito debería ser distribuido. La meta es modelizar el flujo vehicular en la región y asegurar que se mantenga en los nodos y a lo largo de los enlaces de la red, sin la congestión establecida. El software ITS puede, entonces, ser utilizado para resolver el problema de optimización de la función objetivo y para recomendar una estrategia de redireccionamiento que variará en tiempo real de acuerdo a las condiciones del tránsito. El consejo de direccionamiento será dado a través de la difusión de información del tránsito, o bien en VMS o mediante guiado embarcado de rutas para aquellos vehículos que estén equipados con dicho equipamiento.
La prioridad del transporte público (conocida como Transit Signal Priority o TSP en USA) es una medida que tiene como meta la reducción de las demoras para los vehículos del transporte público (autobuses, tranvías, taxis) en intersecciones semaforizadas, dando a sus movimientos un trato preferencial. Los métodos para realizar esta acción pueden ser divididas en estrategias pasivas i activas. La diferencia básica estriba en las características de los sensores y detectores especializados que son utilizados para detectar a los vehículos del transporte público que se aproximan.
Las tecnologias de soporte para identificar específicamente a estos tipos de sensores son: la tecnología pasiva TSP, que simplemente mejora las condiciones para todos los vehículos a lo largo del corredor del transporte público.
Y las tecnologías activas que detectan la aproximanción de autobuses o tranvías (ésto es típicamente un conjunto de un transmisor en el vehículo que se comunica con un receptor o detector instalado en un controlador al costado de la carretera). Se dispone de diferentes algoritmos o estrategias para el funcionamiento de la prioridad activa de autobuses. Entre las más comunes se tienen:
Extensión de Verde: ésto extiende el tiempo de verde si un autobús o un tranvía es detectado, para permitir pasar al vehúclo en forma prioritaria - hasta un cierto y predeterminado límite. Esta estrategia solamente beneficia a una pequeña porción de vehículos, pero la reducción en la demora para los beneficiarios es significativa (igual a la longitud de todo el intervalo en rojo)
Verde Temprano: acorta el tiempo de verde para fases conflictivas, mediante una predefinida cantidad de tiempo – por ejemplo, cuando el autobús llega mientras la señal de tránsito está en su fase de color rojo. El Verde temprano beneficia a un gran porcentaje de autobuses, pero el ahorro por vehículo no es tan grande como con la Extensión de Verde.
Rotación de Fase: bajo esta estrategia, la secuencia del tiempo de verde para diferentes maniobras en la intersección se cambia de modo tal que el vehículo prioritario no se retrase. Una modificación común – que permite al vehículo cruzar a la corriente vehicular opuesta – amerita saltar de una señal dedicada de intercambio desde el comienzo del ciclo (la fase " de avance") al final del ciclo (la fase "de retraso").
Fase de Tránsito Actuada (s): requiere establecer fases de tránsito, las cuales solamente se activen cuando un autobús / tranvía se presente. En este caso, una fase especial de señal de tránsito debería mostrarse; por ejemplo, una letra “B” para Bus o “T” para Tranvía.
Inserción de Fase: ésto permite a la misma fase aparecer más de una vez durante el mismo ciclo con el objeto de servir al vehículo circulante.
Una importante función que el software ITS puede proveer para las Operaciones de Redes de Carreteras es la capacidad de detectar incidentes y condiciones anormales a través de un análisis automático de los datos de supervisión del tránsito en tiempo real. El desarrollo de los algoritmos de Detección Automática de Incidentes (Automatic Incident Detection (AID)) comenzó en los años 1970, y desde ese tiempo muchos algoritmos se han desarrollado. Ellos han tenido un éxito desigual, primeramente debido a su relativamente alta tasa de falsas alarma (medida como una relación entre el número de detecciones falsas y el número total de observaciones).
Los algoritmos AID puede ser ampliamente divididos en cuatro grupos basados en el principio de operación del algoritmo. Estos grupos son:
Estos son los algoritmos AID comúnmente más usados. Ellos están basados en la premisa de que la ocurrencia de un incidente ocasiona un incremento en la densidad del tránsito aguas arriba y un decrecimiento en la densidad del tránsito aguas abajo. El Algoritmo California es uno de los primeros algoritmos AID del tipo comparativo que fueron desarrollados – y es, frecuentemente, usado para comparaciones y benchmarking. Desde que el se desarroll+o el primer algoritmo original California, se han realizado ajustes para su performance. Al menos 10 nuevos algoritmos han sido producidos, de los cuales el 7 y el 8 son los más exitosos. El algoritmo TSC 7 representa un intento para reducir la tasa de falsa alarma del algoritmo original. El algoritmo TSC 8 prueba repetidamente los efectos de la congestión aguas arriba de un probable incidente y monitorea otras características del tránsito.
La Teoría de la Catástrofe deriva su nombre de los cambios repentinos que tienen lugar en una variable que está siendo monitoreada – mientras que variables relacionadas, que también estpan siendo monitoreadas, muestran cambios suaves y continuos. Para la detección de incidentes, los algoritmos de la teoría de la catástrofe monitorean las variables fundamentales del flujo vehicular – velocidad, flujo y ocupación del carril (densidad). Cuando el algoritmo detecta una drástica caída en la velocidad, sin una inmediata cambio correspondiente en la ocupación y en el flujo, ésto es un indicador de que un incidente ha probablemente ocurrido. El algoritmo McMaster desarrollado en la Universidad de McMaster en Cánada es un buen ejemplo de un algoritmo basado en este concepto.
Métodos estadísticos o de serires de tiempos son utilizados para pronosticar estados o condiciones futuras de tránsito. A través de las comparación de datos de tránsito observados en tiempo real con datos pronósticos, los cambios inesperados son clasificados como incidentes. Un ejemplo de este tipo de algoritmos, es el algoritmo de series de tiempos, llamado Auto-Regressive Integrated Moving-Average (ARIMA). ARIMA es utilizado para proveer pronósticos de ocupaciones de tránsito a corto plazo basados en datos observados de tres intervalos de tiempo previos. El algoritmo también calcula con el intervalo de confiabilidad de 95%. Si las observaciones fallan fuera del rango del 95% como predice el modelo, se asume que ha ocurrido un incidente.
Varios conceptos de Inteligencia Artificial (AI) han sido aplicados a problemas en la ingeniería y en la planificación del transporte. La detección automática de incidentes es una aplicación. La detección de incidentes es un buen ejemplo de un grupo de problemas conocidos como problemas de clasificación o de reconocimiento de patrones - para los cuales las teorías son bastante efectivas para encontrar una solución. Entre los conceptos más aplicados al problema de la detección de incidentes está el llamado Artificial Neural Networks (ANNs). Este usa algoritmos complejos y múltiples procesadores computarizados para reconocer patrones y conexiones en los datos de entrada.
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
Una de las más exitosas aplicaciones de ITS es el pago electrónico. (Ver Pago Electrónico). El pago electrónico sin parar soporta el pago de peaje vehicular sobre la vía. Las tarjetas inteligentes de viaje soportan el pago de viaje para servicios combinados de transporte (autobuses, tren, metro, transporte por río, estacionamiento).
Las aplicaciones de pago electrónico integran tecnologías para comunicaciones, procesamiento de datos, almacenamiento de datos y microcomputación. El proceso comprende actividades “front end” y “back-end”.
Las actividades “Front-end” son las vistas por el usuario. Las tecnologías de hardware “front-end” más comunes son las tarjetas inteligentes, y los transponders (tags, tales como el EZ-pass ampliamente usados para la recolección de pago electrónico de peaje en USA) y – aumentando su presencia – teléfonos inteligentes.
Las actividades “Back-end” son aquellas relacionadas con el procesamiento del pago, mantenimiento decuenta, servicios al cliente e informes.
El pago electrónico es ampliamente usado para la recolección del pago de peaje en estaciones viales mientras el vehículo está en movimiento. Los principales componentes del sistema son: el transponder (también conocido como toll tag), el lector del tag y el sistema informático para el procesamiento de datos. La mayoría de los transponders usan la tecnología de identificación por Radio Frecuencia (Radio Frequency Identification(RFID)). Existen dos tipos de transponders: activos y pasivos. Los transponderes activos poseen su propia fuente de alimentación de energía (baterías), mientras que los transponders pasivos están alimentados por un pulso de radiofrecuencia (RF) que reciben desde el lector. Los transponders pasivos son más económicos pero tienen un rango de comunicación más pequeño y transmiten menos datos. Los nuevos modelos de transponders están diseñados para permitir su integración con tarjetas inteligentes (usando ranuras incorporadas).
Los sistemas de pago electrónico de tarifas son de uso común y ofrecen un gran número de ventajas sobre los métodos de pago tradicionales:
Hay dos tipos básicos de sistemas de pago electrónico de tarifas de peaje: sistemas cerrados y sistemas abiertos.
Los sistemas cerrados están limitados a un propósito principal (tal como el pago de tarifas de transporte) con, quizás, unas pocas aplicaciones adicionales tales como el pago de las cuotas para playas de estacionamiento. El valor del pago almacenado sobre la tarjeta no puede ser usado para otra cosas que para las tareas precargadas o predefinidas.
Los sistemas abiertos pueden ser usados para pagar otras compras además del transporte. Un ejemplo es una tarjeta bancaria de crédito o débito la cual puede ser usada con múltiples comerciantes, pero el pago de tarifas no es una aplicación atractiva para las compañías de tarjetass de crédito porque las transacciones son de gran volumen y bajo valor.
Una tarjeta inteligente es una tarjeta que parece una tarjeta de crédito en forma y dimensaiones., pero tiene un micrprocesador embedido – en efecto, reemplaza la banda magnética en una tarjeta de crédito.
Las tarjetas de crédito facilitan la recolección y la gestión de los pagos usando medios electrónicos en lugar de dinero físico o transferencias en papel. El sistema consiste en dos principales componentes – una tarjeta y un lector de tarjetas. Las tarjetas pueden ser del tipo banda magnética donde el lector hace la mayoría de los procesamientos de datos – o ellos pueden estar equipados con un microprocesador, en cuyo caso, el procesamiento de datos puede tener lugar en la tarjeta misma (ésto es la opción más popular).
Las tarjetas inteligentes pueden proveer identificación, autenticación, almacenamiento de datos y procesamiento de la aplicación. Su uso para pagos electrónicos ofrece al viajero y a la compañía/agencia de transporte varios beneficios – incluyendo ahorro de tiempos, un método de pago más conveniente, la capacidad de implementar estrategias de tarificación más flexibles pero más complejas, menores costos de administración y mejores datos para una planificación futura. También permite estrategias de venta de tickets integrada de modo que el viajero pueda usar una simple tarjeta para pagar por su transporte – vía autobús, tranvía, metro/subterráneo o ferries.
Las tarjetas inteligentes pueden ser de dos tipos: tarjetas inteligentes con o sin contacto:
Un cantidad de otras tecnologías han sido adaptadas para el pago electrónico – incluyendo a los sistemas basados en DSRC/GNSS y los sistemas de reconocimiento de número de placa del automotor.
Estos sistemas han sido usados para los peajes urbanos o para tasa por congestión, basados en las tecnologías de Comunicación Dedicada de Bajo Alcance (Dedicated Short Range Communication (DSRC)). La frecuencia estándar de micronda de 5.8 GHz es usada para la comunicación entre los transponders y las antenas viales y los dispositivos embarcados en los vehiculos.
Los sistemas basados en GNSS usan los sensores del Sistema Satelital de Navegación Global Satelital (Global Navigation Satellite System (GNSS))dentro de los vehículos. Ésto permite implementar un amplio rango de estrategias de tarificación inside the vehicles, incluyendo a las estrategias basadas en las distancias recorridas. Los sensores GNSS graban los datos de tiempos y posición de los vehículos, los cuales entonces son procesados como información del viaje y contrastados con un esquema de tarificación establecido. El procesamiento de los datos puede ser realizado en una sitio central o dentro del vehículo mismo. La primera demostración exitosa de los sistemas de tarificación basados en GNSS tuvo lugar en Alemania sobre la autovía A555 entre Bonn y Colonia.
Con la amplia adopción de los teléfonos inteligentes, una cantidad de aplicaciones han sido desarrolladas donde el teléfono inteligente puede actuar como un dispositivo de pago. Un ejemplo es la aplicación “paybyphone” para pagar peajes y cocheras de playas de estacionamiento. (Ver http://paybyphone.com/how-it-works/).