Entornos inteligentes basados en redes inalámbricas ... - Madri+d
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INFORME DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA<br />
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong><br />
inalámbricas: aplicaciones al transporte,<br />
automóvil intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad<br />
vial<br />
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE MADRID<br />
Autores:<br />
José Eug<strong>en</strong>io Naranjo<br />
Felipe Jiménez<br />
José María Armingol<br />
Arturo de la Escalera<br />
Diciembre - 2008
Este informe ha sido elaborado por CITIC (Círculo de Innovación <strong>en</strong> las Tecnologías<br />
de la Información y las Comunicaciones), si<strong>en</strong>do autores del mismo:<br />
• José Eug<strong>en</strong>io Naranjo Hernández, Escuela Universitaria de Ing<strong>en</strong>iería Técnica<br />
de Informática, Universidad Politécnica de Madrid.<br />
• Felipe Jiménez Alonso, Instituto Universitario de Investigación del Automóvil,<br />
Universidad Politécnica de Madrid.<br />
• José María Armingol Mor<strong>en</strong>o, Escuela Politécnica Superior, Universidad Carlos<br />
III de Madrid.<br />
• Arturo de la Escalera Hueso, Escuela Politécnica Superior, Universidad Carlos<br />
III de Madrid.<br />
Ha colaborado igualm<strong>en</strong>te <strong>en</strong> su realización:<br />
• Iván Martínez Salles, técnico de la OTRI de la Universidad Politécnica de<br />
Madrid y miembro de CITIC.<br />
Este trabajo ha sido realizado a petición de la Plataforma Tecnológica Española de<br />
Sistemas con Intelig<strong>en</strong>cia Integrada PROMETEO y definido d<strong>en</strong>tro de las líneas<br />
marcadas <strong>en</strong> su Ag<strong>en</strong>da Estratégica de Investigación.<br />
El equipo de CITIC que ha participado <strong>en</strong> la definición y seguimi<strong>en</strong>to del trabajo ha<br />
sido:<br />
Coordinador:<br />
Equipo de trabajo:<br />
Juan M. M<strong>en</strong>eses Chaus<br />
Ana Belén Bermejo Nieto<br />
Iván Martínez Salles<br />
El equipo de PROMETEO que ha participado <strong>en</strong> la definición y seguimi<strong>en</strong>to del trabajo<br />
ha sido:<br />
Coordinador:<br />
Equipo de seguimi<strong>en</strong>to:<br />
Juan Carlos Dueñas (UPM)<br />
Félix Cuadrado (UPM)<br />
Joseba Laka (ESI)<br />
Iñaki Larrañaga (Mondragón)<br />
Mikel Uribe (Mondragón)<br />
José Luis González-Conde (Telv<strong>en</strong>t)<br />
Jesús Bermejo (Telv<strong>en</strong>t)<br />
José Carlos Riveira (Telv<strong>en</strong>t)<br />
Todos los derechos están reservados. Se autoriza la reproducción total o parcial de<br />
este informe con fines educacionales, divulgativos y no comerciales citando la fu<strong>en</strong>te.<br />
La reproducción para otros fines está expresam<strong>en</strong>te prohibida sin el permiso de los<br />
propietarios del copyright.<br />
© De los textos: Los autores<br />
© De las Ilustraciones: Autores y fu<strong>en</strong>tes citadas
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Metodología de trabajo<br />
El pres<strong>en</strong>te informe de Vigilancia Tecnológica ha sido coordinado por CITIC, el Círculo<br />
de Innovación <strong>en</strong> Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, iniciativa del<br />
sistema madri+d y gestionado por la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).<br />
Metodológicam<strong>en</strong>te, los informes de vigilancia realizados por CITIC se desarrollan <strong>en</strong><br />
las sigui<strong>en</strong>tes fases:<br />
La primera fase involucra la definición de la temática y de los factores críticos de<br />
vigilancia. Esta actividad se hace conjuntam<strong>en</strong>te <strong>en</strong>tre el equipo del CITIC y, <strong>en</strong> este<br />
caso, la Plataforma Tecnológica Española de Sistemas con Intelig<strong>en</strong>cia Integrada<br />
PROMETEO, de acuerdo a las líneas marcadas <strong>en</strong> su Ag<strong>en</strong>da Estratégica de<br />
Investigación. Una vez cumplida esta etapa, se decide, por un lado, el equipo de<br />
trabajo, <strong>en</strong> este caso formado por técnicos expertos de la UPM y de la Universidad<br />
Carlos III de Madrid, y por otro, el equipo de seguimi<strong>en</strong>to designado por la Plataforma<br />
PROMETEO, que son un conjunto de empresas, repres<strong>en</strong>tadas por miembros<br />
destacados de ellas, con experi<strong>en</strong>cia y líneas de negocio <strong>en</strong> la temática, que deberán<br />
definir, seguir y evaluar el trabajo de Vigilancia Tecnológica.<br />
Tras la formación de los equipos, se procede a la reunión de lanzami<strong>en</strong>to del trabajo,<br />
cuyo objetivo es aclarar el <strong>en</strong>foque idóneo y las líneas prioritarias del estudio. Con las<br />
ideas resultantes de la reunión, se inicia la segunda fase, donde el equipo de trabajo<br />
reúne la información solicitada y considerada de interés por las empresas,<br />
concretando la primera versión del informe que se <strong>en</strong>vía al equipo de seguimi<strong>en</strong>to.<br />
La tercera fase involucra al equipo de seguimi<strong>en</strong>to que, tras analizar el informe, aporta<br />
su opinión y suger<strong>en</strong>cias sobre el avance del trabajo y, si es el caso, procede a la<br />
redefinición y concreción de algún aspecto referido a los objetivos y perfil de Vigilancia<br />
Tecnológica establecida.<br />
En la cuarta y última fase, el equipo de trabajo elabora la versión final del informe,<br />
añadi<strong>en</strong>do y completando los com<strong>en</strong>tarios aportados por el equipo de seguimi<strong>en</strong>to y<br />
concluy<strong>en</strong>do de este modo el trabajo.<br />
Esta metodología favorece la exist<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> todo mom<strong>en</strong>to de una fluida comunicación<br />
<strong>en</strong>tre el personal que realiza el trabajo y la plataforma PROMETEO, obt<strong>en</strong>iéndose de<br />
ese modo un informe ajustado a las necesidades del cli<strong>en</strong>te. La relación <strong>en</strong>tre el<br />
equipo de trabajo y el equipo de seguimi<strong>en</strong>to está coordinada por el equipo de CITIC,<br />
desde la Universidad Politécnica de Madrid.<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
CONTENIDO<br />
METODOLOGÍA DE TRABAJO 3<br />
RESUMEN EJECUTIVO 12<br />
EXECUTIVE SUMMARY 13<br />
1 INTRODUCCIÓN 14<br />
2 VISIÓN TECNOLÓGICA 19<br />
2.1 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIONES APLICADOS AL<br />
TRANSPORTE 19<br />
2.2 ARQUITECTURAS DISPONIBLES 19<br />
2.2.1 CALM 19<br />
2.2.2 CVIS 23<br />
2.2.3 VEHICLE INFRASTRUCTURE INTEGRATION 25<br />
2.2.4 VANET 27<br />
2.3 TECNOLOGÍAS DE COMUNICACIÓN DE DATOS 28<br />
2.3.1 REDES WLAN 30<br />
2.3.2 DEDICATED SHORT RANGE COMMUNICATIONS (DSRC) 38<br />
2.3.3 REDES EN MALLA 41<br />
2.3.4 RFID 44<br />
2.3.5 TELEFONÍA MÓVIL 46<br />
2.3.6 WIMAX 47<br />
2.3.7 COMPARACIÓN ENTRE LOS ESTÁNDARES EXISTENTES 50<br />
2.3.8 SISTEMAS DE COMUNICACIONES INTRA-VEHICULARES 50<br />
2.3.9 SEGURIDAD Y PRIVACIDAD DE LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS 57<br />
3 VISIÓN APLICADA 59<br />
3.1 CIRCULACIÓN SEGURA 60<br />
3.1.1 PLANTEAMIENTO DE SOLUCIONES 60<br />
3.1.2 MODELO DE SEGURIDAD INTEGRADA 62<br />
3.1.3 SISTEMAS DE SEGURIDAD PRIMARIA. SISTEMAS COOPERATIVOS 64<br />
4
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
3.1.4 SISTEMAS DE SEGURIDAD TERCIARIA 72<br />
3.2 CIRCULACIÓN INFORMADA / ASISTIDA 76<br />
3.2.1 SISTEMAS DE NAVEGACIÓN 76<br />
3.2.2 MONITORIZACIÓN DE LAS CONDICIONES DEL TRÁFICO 80<br />
3.2.3 APLICACIONES DE SEGURIDAD FRENTE A ROBOS Y OTROS ACTOS DELICTIVOS<br />
(SECURITY) 82<br />
3.2.4 SISTEMAS DE DIAGNOSIS REMOTA Y ASISTENCIA 82<br />
3.2.5 INFORMACIÓN AL VIAJERO 85<br />
3.3 CIRCULACIÓN EFICIENTE 86<br />
3.3.1 GESTIÓN DEL TRÁFICO URBANO 87<br />
3.3.2 REDUCCIÓN DE IMPACTO AMBIENTAL 88<br />
3.3.3 TRANSPORTE DE MERCANCÍAS 89<br />
3.3.4 GESTIÓN DE FLOTAS DE TRANSPORTE PÚBLICO 98<br />
3.3.5 PAGO ELECTRÓNICO 98<br />
3.3.6 CONTROL DE LA VELOCIDAD DE LOS VEHÍCULOS 99<br />
4 ESTUDIO DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA: TENDENCIAS DE I+D 102<br />
4.1 ANÁLISIS DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA EN BASE A LAS PUBLICACIONES<br />
CIENTÍFICAS 103<br />
4.1.1 METODOLOGÍA EMPLEADA 103<br />
4.1.2 EVOLUCIÓN DE LA PUBLICACIÓN CIENTÍFICA 103<br />
4.1.3 INSTITUCIONES DE ORIGEN DE LAS PUBLICACIONES 104<br />
4.1.4 PAÍSES DE PUBLICACIÓN 106<br />
4.1.5 CITACIÓN DE PUBLICACIONES CIENTÍFICAS 107<br />
4.1.6 ÁREAS TEMÁTICAS 108<br />
4.1.7 FUENTES DE PUBLICACIONES 109<br />
4.2 ANÁLISIS DE VIGILANCIA TECNOLÓGICA EN BASE A LA SOLICITUD DE PATENTES<br />
110<br />
4.2.1 METODOLOGÍA EMPLEADA 110<br />
4.2.2 EVOLUCIÓN DE PATENTABILIDAD 111<br />
4.2.3 INSTITUCIONES SOLICITANTES Y PAÍSES 112<br />
4.2.4 CLASIFICACIÓN INTERNACIONAL DE PATENTES Y ÁREAS DE APLICACIÓN 113<br />
5 VISIÓN ESTRATÉGICA 116<br />
5
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
5.1 PROYECTOS DEL VI PROGRAMA MARCO 116<br />
5.2 PROYECTOS DEL VII PROGRAMA MARCO 118<br />
6 CONCLUSIONES / OPORTUNIDADES 120<br />
7 ANEXO I. RELACIÓN DE EMPRESAS EN EL SECTOR. 121<br />
7.1.1 EMPRESAS EUROPEAS 121<br />
7.1.2 EMPRESAS AMERICANAS 122<br />
8 ANEXO II. LISTADO DE PATENTES NOVEDOSAS EN EL ÁREA. 124<br />
9 ANEXO III. LISTADO DE PUBLICACIONES NOVEDOSAS EN EL ÁREA. 129<br />
10 ANEXO IV. PROYECTOS DEL VI Y VII PROGRAMA MARCO 132<br />
10.1 PROYECTOS DEL VI PROGRAMA MARCO 132<br />
10.2 PROYECTOS DEL VII PROGRAMA MARCO 157<br />
11 REFERENCIAS 167<br />
6
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
LISTADO DE FIGURAS<br />
Figura 1.1. Distribución por modos de la movilidad de viajeros y mercancías ............. 14<br />
Figura 1.2. Evolución de la movilidad interior interurbana de viajeros <strong>en</strong> España [1]. .15<br />
Figura 1.3. Distribución de los viajeros-km <strong>en</strong> España................................................. 15<br />
Figura 1.4. Esquema g<strong>en</strong>eral de flujos de información <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno ITS [4].............. 17<br />
Figura 1.5. Entorno complejo de circulación con gran número de comunicaciones<br />
simultáneas................................................................................................................... 18<br />
Figura 2.1. Organización de los difer<strong>en</strong>tes interfaces de acceso al medio utilizados <strong>en</strong><br />
la arquitectura CALM. Fu<strong>en</strong>te ISO................................................................................ 20<br />
Figura 2.2. Esquema g<strong>en</strong>eral de la arquitectura CALM. Fu<strong>en</strong>te ISO. .......................... 22<br />
Figura 2.3. Medios de comunicación de CALM utilizados por CVIS. Fu<strong>en</strong>te Proyecto<br />
FP6 CVIS...................................................................................................................... 23<br />
Figura 2.4. Ejemplo de comunicaciones CVIS. ............................................................ 24<br />
Figura 2.5. Esquema g<strong>en</strong>eral de la arquitectura embarcada CVIS. Fu<strong>en</strong>te Proyecto<br />
FP6 CVIS...................................................................................................................... 25<br />
Figura 2.6. Arquitectura g<strong>en</strong>eral de la iniciativa VII, junto a los servicios y aplicaciones<br />
que ofrece y todos los actores involucrados <strong>en</strong> ellos. .................................................. 26<br />
Figura 2.7. Ejemplo de funcionami<strong>en</strong>to de una VANET. .............................................. 27<br />
Figura 2.8. Distribución de las tecnologías inalámbricas según su ámbito y alcance .. 30<br />
Figura 2.9. Repres<strong>en</strong>tación gráfica de la problemática del nodo oculto <strong>en</strong> WiFi.......... 34<br />
Figura 2.10. Ejemplo de transmisión de datos con errores multicamino. ..................... 35<br />
Figura 2.11. Ejemplo de red ad-hoc. ............................................................................ 36<br />
Figura 2.12. Ejemplo de red con punto de acceso ....................................................... 36<br />
Figura 2.13. Arquitectura estándar del sistema DSRC de los Estados Unidos. ........... 39<br />
Figura 2.14. Aplicaciones según el alcance efectivo. ................................................... 41<br />
Figura 2.15. Esquema de una red <strong>en</strong> malla.................................................................. 42<br />
Figura 2.16. Esquema de una red <strong>en</strong> malla con protocolo OLSR. ............................... 43<br />
Figura 2.17. El diagrama muestra el típico esquema backscatter para etiquetas RFID,<br />
que son alim<strong>en</strong>tadas utilizando la <strong>en</strong>ergía cont<strong>en</strong>ida <strong>en</strong> la onda <strong>en</strong>viada por el<br />
dispositivo lector (señal eléctrica inducida). ................................................................. 44<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 2.18. Una etiqueta RFID empleada para la recaudación con peaje electrónico.<br />
...................................................................................................................................... 45<br />
Figura 2.19. Radiobalizas. Señales de tráfico <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong>. .......................................... 46<br />
Figura 2.20. Aplicaciones de WiMAX <strong>en</strong> seguridad pública. ........................................ 49<br />
Figura 2.21. Comparación <strong>en</strong>tre WiFi y WiMAX. Fu<strong>en</strong>te WiMAX Forum. .................... 50<br />
Figura 3.1. Soluciones para la mejora de la seguridad e indicación de las áreas <strong>en</strong> las<br />
que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3]) ........................................... 60<br />
Figura 3.2. Modelo integrado de seguridad [2]. ............................................................ 63<br />
Figura 3.3. Pot<strong>en</strong>cial de los sistemas de seguridad activa y pasiva [2]........................ 64<br />
Figura 3.4. Visión g<strong>en</strong>eral de las comunicaciones <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno viario según el<br />
proyecto europeo CVIS [19]. ........................................................................................ 65<br />
Figura 3.5. Transmisión de información <strong>en</strong>tre vehículos y la infraestructura [20]. ....... 65<br />
Figura 3.6. Áreas de aplicación de las comunicaciones V2V y V2I.............................. 66<br />
Figura 3.7. Esc<strong>en</strong>arios planteados <strong>en</strong> el sistemas propuesto por GM ......................... 68<br />
Figura 3.8. Ilustración del sistema ACC de Mercedes B<strong>en</strong>z ........................................ 69<br />
Figura 3.9. Dificultad <strong>en</strong> la detección de obstáculos [22] ............................................. 70<br />
Figura 3.10. Monitorización completa <strong>en</strong> el vehículo.................................................... 71<br />
Figura 3.11. Reconocimi<strong>en</strong>to de imág<strong>en</strong>es y proyección sobre el parabrisas ............. 71<br />
Figura 3.12. Evolución de la v<strong>en</strong>ta de vehículos equipados con sistemas de<br />
navegación <strong>en</strong> Europa [29]........................................................................................... 77<br />
Figura 3.13. Evolución de la v<strong>en</strong>ta de vehículos equipados con sistemas de<br />
navegación <strong>en</strong> Estados Unidos [29] ............................................................................. 77<br />
Figura 3.14. Flujo de información <strong>en</strong> el sistema de diagnosis remota [40]................... 84<br />
Figura 3.15. Soluciones para la mejora del tráfico urbano e indicación de las áreas <strong>en</strong><br />
las que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3])...................................... 87<br />
Figura 3.16. Soluciones para la reducción del impacto medioambi<strong>en</strong>tal e indicación de<br />
las áreas <strong>en</strong> las que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3]) ................. 89<br />
Figura 3.17. Soluciones para la mejora del transporte de mercancías a larga distancia<br />
e indicación de las áreas <strong>en</strong> las que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de<br />
[3])................................................................................................................................. 90<br />
Figura 3.18. Causas de retraso <strong>en</strong> reparto de productos alim<strong>en</strong>ticios [39] .................. 91<br />
8
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.19. Influ<strong>en</strong>cia del estilo de conducción <strong>en</strong> las emisiones contaminantes [62]<br />
.................................................................................................................................... 101<br />
Figura 4.1. Evolución de la publicación ci<strong>en</strong>tífica ....................................................... 104<br />
Figura 4.2. Países de orig<strong>en</strong> de publicaciones........................................................... 107<br />
Figura 4.3. Comparación publicación ci<strong>en</strong>tífica vs. calidad ........................................ 108<br />
Figura 4.4. Evolución y crecimi<strong>en</strong>to <strong>en</strong> la solicitud de pat<strong>en</strong>tes ................................. 111<br />
Figura 10.1. Algunos ejemplos de Cybercars............................................................. 132<br />
Figura 10.2. Scan láser............................................................................................... 133<br />
Figura 10.3. Comunicación <strong>en</strong>tre vehículos. .............................................................. 134<br />
Figura 10.4. Vehículo ULTra....................................................................................... 135<br />
Figura 10.5. Interfaz Hombre-máquina....................................................................... 135<br />
Figura 10.6. Implantación <strong>en</strong> Heathrow...................................................................... 135<br />
Figura 10.7. Convoy intelig<strong>en</strong>te.................................................................................. 136<br />
Figura 10.8. Controlador............................................................................................. 136<br />
Figura 10.9. Sistema de navegación .......................................................................... 138<br />
Figura 10.10. Sistema de comunicación..................................................................... 138<br />
Figura 10.11. Modulo REPOSIT. ................................................................................ 139<br />
Figura 10.12. Sistemas de comunicación <strong>en</strong> Moryne................................................. 141<br />
Figura 10.13. Vehículos desarrollados <strong>en</strong> el marco de Cybercars 2. (a) Vehículo Frog<br />
(b) Robotsoft (c) Serp<strong>en</strong>tine Vehicles (d) Ultra (e) Yamaha. ...................................... 142<br />
Figura 10.14. Sistema Prev<strong>en</strong>t. .................................................................................. 144<br />
Figura 10.15. Interfase MMI........................................................................................ 144<br />
Figura 10.16. Funcionami<strong>en</strong>to. ................................................................................... 146<br />
Figura 10.17. Arquitectura del proyecto I-Way. .......................................................... 148<br />
Figura 10.18. Capacidades s<strong>en</strong>soriales del proyecto TRACKSS............................... 150<br />
Figura 10.19. Arquitectura proyecto Coopers............................................................. 152<br />
Figura 10.20. Capacidades de Watch-Over. .............................................................. 153<br />
Figura 10.21. Esc<strong>en</strong>ario de trabajo............................................................................. 154<br />
Figura 10.22. Arquitectura Safespot........................................................................... 155<br />
Figura 10.23. Arquitectura GST.................................................................................. 157<br />
Figura 10.24. Interrelación <strong>en</strong>tre E-FRAME con COOPERS, CVIS y SAFESPOT .... 161<br />
9
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
LISTADO DE TABLAS<br />
Tabla 2.1. Servicios proporcionados por la arquitectura CALM. .................................. 22<br />
Tabla 2.2. Descripción de los estándares de IEEE relacionados con tecnologías de<br />
comunicaciones inalámbricas-...................................................................................... 32<br />
Tabla 2.3. Protocolos WiFi 802.11 y sus características técnicas. Fu<strong>en</strong>te IEEE. ........ 37<br />
Tabla 2.4. Características fundam<strong>en</strong>tales de los DSRC. ............................................. 40<br />
Tabla 2.5. Comparación de las características fundam<strong>en</strong>tales de las tecnologías de<br />
comunicación extravehiculares..................................................................................... 50<br />
Tabla 2.6. Características fundam<strong>en</strong>tales de las clases de dispositivos Bluetooth...... 52<br />
Tabla 2.7. Velocidades de transmisión asociadas a las difer<strong>en</strong>tes versiones de<br />
Bluetooth....................................................................................................................... 52<br />
Tabla 2.8. Características de las <strong>redes</strong> Zigbee para cada frecu<strong>en</strong>cia disponible <strong>en</strong> la<br />
especificación. Fu<strong>en</strong>te Zigbee Alliance. ....................................................................... 54<br />
Tabla 2.9. Comparación <strong>en</strong>tre los difer<strong>en</strong>tes tipos de red disponibles para<br />
comunicaciones intravehiculares.................................................................................. 57<br />
Tabla 3.1. Evaluación de accid<strong>en</strong>tes sobre los que podría incidir el sistema V2V de GM<br />
(datos del año 2005)..................................................................................................... 69<br />
Tabla 3.2. Efectividad de los paneles de información variable..................................... 86<br />
Tabla 4.1. Términos clave .......................................................................................... 102<br />
Tabla 4.2. Instituciones de orig<strong>en</strong> de publicaciones [2000-2007]............................... 105<br />
Tabla 4.3. Instituciones de orig<strong>en</strong> de publicaciones [2008] ........................................ 106<br />
Tabla 4.4. Áreas temáticas de las publicaciones........................................................ 109<br />
Tabla 4.5. Fu<strong>en</strong>tes de las publicaciones .................................................................... 110<br />
Tabla 4.6. Empresas/c<strong>en</strong>tros solicitantes de pat<strong>en</strong>tes ............................................... 113<br />
Tabla 4.7. Categorías IPC .......................................................................................... 114<br />
Tabla 4.8. Áreas tecnológicas de clasificación - Derw<strong>en</strong>t .......................................... 115<br />
11
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Resum<strong>en</strong> ejecutivo<br />
No cabe duda de que una de los mayores desafíos a los que se <strong>en</strong>fr<strong>en</strong>tan los países<br />
desarrollados y particularm<strong>en</strong>te de España y Europa es la reducción de las altas cifras<br />
de accid<strong>en</strong>talidad <strong>en</strong> la carretera y, por supuesto, la disminución de su alto coste <strong>en</strong><br />
vidas humanas. En la actualidad muer<strong>en</strong> anualm<strong>en</strong>te <strong>en</strong> las carreteras europeas<br />
alrededor de 40.000 personas, suponi<strong>en</strong>do una <strong>en</strong>orme pérdida, fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te<br />
para la sociedad. Esta cifra es particularm<strong>en</strong>te alarmante cuando la comparamos con<br />
la suma de fallecimi<strong>en</strong>tos anuales <strong>en</strong> los demás medios de transporte, que no llega a<br />
10.000 personas. En términos económicos, <strong>en</strong> Europa se produc<strong>en</strong> anualm<strong>en</strong>te 1.5<br />
millones de accid<strong>en</strong>tes de tráfico, con un coste de 200.000 M€ (2% UE PIB). Además,<br />
el sector del transporte afecta a otros ámbitos como la efici<strong>en</strong>cia <strong>en</strong>ergética. De hecho,<br />
<strong>en</strong> Europa se produc<strong>en</strong> diariam<strong>en</strong>te más de 7.500 km de ret<strong>en</strong>ciones (el 10% de la<br />
red), con un coste de 50.000 M€ (0.5% UE PIB) y se considera que el 20% del<br />
consumo <strong>en</strong>ergético total de la UE pert<strong>en</strong>ece a este sector.<br />
Llegados a este punto, la Comisión Europea estableció <strong>en</strong> 2005 el objetivo estratégico<br />
de reducir para 2010 el número de víctimas <strong>en</strong> carretera un 50 %, y un 75% para<br />
2025. Para ello estableció una serie de mecanismos como la Iniciativa e-safety, la<br />
plataforma tecnológica ERTRAC o la Iniciativa I2010 “Intellig<strong>en</strong>t Car”. El motivo del<br />
establecimi<strong>en</strong>to de este conjunto de mecanismos se debió a un cambio de filosofía <strong>en</strong><br />
el ámbito de la gestión <strong>en</strong> el transporte; hasta ese mom<strong>en</strong>to, la forma habitual de<br />
mejorar el transporte por carretera era la construcción de nuevas infraestructuras. Sin<br />
embargo, <strong>en</strong> la actualidad, ya prácticam<strong>en</strong>te no existe nuevo terr<strong>en</strong>o para construir y<br />
las exist<strong>en</strong>tes están al borde del colapso debido al aum<strong>en</strong>to del número de vehículos.<br />
En consecu<strong>en</strong>cia y para dar solución a esta problemática, se apostó por la aplicación<br />
de las Tecnologías de la Información y las Comunicaciones como medio de dar<br />
solución a la problemática del transporte por carretera y la movilidad, así como para<br />
dar solución a los diversos desafíos planteados. De esta manera han aparecido y<br />
continúan apareci<strong>en</strong>do una gran variedad de aplicaciones TIC <strong>en</strong> el automóvil como el<br />
control de crucero, control de crucero adaptativo, aviso de salida de carril, sistemas de<br />
aparcami<strong>en</strong>to, detección de peatones… <strong>en</strong>tre otros, cuya finalidad es sin duda,<br />
mejorar la seguridad vial así como reducir el número de víctimas <strong>en</strong> la carretera. El<br />
sigui<strong>en</strong>te salto cualitativo <strong>en</strong> el desarrollo de este tipo de sistemas es el trasc<strong>en</strong>der el<br />
ámbito de un solo vehículo, y crear sistemas que involucr<strong>en</strong> a varios automóviles,<br />
incluso a todos los de una misma área a fin de realizar la d<strong>en</strong>ominada conducción<br />
cooperativa. De esta manera, los sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas, han sido<br />
id<strong>en</strong>tificados como una tecnología clave para lograr esta conducción cooperativa y que<br />
serán elem<strong>en</strong>tos de soporte imprescindibles <strong>en</strong> la nueva g<strong>en</strong>eración de sistemas<br />
<strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> de transporte que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> fase de desarrollo.<br />
12
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Executive summary<br />
It is clear that one of the most important chall<strong>en</strong>ges faced by the grown countries, and<br />
particularly Spain, is the reduction of the road accid<strong>en</strong>t and, consequ<strong>en</strong>tly, the<br />
decrease of the high cost in human lives. Pres<strong>en</strong>tly, in European roads annually about<br />
40.000 persons death, supposing an <strong>en</strong>ormous loss for the society. This number is<br />
particularly alarming wh<strong>en</strong> we compare it with the sum of annual deaths in other means<br />
of transport, which does not come to 10.000 persons. In economic terms, in Europe 1.5<br />
millions of traffic accid<strong>en</strong>ts happ<strong>en</strong> annually, with a cost of 200.000 M € (2 % EU GDP).<br />
In addition, the sector of the transport concerns other areas as the <strong>en</strong>ergetic effici<strong>en</strong>cy.<br />
In fact, in Europe there take place every day more than 7.500 km of ret<strong>en</strong>tions (10 % of<br />
the road network), with a cost of 50.000 M € (0.5 % EU GDP) and it is considered that<br />
20 % of the <strong>en</strong>ergetic total consumption of the EU belongs to this sector.<br />
The European Commission established in 2005 the strategic objective of reducing by<br />
2010 the number of victims in road 50 %, and 75 % for 2025. In order to achieve it, EC<br />
established a series of mechanisms as the E-Safety Initiative, the technological<br />
platform ERTRAC or the Initiative I2010 "Intellig<strong>en</strong>t Car". The reason of establishing<br />
this set of mechanisms is caused by a change of philosophy in the area of the transport<br />
managem<strong>en</strong>t; up to this mom<strong>en</strong>t, the habitual way of improving the road transport flow<br />
was the construction of new infrastructures. However, at pres<strong>en</strong>t, there are no free<br />
areas to build new roads and the existing ones are at the edge of the collapse due to<br />
the increase of the number of vehicles. In consequ<strong>en</strong>ce and to give a solution to this<br />
problem, EC stimulated for the application of the Information and Communications<br />
Technologies as way of giving solution to the mobility and road transport problems, as<br />
well as to give solution to the diverse raised chall<strong>en</strong>ges. This way a great variety of ICT<br />
applications for automotive field have appeared and continue appearing like, for<br />
example, the cruise control, adaptive cruise control, lane departure warning, parking<br />
aid systems, pedestrians detection systems… which purpose is to improve the road<br />
safety as well as to reduce the number of road victims. The following qualitative jump in<br />
the developm<strong>en</strong>t of this type of systems is to overcome the standalone vehicle, and to<br />
create systems that are able to involve several cars, ev<strong>en</strong> to all those of the same road<br />
area in order to realize the cooperative driving called. This way, the systems based on<br />
wireless networks have be<strong>en</strong> id<strong>en</strong>tified as a key technology to achieve this cooperative<br />
driving and that they will be indisp<strong>en</strong>sable support elem<strong>en</strong>ts in the new g<strong>en</strong>eration of<br />
intellig<strong>en</strong>t transport systems that are curr<strong>en</strong>tly under developm<strong>en</strong>t.<br />
13
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
1 INTRODUCCIÓN<br />
El sector del transporte ti<strong>en</strong>e importantes impactos, tanto positivos como negativos, <strong>en</strong><br />
la sociedad actual. Así, se pued<strong>en</strong> citar algunas cifras que dan un ord<strong>en</strong> de magnitud<br />
del alcance:<br />
- El 9% de la mano de obra <strong>en</strong> Europa ti<strong>en</strong>e vinculación con el sector del<br />
transporte.<br />
- La facturación del sector supone el 20 % del PIB de los países de la Unión<br />
Europea.<br />
Entre los modos de transporte, la carretera absorbe la mayor parte de la movilidad,<br />
sobre todo de pasajeros como se aprecia <strong>en</strong> la figura 1.1, aunque también un<br />
porc<strong>en</strong>taje muy relevante de mercancías.<br />
Figura 1.1. Distribución por modos de la movilidad de viajeros y mercancías<br />
En relación con esto último, cabe indicar que la carretera ha absorbido prácticam<strong>en</strong>te<br />
la totalidad del crecimi<strong>en</strong>to de la movilidad de las últimas décadas como se puede<br />
apreciar <strong>en</strong> las sigui<strong>en</strong>tes figuras para el caso de España.<br />
14
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
MILLONES DE VIAJEROS-KM<br />
450.000<br />
400.000<br />
350.000<br />
300.000<br />
250.000<br />
200.000<br />
150.000<br />
100.000<br />
50.000<br />
Carretera<br />
Aéreo<br />
Total<br />
Ferrocarril<br />
Marítimo<br />
0<br />
1950 1960 1970 1980 1990 2000 2010<br />
Figura 1.2. Evolución de la movilidad interior interurbana de viajeros <strong>en</strong> España [1].<br />
FERROCARRIL<br />
3% AVIÓN<br />
4%<br />
MOTOCICLETAS<br />
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
A su vez, algunas causas que justifican el crecimi<strong>en</strong>to del modo de transporte por<br />
carretera fr<strong>en</strong>te a los demás resid<strong>en</strong>, <strong>en</strong>tre otras razones, <strong>en</strong> el hecho de asociar al<br />
vehículo privado a conceptos de prosperidad y libertad. Además, se ti<strong>en</strong><strong>en</strong> aspectos<br />
como el crecimi<strong>en</strong>to de lic<strong>en</strong>cias de conducir <strong>en</strong>tre los ciudadanos, la creación de<br />
ciudades-dormitorio, el aum<strong>en</strong>to de tiempo de ocio o el cambio de comportami<strong>en</strong>to y<br />
hábitos de vida. Por último, los avances <strong>en</strong> los vehículos privados son muy apreciados<br />
por parte de los usuarios, con lo que el transporte por carretera se muestra mucho<br />
más confortable y adecuado que otros competidores.<br />
Sin embargo, la masificación de vehículos <strong>en</strong> las carreteras conlleva un conjunto de<br />
efectos negativos, <strong>en</strong>tre los que destacan:<br />
- Accid<strong>en</strong>tes de tráfico (<strong>en</strong> 2007 se produjeron más de 100 000 accid<strong>en</strong>tes<br />
con víctimas <strong>en</strong> España). [1]<br />
- Emisiones contaminantes locales y de efecto invernadero.<br />
- Ret<strong>en</strong>ciones de tráfico (aproximadam<strong>en</strong>te, el 10 % de la red de carreteras<br />
está afectada de congestión diariam<strong>en</strong>te). [2]<br />
La plataforma ERTRAC (European Road Transport Research Advisory Council), que<br />
involucra a prácticam<strong>en</strong>te la totalidad de estam<strong>en</strong>tos y grupos que intervi<strong>en</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong> el<br />
transporte (fabricantes de vehículos, de compon<strong>en</strong>tes, administraciones públicas,<br />
usuarios, etc.) pres<strong>en</strong>tó <strong>en</strong> sus líneas estratégicas de actuación <strong>en</strong> 2008, 4 aspectos<br />
principales [3]:<br />
- Movilidad urbana.<br />
- Energía, recursos naturales y cambio climático.<br />
- Transporte de mercancías a larga distancia.<br />
- Seguridad <strong>en</strong> el transporte por carretera.<br />
En este marco, el desarrollo de las tecnologías de la información y las comunicaciones<br />
TICs aportan una oportunidad clara la mejora de la sost<strong>en</strong>ibilidad del transporte por<br />
carretera [4], pudiéndose ofrecer servicios e implem<strong>en</strong>tar sistemas que hace unos<br />
años, sin el desarrollo de estas tecnologías, no podría haber sido posible. La idea<br />
c<strong>en</strong>tral de estos sistemas radica <strong>en</strong> un flujo de información <strong>en</strong>tre todos los elem<strong>en</strong>tos<br />
involucrados <strong>en</strong> el transporte. Así, se pued<strong>en</strong> destacar:<br />
- Comunicaciones intravehiculares <strong>en</strong>tre los s<strong>en</strong>sores y actuadores.<br />
- Comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos (V2V).<br />
- Comunicaciones <strong>en</strong>tre los vehículos y la infraestructura (V2I) de forma<br />
bidireccional.<br />
- Comunicaciones con unidades c<strong>en</strong>tralizadoras de información con los<br />
vehículos o con elem<strong>en</strong>tos repartidos por la infraestructura.<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Información proporcionada a los usuarios del transporte, no necesariam<strong>en</strong>te<br />
a conductores, sino también a usuarios del transporte público, por ejemplo.<br />
Figura 1.4. Esquema g<strong>en</strong>eral de flujos de información <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno ITS [4].<br />
De esta forma, se está pasando de un vehículo autónomo a un concepto de vehículo<br />
conectado con el resto de usuarios, vehículos e infraestructura, lo que permite la<br />
introducción de sistemas y servicios que conduc<strong>en</strong> a una circulación más segura,<br />
efici<strong>en</strong>te e informada.<br />
Sin embargo, como ya ha podido observarse <strong>en</strong> este y otros ámbitos, las mejoras<br />
tecnológicas ti<strong>en</strong><strong>en</strong> mayor posibilidad de alcanzar sus objetivos si son<br />
conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te aceptadas por el mercado y los usuarios. Por ello, la introducción<br />
de nuevas medidas pasa por estudios de aceptación, cambios de conducta<br />
ocasionados, impactos económicos, etc. Además, se pres<strong>en</strong>ta la paradoja de que los<br />
avances provocan una mayor confianza de los usuarios <strong>en</strong> el transporte, con lo que las<br />
mejoras se v<strong>en</strong> diluidas al crecer las demandas de movilidad.<br />
Por otra parte, <strong>en</strong> el ámbito técnico, el <strong>en</strong>torno del tráfico por carretera es<br />
especialm<strong>en</strong>te complejo, tanto para los sistemas embarcados <strong>en</strong> los vehículos que<br />
deb<strong>en</strong> interpretar el <strong>en</strong>torno a partir de una información, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, parcial, como para<br />
las comunicaciones, al existir un elevado número de nodos accedi<strong>en</strong>do a una red<br />
simultáneam<strong>en</strong>te y con requerimi<strong>en</strong>tos de velocidad y seguridad elevados.<br />
17
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 1.5. Entorno complejo de circulación con gran número de comunicaciones<br />
simultáneas<br />
Para paliar todos los aspectos negativos de la masificación de vehículos <strong>en</strong> las<br />
carreteras antes citados, se han producido avances notables <strong>en</strong> los últimos años,<br />
muchos de ellos <strong>basados</strong> <strong>en</strong> la electrónica, la informática, el control y las<br />
comunicaciones. Así, se ha logrado el desarrollo y la implantación, <strong>en</strong> muchos casos<br />
(<strong>en</strong> otros, se está todavía <strong>en</strong> fases de pruebas), de sistemas de seguridad ori<strong>en</strong>tados<br />
a reducir los accid<strong>en</strong>tes de tráfico o las consecu<strong>en</strong>cias de éstos, lo que ha redundado<br />
<strong>en</strong> cifras globales de siniestros a la baja. También, se han logrado sistemas para<br />
controlar el consumo y la contaminación mediante mejoras <strong>en</strong> los vehículos <strong>en</strong><br />
g<strong>en</strong>eral, <strong>en</strong> los sistemas de propulsión, los combustibles o los hábitos de conducción.<br />
Por último, las medidas para paliar la congestión han logrado que los aum<strong>en</strong>tos de<br />
movilidad no t<strong>en</strong>gan que pasar obligatoriam<strong>en</strong>te por aum<strong>en</strong>tos de la infraestructura lo<br />
que sería insost<strong>en</strong>ible a la larga.<br />
En el pres<strong>en</strong>te informe se pret<strong>en</strong>d<strong>en</strong> abordar los sigui<strong>en</strong>tes aspectos fundam<strong>en</strong>tales<br />
de la contribución de las TICs <strong>en</strong> el ámbito del transporte y, más específicam<strong>en</strong>te,<br />
dada su importancia, <strong>en</strong> el transport<strong>en</strong> por carretera:<br />
- Tecnologías de comunicaciones inalámbricas aplicables al transporte,<br />
defini<strong>en</strong>do su alcance, su grado de desarrollo y aplicaciones.<br />
- Descripción de los sistemas que se han implantando o se prevé que se<br />
implantarán <strong>en</strong> el futuro dado el avance de los trabajos <strong>en</strong> la actualidad,<br />
distingui<strong>en</strong>do circulación segura, informada y efici<strong>en</strong>te, <strong>en</strong> línea con los<br />
grandes problemas id<strong>en</strong>tificados <strong>en</strong> el transporte por carretera.<br />
- Proyectos e iniciativas internacionales <strong>en</strong> este campo <strong>en</strong> los últimos años,<br />
pres<strong>en</strong>tando sus objetivos y logros más relevantes.<br />
Dada la amplitud del tema, se incidirá, sobre todo, <strong>en</strong> aquellos sistemas embarcados<br />
<strong>en</strong> los vehículos que supongan una comunicación de éstos con otros vehículos y la<br />
infraestructura, haci<strong>en</strong>do breves m<strong>en</strong>ciones a otros servicios destinados a usuarios del<br />
transporte <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral y no sólo a conductores específicam<strong>en</strong>te.<br />
18
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
2 Visión Tecnológica<br />
2.1 Introducción a los sistemas de comunicaciones aplicados<br />
al transporte<br />
Las comunicaciones inalámbricas han sido id<strong>en</strong>tificadas como tecnologías clave para<br />
increm<strong>en</strong>tar la seguridad <strong>en</strong> la carretera y la efici<strong>en</strong>cia del transporte, de la misma<br />
manera que el acceso móvil a Internet, para asegurar la conectividad ubicua<br />
inalámbrica. El pot<strong>en</strong>cial de esta tecnología se ha as<strong>en</strong>tado con el establecimi<strong>en</strong>to de<br />
ambiciosos programas de investigación <strong>en</strong> todo el mundo, tales como la iniciativa<br />
Europea eSafety, los programas estadounid<strong>en</strong>ses derivados de la Intellig<strong>en</strong>t Vehicle<br />
Initiative y los programas japoneses InternetITS y Advanced Highway Systems (AHS).<br />
El ámbito de los sistemas de comunicaciones inalámbricos <strong>en</strong> transporte cubre áreas<br />
de interés como comunicaciones móviles, sistemas de transporte o electrónica del<br />
automóvil. A partir de estos compon<strong>en</strong>tes, se han desarrollado una serie de<br />
aplicaciones y sistemas como son las comunicaciones Vehículo-Vehículo (V2V),<br />
comunicaciones Vehículo-Infrastructura (V2I) y Vehículo-Persona (V2P), incluy<strong>en</strong>do<br />
implicaciones <strong>en</strong> efici<strong>en</strong>cia del transporte y seguridad, implicaciones <strong>en</strong> electrónica de<br />
automoción, aspectos de responsabilidad civil o esfuerzos <strong>en</strong> la realización de<br />
estándares y asignación de espectros electromagnéticos.<br />
2.2 Arquitecturas disponibles<br />
2.2.1 CALM<br />
El Communications, Air Interface, Long and Medium Range (CALM) es una<br />
arquitectura marco de ISO para dar soporte de comunicaciones <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos móviles,<br />
más específicam<strong>en</strong>te, <strong>en</strong> todos aquellos relacionados con tecnologías de los sistemas<br />
<strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> de transporte. CALM está compuesto por una serie de estándares<br />
internacionales <strong>en</strong> este ámbito, y soporta comunicaciones continuas a través de<br />
distintos interfaces y medios físicos como los IEEE 802.11, 802.11p, 802.15, 802.16e,<br />
802.20, telefonía móvil 2G/3G/4G, o los sistemas propietarios de los programas ITS<br />
nacionales. Más específicam<strong>en</strong>te, los medios físicos utilizados para dar soporte a la<br />
arquitectura CALM son:<br />
• ISO 21212: 2G Cellular (GSM)<br />
• ISO 21213: 3G Cellular (UMTS)<br />
• ISO 21214: InfraRed<br />
• ISO 21215: M5 (802.11p)<br />
• ISO 25112: WiMAX (802.16e)<br />
19
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• ISO 25113: HC-SDMA (802.20)<br />
• ISO xxxxx: Bluetooth (802.15)<br />
• ISO xxxxx: Ethernet (802.3)<br />
• DSRC<br />
Figura 2.1. Organización de los difer<strong>en</strong>tes interfaces de acceso al medio utilizados <strong>en</strong> la<br />
arquitectura CALM. Fu<strong>en</strong>te ISO.<br />
Las aplicaciones fundam<strong>en</strong>tales de CALM son: dar soporte a servicios Internet <strong>en</strong><br />
<strong>en</strong>tornos móviles; dar soporte a las aplicaciones ITS nacionales; dar soporte a la<br />
nueva g<strong>en</strong>eración de aplicaciones ITS: sistemas de comunicaciones para seguridad <strong>en</strong><br />
vehículos y nuevas aplicaciones comerciales basadas <strong>en</strong> su capacidad de gran ancho<br />
de banda y amplio alcance.<br />
Esta arquitectura define además una serie de servicios para el medio de 5GHz que se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran incorporados a la misma desde el proceso de diseño:<br />
Listado de servicios proporcionados por la arquitectura CALM<br />
CVO - Tractor-Trailer Interface<br />
Traffic Information - Video Transfer -<br />
Streaming<br />
VSC - RSU to OBU - Low Parking<br />
Structure Warning<br />
CVO - Rollover Warning Traffic Information - Repair Service Record VSC - OBU-to-OBU - Pre-crash S<strong>en</strong>sing<br />
CVO - Electronic Border Clearance<br />
Traffic Information - Vehicle Software<br />
Updates<br />
VSC - OBU-to-OBU - Intersection<br />
Collision Warning<br />
CVO - Weigh Station Bypass Clearance<br />
VSC - OBU-to-OBU - Approaching<br />
Emerg<strong>en</strong>cy Vehicle Warning<br />
VSC - OBU-to-OBU - Enhanced<br />
Differ<strong>en</strong>tial GPS Corrections<br />
CVO - Fleet Managem<strong>en</strong>t<br />
VSC - OBU-to-RSU - Emerg<strong>en</strong>cy Vehicle<br />
Signal Preemption<br />
VSC - OBU-to-OBU - Highway/Rail<br />
Collision Warning<br />
20
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
CVO - Onboard Safety Data Transfer<br />
VSC - OBU-to-RSU - Intersection<br />
Emerg<strong>en</strong>cy Vehicle Approaching<br />
VSC - OBU-to-OBU - Vehicle-based Road<br />
Condition Warning<br />
CVO - Tractor-Trailer Matching<br />
VSC - RSU to OBU - Emerg<strong>en</strong>cy Sc<strong>en</strong>e<br />
Data Networking<br />
VSC - OBU-to-OBU - Road Feature<br />
Notification<br />
CVO - Transit Vehicle Data Transfer<br />
VSC - OBU-to-OBU - Emerg<strong>en</strong>cy Sc<strong>en</strong>e<br />
Data Networking<br />
VSC - OBU-to-OBU - Curve Speed<br />
Warning<br />
CVO - Vehicle Safety Inspection<br />
VSC - OBU-to-OBU - Cooperative Collision<br />
Warning<br />
VSC - OBU-to-OBU - Visibility Enhancer<br />
CVO - Drivers Daily Log<br />
VSC - RSU to OBU - Map Downloads and<br />
Updates<br />
VSC - OBU-to-OBU - Electronic Brake<br />
Lights<br />
OTHER SERVICES - Probe Data<br />
Collection<br />
VSC - RSU to OBU - Enhanced Route<br />
Guidance and Navigation<br />
VSC - OBU-to-OBU - Hybrid Intersection<br />
Collision Warning<br />
OTHER SERVICES - Access Control<br />
VSC - RSU to OBU - GPS Corrections<br />
VSC - OBU-to-OBU - Instant (Problem)<br />
Messaging<br />
OTHER SERVICES – Vehicle<br />
Manufacturer Info<br />
VSC - RSU to OBU - Adaptive Headlight<br />
Aiming<br />
VSC - OBU-to-OBU - Blind Merge<br />
Warning<br />
PAYMENTS - Toll Collection<br />
VSC - RSU to OBU - Adaptive Drivetrain<br />
Managem<strong>en</strong>t<br />
VSC - OBU-to-OBU - Post-Crash Warning<br />
PAYMENTS - ITS Service Paym<strong>en</strong>t VSC - RSU to OBU - Merge Assistant VSC - OBU-to-OBU - Merge Assistant<br />
PAYMENTS - Other ePaym<strong>en</strong>ts<br />
VSC - RSU to OBU - Sign Information<br />
(warning assistance)<br />
VSC - OBU-to-OBU - Lane Change<br />
Assistant<br />
PAYMENTS - R<strong>en</strong>tal Car Processing<br />
VSC - RSU to OBU - Point-of-Interest<br />
Notification<br />
VSC - OBU-to-OBU - Left Turn Assistant<br />
PAYMENTS - Parking Paym<strong>en</strong>t<br />
VSC - RSU to OBU - Curve Speed<br />
Warning<br />
VSC - OBU-to-OBU - Stop Sign<br />
Movem<strong>en</strong>t Assistant<br />
PAYMENTS - Food Paym<strong>en</strong>t<br />
VSC - RSU to OBU - Highway/Rail<br />
Collision Warning<br />
VSC - OBU-to-OBU - Cooperative Glare<br />
Reduction<br />
PAYMENTS - Fuel Paym<strong>en</strong>t<br />
VSC - RSU to OBU - Animal Crossing<br />
Zone Information<br />
VSC - OBU-to-OBU - Blind Spot Warning<br />
SAFETY - Vehicle-to-vehicle Data Transfer VSC - RSU to OBU - Low Bridge Warning VSC - OBU-to-OBU - Platooning<br />
SAFETY – Highway-Rail Intersection<br />
Warning<br />
VSC - RSU to OBU - Work Zone Warning<br />
VSC - OBU-to-OBU - Cooperative<br />
Adaptive Cruise Control<br />
Traffic Information - Audio Transfer -<br />
Streaming<br />
VSC - RSU to OBU - Stop Sign Warning<br />
VSC - OBU-to-RSU - Infrastructure-based<br />
Traffic Probes<br />
Traffic Information - Map Updates VSC - RSU to OBU - Keep Clear' Warning VSC - OBU-to-RSU - SOS Services<br />
Traffic Information - Mobile Internet<br />
VSC - RSU to OBU - Wrong-way Driver<br />
Warning<br />
VSC - OBU-to-RSU - Post-Crash Warning<br />
Traffic Information - Traffic Data<br />
VSC - RSU to OBU - Left Turn Assistant<br />
VSC - OBU-to-RSU - Just-in-Time Repair<br />
Notification<br />
Traffic Information - Traveller Information<br />
VSC - RSU to OBU - Infrastructure<br />
VSC - OBU-to-RSU - Intellig<strong>en</strong>t On-ramp<br />
21
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Intersection Collision Warning<br />
Metering<br />
Traffic Information - Vehicle Registration<br />
(EVI)<br />
VSC - RSU to OBU - Pedestrian Crossing<br />
Information<br />
VSC - OBU-to-RSU - Intellig<strong>en</strong>t Traffic<br />
Lights<br />
Traffic Information - Transit Vehicle Priority<br />
VSC - RSU to OBU - Pedestrian/Childr<strong>en</strong><br />
Warning<br />
VSC - OBU-to-RSU - Blind Merge<br />
Warning<br />
Traffic Information - Diagnostic Data<br />
Transfer<br />
VSC - RSU to OBU - School Zone Warning<br />
Traffic Information - Video Transfer - Block<br />
VSC - RSU to OBU - Stop Sign Movem<strong>en</strong>t<br />
Assistance<br />
Traffic Information - Audio Transfer - Block<br />
VSC - RSU to OBU - Traffic Signal<br />
Warning<br />
Tabla 2.1. Servicios proporcionados por la arquitectura CALM.<br />
Los actores que intervi<strong>en</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong> los difer<strong>en</strong>tes servicios son las OBU (On Board Units),<br />
estos son los sistemas embarcados <strong>en</strong> vehículos, y los RSU (Road Side Unit), es<br />
decir, los sistemas instalados <strong>en</strong> la infraestructura. Los principales servicios que CALM<br />
proporciona están referidos a operaciones con vehículos comerciales (CVO), gestión<br />
de cobros (paym<strong>en</strong>t), seguridad (safety), información del tráfico y seguridad <strong>en</strong><br />
comunicaciones vehiculares (VSC).<br />
Figura 2.2. Esquema g<strong>en</strong>eral de la arquitectura CALM. Fu<strong>en</strong>te ISO.<br />
22
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
La gran aportación de la arquitectura CALM es que por primera vez todos los actores<br />
que participan <strong>en</strong> el ámbito del transporte (compañías automovilísticas, compañías de<br />
construcción de infraestructuras, ag<strong>en</strong>tes sociales, administración, etc.) han<br />
colaborado para la construcción de un sistema que unifica todos los ámbitos de las<br />
comunicaciones <strong>en</strong> el transporte, tanto <strong>en</strong> lo refer<strong>en</strong>te a medios físicos como <strong>en</strong> lo<br />
refer<strong>en</strong>te a aplicaciones que dan uso a los citados interfaces.<br />
2.2.2 CVIS<br />
Otra arquitectura disponible para la implem<strong>en</strong>tación y desarrollo de sistemas de<br />
comunicaciones embarcados es la arquitectura CVIS. Esta arquitectura se está<br />
desarrollando d<strong>en</strong>tro del proyecto europeo del mismo nombre (Cooperative Vehicle-<br />
Infrastructure Systems). En realidad, esta arquitectura vi<strong>en</strong>e derivada de la CALM, de<br />
la que usa su soporte físico y la estructura g<strong>en</strong>eral. No obstante, su mayor aportación<br />
es la implem<strong>en</strong>tación de los difer<strong>en</strong>tes servicios y aplicaciones especificados <strong>en</strong> CALM<br />
así como la construcción de una serie de demostradores de la viabilidad de este tipo<br />
de sistemas.<br />
Figura 2.3. Medios de comunicación de CALM utilizados por CVIS. Fu<strong>en</strong>te Proyecto FP6<br />
CVIS<br />
De esta manera, se están desarrollando los sigui<strong>en</strong>tes servicios que utilizan<br />
comunicaciones vehículo-infraestructura:<br />
• Aviso de ángulo muerto.<br />
• Aviso de velocidad <strong>en</strong> curvas.<br />
• Aviso de ambulancia.<br />
• Aviso de paso de paso a nivel, intersección.<br />
23
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• Aviso de semáforo <strong>en</strong> ámbar.<br />
• Aviso de paso de túnel bajo.<br />
• Aviso de cruce de peatones.<br />
• Aviso de condiciones de la carretera (hielo, lluvia).<br />
• Aviso de obras <strong>en</strong> la vía.<br />
De la misma manera, se defin<strong>en</strong> una serie de servicios que <strong>en</strong>vuelve comunicaciones<br />
vehículo-vehículo:<br />
• Aviso de vehículo con luces de emerg<strong>en</strong>cia.<br />
• Aviso de zona ángulo muerto.<br />
• Aviso de colisión.<br />
• Aviso de cambio de carril.<br />
• Aviso de llamada de emerg<strong>en</strong>cia.<br />
• Aviso de vehículo <strong>en</strong> s<strong>en</strong>tido contrario.<br />
Figura 2.4. Ejemplo de comunicaciones CVIS.<br />
Los principales retos a los que se <strong>en</strong>fr<strong>en</strong>ta CVIS <strong>en</strong> este caso, pero ext<strong>en</strong>sibles a<br />
cualquier otra implem<strong>en</strong>tación de una arquitectura global para comunicaciones <strong>en</strong> el<br />
transporte son, por un lado, garantizar absoluta interoperabilidad <strong>en</strong> las<br />
comunicaciones <strong>en</strong>tre los vehículos de distintos fabricantes, así como <strong>en</strong>tre vehículos<br />
y distintos tipos de infraestructuras. Por otro lado, deb<strong>en</strong> superarse una serie de<br />
obstáculos no técnicos, tales como: aceptación de los usuarios, seguridad y privacidad<br />
de datos, libertad e interoperabilidad de sistemas, riesgo y responsabilidad,<br />
necesidades del ord<strong>en</strong> público, coste/b<strong>en</strong>eficio y modelos de negocios, y planes de<br />
despliegue para la implem<strong>en</strong>tación.<br />
No obstante, la instalación <strong>en</strong> Europa de esa serie de <strong>redes</strong> y servicios de<br />
comunicaciones se <strong>en</strong>fr<strong>en</strong>tan a un serio problema de ord<strong>en</strong> superior como es la<br />
dificultad para la aceptación y armonización de normativas por parte de los difer<strong>en</strong>tes<br />
estados miembros de la UE, que manti<strong>en</strong><strong>en</strong> las compet<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> materia de transporte<br />
e infraestructuras y que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong> algunos casos normativas contradictorias que<br />
imposibilitan la instalación de este tipo de sistemas de comunicaciones. Es más, el<br />
24
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
problema se agudiza <strong>en</strong> el caso de países como España, cuyas compet<strong>en</strong>cias de<br />
transporte están transferidas a las comunidades autónomas, lo que complica aún más<br />
los procedimi<strong>en</strong>tos burocráticos y administrativos para permitir su instalación y puesta<br />
<strong>en</strong> marcha.<br />
CVIS<br />
CVIS<br />
CVIS<br />
COMO Probe<br />
POMA<br />
app1<br />
app2<br />
app3<br />
Data app<br />
cli<strong>en</strong>t app<br />
FOAM<br />
COMMS<br />
COMO<br />
POMA<br />
HMI Security Vehicle API Mntg Ag<strong>en</strong>t<br />
server<br />
server<br />
Mapping server<br />
Runtime <strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>t (OSGi)<br />
CALM Manager<br />
(native) JVM<br />
Operating System and Hardware<br />
CALM<br />
CVIS RT<br />
apps<br />
Apps<br />
Services &<br />
Middleware<br />
Platform<br />
Core<br />
Functions<br />
OEM G/W<br />
CALM C2C<br />
Network Switch<br />
Layer<br />
Layer<br />
Ethernet<br />
Ethernet<br />
RT<br />
Link<br />
Firewall<br />
IVN DLL<br />
IVN PHY<br />
Real-time<br />
Applications<br />
S<strong>en</strong>sors, HMI<br />
and Control<br />
In-Vehicle App<br />
IVN DLL<br />
IVN PHY<br />
ITS In-Vehicle Network 100baseT Ethernet<br />
Ref<br />
pt<br />
In-vehicle OEM networks<br />
CAN/VAN/MOST/AMI-C..<br />
Real-time<br />
Applications<br />
CVIS Integrated Mobile Router<br />
CALM Routing<br />
Nomadic device Gateway<br />
CME.<br />
Router<br />
Network<br />
Ethernet<br />
Ethernet<br />
C2C-CC<br />
Fast Net<br />
Network<br />
CALM LLC<br />
CALM MAC<br />
CALM M5 PHY<br />
Network<br />
DSRC<br />
Converg<strong>en</strong>ce<br />
DSRC L2/L7<br />
DSRC L1<br />
Network<br />
GPRS<br />
Converg<strong>en</strong>ce<br />
GPRS Stack<br />
GPRS PHY<br />
Network<br />
GPS<br />
Converg<strong>en</strong>ce<br />
GPS Stack<br />
GPS PHY<br />
Comms<br />
gateway<br />
Bluetooth<br />
Bluetooth<br />
NME.<br />
Router<br />
IME.<br />
Router<br />
Combined Ant<strong>en</strong>na Pod<br />
Figura 2.5. Esquema g<strong>en</strong>eral de la arquitectura embarcada CVIS. Fu<strong>en</strong>te Proyecto FP6<br />
CVIS<br />
2.2.3 Vehicle Infrastructure Integration<br />
En el otro lado del Atlántico, el programa Americano de Integración Vehículo<br />
Infraestructura (VII) trata de desarrollar todo tipo de tecnologías de comunicaciones<br />
que permitan el intercambio de información <strong>en</strong>tre todos los actores que intervi<strong>en</strong><strong>en</strong> <strong>en</strong><br />
la seguridad vial a fin de reducir el número de accid<strong>en</strong>tes y mejorar la efici<strong>en</strong>cia de las<br />
<strong>redes</strong> de transporte. Los objetivos básicos de este programa son muy similares a los<br />
que se pret<strong>en</strong>d<strong>en</strong> conseguir <strong>en</strong> Europa a través de la implantación de la arquitectura<br />
CALM.<br />
La iniciativa ti<strong>en</strong>e tres prioridades:<br />
• Evaluación del modelo de negocio y aceptación de los actores involucrados.<br />
• Validación de la tecnología, <strong>en</strong> particular de los sistemas de comunicaciones.<br />
• Desarrollo de las estructuras legales necesarias para que los sistemas sean<br />
viables a largo plazo.<br />
El diagrama repres<strong>en</strong>tado <strong>en</strong> la Figura 2.6 muestra como rectángulos las clases de<br />
elem<strong>en</strong>tos involucrados <strong>en</strong> la arquitectura y los pequeños rectángulos d<strong>en</strong>tro de estos,<br />
los difer<strong>en</strong>tes subsistemas. Todos ellos se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran interconectados por líneas<br />
25
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
rectas repres<strong>en</strong>tando los <strong>en</strong>laces de comunicaciones a través de unos óvalos<br />
alargados, que constituy<strong>en</strong> el medio físico de comunicación.<br />
Figura 2.6. Arquitectura g<strong>en</strong>eral de la iniciativa VII, junto a los servicios y aplicaciones<br />
que ofrece y todos los actores involucrados <strong>en</strong> ellos.<br />
Aplicaciones soportadas por el programa VII:<br />
• Aviso de violación de señal de tráfico.<br />
• Gestión de corredores viarios.<br />
• Aviso de violación de señal de Stop.<br />
• Información al conductor.<br />
• Aviso de velocidad excesiva <strong>en</strong> curva.<br />
• Pago electrónico.<br />
• Luces del fr<strong>en</strong>o electrónicas.<br />
• Información de meteorología local.<br />
• Alerta temprana de incid<strong>en</strong>cias los conductores.<br />
• Operaciones de mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to invernal.<br />
• Señalización d<strong>en</strong>tro del vehículo.<br />
• G<strong>en</strong>eración de información cartográfica<br />
26
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• Medición de acceso a autopistas.<br />
• Ajuste y temporización de señales de tráfico.<br />
2.2.4 VANET<br />
Una VANET o Vehicular Ad-Hoc Network, como su propio nombre indica, se trata de<br />
una red ad-hoc donde sus nodos se corresponderían a vehículos (coches, camiones,<br />
autobuses…etc.). En este caso, cabría la posibilidad de que dichos nodos formaran la<br />
red <strong>en</strong> pl<strong>en</strong>o movimi<strong>en</strong>to (por ejemplo mi<strong>en</strong>tras se circula por una autopista), por tanto,<br />
nodos que se muev<strong>en</strong> de forma arbitraria y que se comunican <strong>en</strong>tre ellos (vehicle-tovehicle),<br />
pudi<strong>en</strong>do t<strong>en</strong>er también un equipo fijo próximo que formara parte de la red y<br />
que también dotará a dicha red de una conexión hacia Internet por ejemplo (vehicle-toroadside<br />
o vehicle-to-<strong>en</strong>virom<strong>en</strong>t), al igual que hoy acced<strong>en</strong> nuestros terminales<br />
móviles a Internet a través de GPRS o UMTS.<br />
Figura 2.7. Ejemplo de funcionami<strong>en</strong>to de una VANET.<br />
En cuanto a nom<strong>en</strong>clatura, cabe decir que una VANET es un tipo de MANET (Mobile<br />
Ad-Hoc Network), es decir, una red ad-hoc móvil, por las razones que hemos expuesto<br />
anteriorm<strong>en</strong>te; aunque cabe difer<strong>en</strong>ciar que MANET describe sobre todo un campo de<br />
investigación académico, mi<strong>en</strong>tras que el término VANET está más <strong>en</strong>focado a una<br />
aplicación <strong>en</strong> concreto de éstas.<br />
Actualm<strong>en</strong>te todo lo que <strong>en</strong>vuelve el tema de las VANETs está <strong>en</strong> pl<strong>en</strong>o desarrollo e<br />
investigación. De hecho, exist<strong>en</strong> varios grupos de trabajo, tanto por parte de las<br />
universidades y los gobiernos, como de la industria, que investigan <strong>en</strong> este campo<br />
debido a la multitud de posibles aplicaciones que podría suponer su utilización.<br />
Algunos de los consorcios son por ejemplo el Vehicle Safety Communications – VSC<br />
(EEUU), Car to Car Communication Consortium – C2CCC (Europa), Internet ITS<br />
(Japón), Sigmobile (EEUU) … y el propio IEEE, que conjuntam<strong>en</strong>te con el C2CCC<br />
europeo está desarrollando el protocolo IEEE 802.11p, lo que se podría ver como una<br />
adaptación del propio IEEE 802.11, que actualm<strong>en</strong>te conocemos, a esc<strong>en</strong>arios de<br />
27
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
transporte, equival<strong>en</strong>te al estándar DSRC o Dedicated Short Range Communication,<br />
utilizado <strong>en</strong> Estados Unidos.<br />
2.3 Tecnologías de comunicación de datos<br />
Una vez definidos los difer<strong>en</strong>tes servicios que necesitan hacer uso de las<br />
comunicaciones inalámbricas para transmisión de información <strong>en</strong> el ámbito del<br />
transporte es necesario definir cuáles son las tecnologías disponibles <strong>en</strong> la actualidad<br />
así como qué tecnología <strong>en</strong>caja mejor con cada una de las aplicaciones planteadas.<br />
Está claro que todo este conjunto de servicios asociados al transporte requier<strong>en</strong> un<br />
tipo de sistemas de comunicaciones específico, primando conceptos como el tiempo<br />
real, la privacidad, la conectividad <strong>en</strong>tre vehículos e infraestructuras, etc. Sin embargo,<br />
dado el poco espacio de tiempo transcurrido desde la detección de la necesidad de<br />
sistemas de comunicaciones inalámbricos <strong>en</strong> transporte, <strong>en</strong> la actualidad, la mayoría<br />
de estos sistemas específicos se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> fase de desarrollo y <strong>en</strong> algunos casos<br />
de investigación. Sin embargo, la necesidad de implantación <strong>en</strong> el mercado de los<br />
citados servicios y aplicaciones hace que, de mom<strong>en</strong>to, se haga uso de las<br />
tecnologías disponibles <strong>en</strong> la actualidad, aunque <strong>en</strong> algunos casos, no se ajust<strong>en</strong><br />
totalm<strong>en</strong>te a todos los requisitos de las difer<strong>en</strong>tes aplicaciones. Es por ello que,<br />
aunque algunas de estas tecnologías inalámbricas funcionan perfectam<strong>en</strong>te cuando<br />
las embarcamos <strong>en</strong> un vehículo, no han sido diseñadas específicam<strong>en</strong>te para ello y <strong>en</strong><br />
algunos casos pres<strong>en</strong>tan problemas e incompatibilidades que deb<strong>en</strong> ser mejorados.<br />
Incluso <strong>en</strong> la mayoría de ocasiones, es necesario combinar varios sistemas para cubrir<br />
todas las necesidades, incluso a fin de t<strong>en</strong>er redundancia.<br />
En la actualidad, dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do del alcance y ámbito que queremos que t<strong>en</strong>gan los<br />
sistemas de comunicaciones, las <strong>redes</strong> de comunicaciones (inalámbricas) se pued<strong>en</strong><br />
dividir <strong>en</strong> cuatro tipos, tal y como aparece <strong>en</strong> la Figura 2.8. Una red personal o<br />
Personal Area Network (PAN), <strong>en</strong> la que se da servicio a necesidades de<br />
comunicación de carácter local, con un alcance máximo de 10 metros. La aplicación<br />
más característica que usa este tipo de comunicaciones y con la que todos estamos<br />
familiarizados son los dispositivos manos libres, para hablar con el teléfono móvil. No<br />
obstante, el abanico de aplicaciones disponibles <strong>en</strong> automoción <strong>en</strong> la actualidad aún<br />
no es muy amplio, existi<strong>en</strong>do por ejemplo, dispositivos GPS inalámbricos, dispositivos<br />
de reproducción de música, pago electrónico, id<strong>en</strong>tificación de señales de tráfico, y por<br />
supuesto, dispositivos de comunicación instalados como parte de la electrónica del<br />
vehículo. No obstante se espera que el número de aplicaciones para las Personal Area<br />
Network intra-vehiculares aum<strong>en</strong>te <strong>en</strong> los próximos años, fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te, debido a<br />
la sustitución de los buses de comunicaciones cableados actuales por este tipo de<br />
tecnologías inalámbricas que pued<strong>en</strong> suponer una disminución del coste y el peso del<br />
vehículo, mant<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do las mismas características de seguridad y fiabilidad. Las<br />
tecnologías disponibles para este tipo de aplicaciones son el Bluetooth (IEEE 802.15),<br />
<strong>redes</strong> Zigbee y los sistemas de id<strong>en</strong>tificación por radiofrecu<strong>en</strong>cia RFID.<br />
28
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Una red de área local o Local Area Network (LAN) es la interconexión de varios<br />
ord<strong>en</strong>adores y periféricos. Su ext<strong>en</strong>sión está limitada físicam<strong>en</strong>te a un edificio o a un<br />
<strong>en</strong>torno de hasta 200 metros. Lógicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno de automoción y<br />
comunicaciones inalámbricas, los tipos de <strong>redes</strong> más utilizadas son las <strong>redes</strong> de área<br />
local inalámbricas WLAN (Wireless Local Area Network), que permit<strong>en</strong> el intercambio<br />
de información <strong>en</strong>tre difer<strong>en</strong>tes dispositivos localizados d<strong>en</strong>tro del vehículo, <strong>en</strong>tre<br />
varios vehículos y con la infraestructura viaria a elevada velocidad de transmisión y<br />
mi<strong>en</strong>tras varios de los nodos de la red se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> movimi<strong>en</strong>to. Aunque este tipo<br />
de <strong>redes</strong> no fueron diseñadas <strong>en</strong> un principio para movilidad sino simplem<strong>en</strong>te para<br />
evitar la instalación de cables de red <strong>en</strong> oficinas, <strong>en</strong> la actualidad, y ante la falta de<br />
alternativas, son la única solución funcional para sistemas de comunicaciones<br />
embarcados de corto alcance. No obstante, se está trabajando <strong>en</strong> nuevos estándares<br />
específicos para aplicaciones de automoción que aparecerán <strong>en</strong> el mercado <strong>en</strong> los<br />
próximos años. La familia de protocolos <strong>en</strong> la que se basan las WLAN es la IEEE<br />
802.11. Los servicios asociados a este tipo de <strong>redes</strong> son aquellos relacionados con el<br />
área de vehículos <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong>, como son las comunicaciones V2V y V2I para<br />
transmisión de información de seguridad, incid<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> carretera, maniobras de<br />
emerg<strong>en</strong>cia o peligro, etc.<br />
Una red de área metropolitana o Metropolitan Area Network (MAN) es una red de alta<br />
velocidad (banda ancha) (70 Mbps) que, dando cobertura <strong>en</strong> un área geográfica<br />
ext<strong>en</strong>sa (alrededor de 48 km.), proporciona capacidad de integración de múltiples<br />
servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo. Este tipo de <strong>redes</strong> se utiliza <strong>en</strong><br />
el ámbito de la automoción fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te para interconexión de sistemas<br />
localizados <strong>en</strong> la infraestructura, <strong>en</strong> zonas donde no hay disponible una conexión<br />
cableada de alta velocidad, por ejemplo <strong>en</strong> muchas carreteras españolas, pero donde<br />
es necesaria la transmisión de información de s<strong>en</strong>sores como cámaras de vigilancia o<br />
radares. La tecnología utilizada para dar soporte a este tipo de servicios es<br />
fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te la basada <strong>en</strong> IEEE 802.16 WiMAX, que <strong>en</strong> la actualidad está<br />
disponible únicam<strong>en</strong>te para comunicaciones fijas <strong>en</strong> infraestructura. Se espera que <strong>en</strong><br />
los próximos años aparezcan nuevas versiones de este protocolo que d<strong>en</strong> soporte a<br />
comunicaciones <strong>en</strong> movilidad empleando para ello la ext<strong>en</strong>sión del protocolo original al<br />
IEEE 802.16e.<br />
Y finalm<strong>en</strong>te, una red de área amplia o Wide Area Network (WAN) es un tipo de red de<br />
datos capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, dando servicio<br />
a un país o un contin<strong>en</strong>te. En el caso de automoción, las WAN disponibles son<br />
aquellas basadas <strong>en</strong> telefonía móvil, basadas <strong>en</strong> protocolos UMTS o GPRS. Dada la<br />
cobertura global de este tipo de <strong>redes</strong>, son ideales para la transmisión de información<br />
<strong>en</strong>tre vehículo a infraestructura e incluso <strong>en</strong>tre vehículos. Su limitación fundam<strong>en</strong>tal<br />
estriba <strong>en</strong> los retardos <strong>en</strong> la transmisión y <strong>en</strong> el establecimi<strong>en</strong>to de la transmisión, la<br />
saturación de las células por un elevado número de usuarios y <strong>en</strong> el alto coste de las<br />
llamadas, que hac<strong>en</strong> que se utilice para aplicaciones de emerg<strong>en</strong>cia tipo e-Call.<br />
29
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
WAN<br />
UMTS, GPRS, GSM<br />
MAN<br />
IEEE 802.16 WiMAX<br />
LAN<br />
IEEE 802.11 WLAN<br />
PAN<br />
IEEE 802.15<br />
Bluetooth<br />
Figura 2.8. Distribución de las tecnologías inalámbricas según su ámbito y alcance<br />
Dada la importancia de las tecnologías descritas <strong>en</strong> este apartado, <strong>en</strong> las sigui<strong>en</strong>tes<br />
secciones se procede a la descripción de las mismas a fin de suministrar los<br />
conocimi<strong>en</strong>tos necesarios para que los ag<strong>en</strong>tes interesados <strong>en</strong> su utilización puedan<br />
llevar a cabo una correcta elección <strong>en</strong> función de los requisitos de cada aplicación.<br />
2.3.1 Redes WLAN<br />
El popular WiFi (Wireless Fidelity) define la norma que garantiza la interoperabilidad de<br />
las d<strong>en</strong>ominadas <strong>redes</strong> de área local inalámbricas o WLAN (<strong>en</strong> inglés, Wireless Local<br />
Area Network), que es un sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible, muy<br />
utilizado como alternativa a las <strong>redes</strong> LAN cableadas o como ext<strong>en</strong>sión de éstas.<br />
Utiliza tecnología de radiofrecu<strong>en</strong>cia que permite mayor movilidad a los usuarios al<br />
minimizar las conexiones cableadas. Las WLAN van adquiri<strong>en</strong>do importancia <strong>en</strong><br />
muchos campos, como almac<strong>en</strong>es o para manufactura, <strong>en</strong> los que se transmite la<br />
información <strong>en</strong> tiempo real a una terminal c<strong>en</strong>tral. También son muy populares <strong>en</strong> los<br />
hogares para compartir el acceso a Internet <strong>en</strong>tre varias computadoras y, por<br />
supuesto, <strong>en</strong> el ámbito del transporte, donde es hoy <strong>en</strong> día, el único sistema con total<br />
disponibilidad para comunicaciones embarcadas de libre disposición.<br />
2.3.1.1 Introducción a las <strong>redes</strong> de área local inalámbricas<br />
Una red de área local inalámbrica (wireless LAN – WLAN) es un sistema de<br />
comunicaciones de datos flexible, implem<strong>en</strong>tado como una ext<strong>en</strong>sión – o una<br />
alternativa – a las <strong>redes</strong> de área local cableadas clásicas. Las LAN inalámbricas son<br />
capaces de <strong>en</strong>viar y recibir información utilizando ondas electromagnéticas a través<br />
del aire y minimizando la necesidad de las conexiones cableadas. Estas <strong>redes</strong><br />
combinan una gran capacidad de conectividad con una lógica libertad de movimi<strong>en</strong>tos<br />
y simplicidad para la configuración.<br />
Vistas a alto nivel, este tipo de <strong>redes</strong> de área local pres<strong>en</strong>tan las mismas<br />
funcionalidades que cualquier red cableada, pero permiti<strong>en</strong>do una gran libertad de<br />
movimi<strong>en</strong>tos y ahorro <strong>en</strong> infraestructuras, ya que al funcionar con radiofrecu<strong>en</strong>cia el<br />
medio de transmisión de las ondas es el aire.<br />
30
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
En los últimos años, estas <strong>redes</strong> han sufrido un gran avance, pasando de una<br />
velocidad de transmisión de unos pocos bit por segundo, a la última g<strong>en</strong>eración<br />
(802.11g) de 54 Mbps.<br />
Una funcionalidad básica de las WLAN es que al no necesitar <strong>en</strong>laces físicos con la<br />
infraestructura, son de uso ideal <strong>en</strong> exteriores, tanto <strong>en</strong> computación portátil como <strong>en</strong><br />
computación móvil. Esto es que pued<strong>en</strong> ser utilizadas <strong>en</strong> <strong>redes</strong> de tipo WAN <strong>en</strong><br />
campus, tanto universitarios como empresariales, para que desde cualquier punto se<br />
pueda trabajar con acceso a red <strong>en</strong> cualquier mom<strong>en</strong>to. Por otro lado, los equipos<br />
conectados no ti<strong>en</strong><strong>en</strong> por qué estar fijos durante su utilización, sino que pued<strong>en</strong><br />
embarcarse <strong>en</strong> cualquier vehículo y permanecer <strong>en</strong> movimi<strong>en</strong>to mi<strong>en</strong>tras se realizan<br />
operaciones de transmisión de datos.<br />
2.3.1.2 El estándar IEEE 802.11<br />
Esta especificación forma parte de la familia de estándares para <strong>redes</strong> de área local y<br />
metropolitana de IEEE [5]. A esta familia pert<strong>en</strong>ec<strong>en</strong> todos los estándares de uso<br />
común <strong>en</strong> transmisión de datos, y se basan <strong>en</strong> la descripción de las capas física y de<br />
nivel de <strong>en</strong>lace (MAC) definidas por la International Organization for Standarization<br />
(ISO) para el sistema de refer<strong>en</strong>cia básico de interconexión de sistemas abiertos<br />
(OSI).<br />
IEEE define los niveles de la arquitectura OSI físico (Physical Layer) y de nivel de<br />
<strong>en</strong>lace (Data Link Layer), dividi<strong>en</strong>do este último <strong>en</strong> las capas MAC (Medium Access<br />
Control) y LLC (Logical Link Control). Se puede observar que todos los estándares de<br />
los protocolos de red defin<strong>en</strong> de manera propietaria sus niveles OSI físico y MAC. El<br />
nivel LLC se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra definido <strong>en</strong> el protocolo 802.2 y es idéntica para todos los tipos<br />
de LAN.<br />
Estos estándares defin<strong>en</strong> siete modelos de tecnologías de acceso y su medio físico<br />
asociado, cada uno apropiado a un uso y objetivos particulares:<br />
Estándar IEEE<br />
IEEE Std. 802<br />
ANSI/IEEE Std. 802.1B y 802.1k<br />
[ISO/IEC 15802-2]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.1D<br />
[ISO/IEC 15802-3]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.1E<br />
Servicios<br />
Overview and Architecture. Este estándar proporciona<br />
una visión g<strong>en</strong>eral de los estándares de la familia IEEE<br />
802.<br />
LAN/MAN Managem<strong>en</strong>t. Define la arquitectura,<br />
servicios y elem<strong>en</strong>tos de protocolo para la utilización<br />
<strong>en</strong> los ambi<strong>en</strong>tes LAN/MAN para la realización de<br />
conexiones remotas.<br />
Media Access Control (MAC) Bridges. Especifica la<br />
arquitectura y el protocolo para la interconexión de las<br />
LAN IEEE 802 por debajo de la capa MAC de<br />
servicios.<br />
System Load Protocol. Especifica el conjunto de<br />
31
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
[ISO/IEC 15802-4]<br />
IEEE Std. 802.1F<br />
ANSI/IEEE Std 802.1G<br />
[ISO/IEC 15802-5]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.2<br />
[ISO/IEC 8802-2]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.3<br />
[ISO/IEC 8802-3]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.5<br />
[ISO/IEC 8802-4]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.5<br />
[ISO/IEC 8802-5]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.6<br />
[ISO/IEC 8802-6]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.9<br />
[ISO/IEC 8802-9]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.10<br />
IEEE Std. 802.11<br />
[ISO/IEC DIS 8802-11]<br />
ANSI/IEEE Std. 802.12<br />
[ISO/IEC DIS 8802-12]<br />
servicios y protocolos para los aspectos de control<br />
concerni<strong>en</strong>tes a la carga de sistemas <strong>en</strong> LAN 802.11.<br />
Common Definitions and Procedures for IEEE 802<br />
Managem<strong>en</strong>t Information<br />
Remote Media Access Control Bridging. Especifica las<br />
ext<strong>en</strong>siones para la interconexión, utilizando<br />
tecnologías de comunicación no LAN con IEEE 802<br />
LAN geográficam<strong>en</strong>te separadas por debajo del nivel<br />
LLC del protocolo de control.<br />
Logical Link Control. Define la capa LLC de la torre<br />
ISO.<br />
CSMA/CD Access Method and Physical Layer<br />
Specifications. Descripción del método de acceso al<br />
medio Carrier S<strong>en</strong>se Multiple Access with Collision<br />
Detect.<br />
Tok<strong>en</strong> Passing Bus Access Method and Physical Layer<br />
Specifications. Descripción del método de acceso al<br />
medio con Tok<strong>en</strong> Bus.<br />
Tok<strong>en</strong> Ring Access Method and Physical Layer<br />
Specifications. Descripción del método de acceso el<br />
medio con Tok<strong>en</strong> Ring.<br />
Distributed Queue Dual Bus Access Method and<br />
Phisical Layer Specifications.<br />
Integrated Services (IS) LAN Interface at the Medium<br />
Access Control and Phisical Layers.<br />
Interoperable LAN/MAN Security.<br />
Wireless LAN Medium Access Control and Physical<br />
Layer Specifications .<br />
Demand Priority Access Method, Physical Layer and<br />
Repeater Specifications<br />
Tabla 2.2. Descripción de los estándares de IEEE relacionados con tecnologías de<br />
comunicaciones inalámbricas.<br />
El IEEE 802.11 – 1997 repres<strong>en</strong>ta el primer estándar para productos WLAN del<br />
Institute of Electrical and Electronics Engineers para la regulación de normas <strong>en</strong> las<br />
capas física y MAC de las tarjetas de comunicaciones para este tipo de <strong>redes</strong>. La<br />
aceptación por parte de los fabricantes de este estándar ha sido inmediata, ya que de<br />
esta manera se asegura la interconectividad y compatibilidad <strong>en</strong>tre cualquiera de estos<br />
dispositivos, sea cual sea la marca, al igual que ocurre con las tarjetas de red<br />
32
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
cableadas; de hecho, la <strong>redes</strong> de área local clásicas que todos utilizamos son de tipo<br />
CSMA/CD y están basadas <strong>en</strong> el protocolo IEEE 802.3.<br />
Este estándar define el protocolo y la compatibilidad de interconexión de los equipos<br />
de comunicación de datos vía aérea, bi<strong>en</strong> sea por radio a 2.4 GHz o por infrarrojos, <strong>en</strong><br />
forma de red de área local (LAN), utilizando para compartir el medio el protocolo<br />
Carrier S<strong>en</strong>se Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA).<br />
La capa OSI de Control de Acceso al Medio (MAC) soporta accesos, bi<strong>en</strong> bajo el<br />
control de un punto de acceso c<strong>en</strong>tralizado al estilo de la telefonía móvil, bi<strong>en</strong> <strong>en</strong>tre<br />
estaciones indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes. El protocolo incluye los servicios de aut<strong>en</strong>ticación,<br />
asociación, control del consumo de <strong>en</strong>ergía para estaciones móviles, procedimi<strong>en</strong>tos<br />
de <strong>en</strong>criptación/des<strong>en</strong>criptación y, funciones de sincronización para transfer<strong>en</strong>cias de<br />
información limitadas <strong>en</strong> el tiempo. El estándar incluye la definición de la información<br />
base de mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to (MIB) utilizando sintaxis abstracta (ASN.1), y la especificación<br />
formal de la capa MAC del protocolo, utilizando el l<strong>en</strong>guaje de especificación y<br />
descripción (SDL).<br />
Este estándar conti<strong>en</strong>e material acerca del estado del arte de las WLAN, y se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> constante evolución. De esta forma cada poco tiempo aparec<strong>en</strong> nuevas<br />
versiones del estándar, clarificando el material exist<strong>en</strong>te, corrigi<strong>en</strong>do posibles errores e<br />
incorporando nuevo material e información. La última versión de este estándar es la<br />
802.11 rev. g – 2003, <strong>en</strong> la que se describe el interfaz de funcionami<strong>en</strong>to para WLAN a<br />
54 Mbps.<br />
2.3.1.3 El problema del nodo (estación) oculto.<br />
Este problema es una limitación común <strong>en</strong> los sistemas de <strong>redes</strong> inalámbricas y por<br />
tanto, ext<strong>en</strong>sible a todas las tecnologías descritas <strong>en</strong> este informe, el cual puede<br />
provocar fallos <strong>en</strong>, al m<strong>en</strong>os, el 40% de las comunicaciones <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno inalámbrico<br />
con alta carga de trabajo. Es un error propio de los sistemas sin hilos y que debe ser<br />
solucionado primero a nivel físico y MAC, con la recuperación automática de la<br />
cobertura y, después a nivel de aplicación ya que normalm<strong>en</strong>te las aplicaciones<br />
diseñadas específicam<strong>en</strong>te para <strong>en</strong>tornos de comunicaciones cableados (la mayoría)<br />
no están preparadas para su tratami<strong>en</strong>to. Por tanto puede darse el caso de perder la<br />
cobertura y por tanto todas las operaciones de transmisión de datos <strong>en</strong> uso y<br />
posteriorm<strong>en</strong>te recuperar la cobertura pero t<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do que hacer una recuperación<br />
manual de las operaciones de transmisión. Es aconsejable que las aplicaciones<br />
diseñadas específicam<strong>en</strong>te para este tipo de <strong>en</strong>tornos sin cables recuper<strong>en</strong> las<br />
comunicaciones abiertas de forma automática y transpar<strong>en</strong>te a los usuarios.<br />
La situación de nodo oculto ocurre cuando una estación <strong>en</strong> servicio no puede detectar<br />
la transmisión de otra estación cuando explora el medio para averiguar si está<br />
ocupado.<br />
33
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 2.9. Repres<strong>en</strong>tación gráfica de la problemática del nodo oculto <strong>en</strong> WiFi.<br />
Como se puede ver <strong>en</strong> la imag<strong>en</strong> superior, este inconv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te se produce cuando dos<br />
estaciones (Estación1 y Estación3) pued<strong>en</strong> ver a una tercera (Estación2), pero están<br />
fuera de cobertura <strong>en</strong>tre ellas. Según esto, como la estación 3 no puede oír a la<br />
estación 1, la estación 1 se convierte <strong>en</strong> una estación oculta para la estación 3 y<br />
viceversa.<br />
Por tanto, <strong>en</strong> el caso de que la estación STA1 esté utilizando el medio, la estación<br />
STA2 no va a ser consci<strong>en</strong>te de esto, ya que cuando examina éste para empezar a<br />
transmitir no detecta la señal de la estación 1, por lo que para STA2 el <strong>en</strong>torno está<br />
libre y consecu<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te comi<strong>en</strong>za a transmitir.<br />
Cuando las estaciones 1 y 3 desean transmitir m<strong>en</strong>sajes al mismo tiempo, estos<br />
pued<strong>en</strong> coincidir y llegar solapadam<strong>en</strong>te a la estación de destino, lo cual provoca una<br />
colisión y la pérdida de los m<strong>en</strong>sajes proced<strong>en</strong>tes de las dos estaciones. La detección<br />
y el tratami<strong>en</strong>to de esta colisión son complicados, como ya se he explicado<br />
anteriorm<strong>en</strong>te, y además debido a que las estaciones Estación1 y Estación3 no<br />
recibirían nunca la señal de la estación que emite con la que <strong>en</strong>tran <strong>en</strong> conflicto, con lo<br />
que nunca se darían cu<strong>en</strong>ta de la colisión. Esta es otra de las razones por la que se<br />
utiliza el protocolo CSMA/CA <strong>en</strong> lugar de CSMA/CD, ya que el primero ayuda a evitar<br />
que estas situaciones se produzcan mediante el uso de las tramas RTS (Request To<br />
S<strong>en</strong>d) y CTS (Clear To S<strong>en</strong>d) para la reserva del medio y Data y ACK para la<br />
transmisión de datos, previ<strong>en</strong><strong>en</strong> los fallos provocados por nodos ocultos. Este<br />
problema se convierte <strong>en</strong> realm<strong>en</strong>te importante <strong>en</strong> aplicaciones relacionadas con la<br />
automoción, ya que puede darse el caso de que una parte de los vehículos<br />
involucrados <strong>en</strong> la red no reciban datos de otros vehículos que, <strong>en</strong> ocasiones pued<strong>en</strong><br />
ser determinantes para la seguridad de la circulación. El estándar WLAN y su<br />
mecanismo de reserva del medio para transmitir fueron diseñados <strong>en</strong> un principio para<br />
dar soporte a <strong>redes</strong> inalámbricas y con poco movimi<strong>en</strong>to (p. ej. una oficina). Es por<br />
ello, que el problema del nodo oculto cuando instalamos este tipo de <strong>redes</strong> <strong>en</strong><br />
vehículos no está perfectam<strong>en</strong>te resuelto con el sistema tradicional. Para dar solución<br />
a esta limitación, se trabaja <strong>en</strong> soluciones <strong>en</strong> las que cada nodo conoce la topología<br />
34
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
de parte o la totalidad de la red <strong>en</strong> las que se d<strong>en</strong>ominan <strong>redes</strong> malladas (IEEE<br />
802.11s), que veremos más adelante.<br />
2.3.1.4 La aparición de errores multicamino (multipath).<br />
Estos errores vi<strong>en</strong><strong>en</strong> dados por la propagación de la señal, desde la estación emisora<br />
a la receptora por múltiples caminos imposibles de calcular, proced<strong>en</strong>tes de rebotes,<br />
obstáculos y cambios <strong>en</strong> el medio, provocando que la señal original llegue degradada<br />
<strong>en</strong> frecu<strong>en</strong>cia a su destino.<br />
Figura 2.10. Ejemplo de transmisión de datos con errores multicamino.<br />
La degradación está correlada <strong>en</strong> frecu<strong>en</strong>cias adyac<strong>en</strong>tes y se vuelve incorrelada<br />
después de unos pocos megahercios <strong>en</strong> un ambi<strong>en</strong>te no uniforme.<br />
Para minimizar este problema se han seguido unos criterios de diseño <strong>en</strong> los sistemas<br />
de <strong>redes</strong> inalámbricas:<br />
• Asegurar una trayectoria de distancia mínima para la at<strong>en</strong>uar desviación del<br />
r<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>to por el efecto multipath.<br />
• Minimizar las colisiones con canales adyac<strong>en</strong>tes <strong>en</strong>tre difer<strong>en</strong>tes rangos de<br />
patrones, sobre todo cuando éstas son consecutivas.<br />
• Requisito FCC 15.247: ord<strong>en</strong>ación de las frecu<strong>en</strong>cias de las estaciones según<br />
un algoritmo pseudoaleatorio.<br />
Este tipo de problemas también es de importancia <strong>en</strong> aplicaciones de automoción ya<br />
que puede provocar la pérdida de información <strong>en</strong> circulación <strong>en</strong> ciudad por el efecto<br />
túnel de los edificios altos y, por supuesto, <strong>en</strong> túneles, tanto urbanos como<br />
extraurbanos.<br />
2.3.1.5 Tipos de Redes 802.11<br />
El estándar IEEE 802.11 define el protocolo para la construcción de dos tipos de<br />
<strong>redes</strong>:<br />
• Redes Ad-hoc: una red ad-hoc es el tipo de red más simple que se puede construir<br />
con tarjetas WiFi. Es una red compuesta únicam<strong>en</strong>te por estaciones indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes<br />
d<strong>en</strong>tro de una misma área de comunicación mutua a través del medio inalámbrico.<br />
35
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Una WLAN ad-hoc se crea de manera espontánea. Basta con <strong>en</strong>c<strong>en</strong>der dos tarjetas<br />
de red para que exista comunicación <strong>en</strong>tre ellas. La principal característica distintiva<br />
de una red ad-hoc es su limitación temporal y espacial. Estas limitaciones obligan a<br />
que las operaciones de creación y disolución de las <strong>redes</strong> sean lo sufici<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te<br />
s<strong>en</strong>cillas y pot<strong>en</strong>tes como para permitir el uso de este tipo de <strong>redes</strong> a usuarios no<br />
experim<strong>en</strong>tados. Este tipo de configuración también se conoce como red peer to peer.<br />
Figura 2.11. Ejemplo de red ad-hoc.<br />
• Redes cli<strong>en</strong>te / servidor: las <strong>redes</strong> cli<strong>en</strong>te / servidor utilizan un punto de acceso que<br />
controla la asignación del tiempo de transmisión para todas las estaciones. Por tanto la<br />
red deja de ser específicam<strong>en</strong>te de conti<strong>en</strong>da y cada estación pasa a t<strong>en</strong>er el control<br />
del medio solo cuando es autorizada por el punto de acceso c<strong>en</strong>tralizado. Este punto<br />
de acceso se utiliza por tanto para controlar el tráfico de esa red inalámbrica, ya sea<br />
<strong>en</strong>tre la propia red sin cables o <strong>en</strong>tre esa red y otras de tipo cableado.<br />
Figura 2.12. Ejemplo de red con punto de acceso<br />
Cualquiera de estas dos configuraciones debe permitir la función de itinerancia<br />
(roaming). Esto es que pued<strong>en</strong> <strong>en</strong>trar y salir de las <strong>redes</strong> disponibles, ya sean ad-hoc<br />
o de punto de acceso, de una manera totalm<strong>en</strong>te transpar<strong>en</strong>te al usuario de la misma<br />
manera que ocurre <strong>en</strong> telefonía móvil.<br />
2.3.1.6 Tecnologías WiFi disponibles<br />
A continuación se muestra <strong>en</strong> la tabla adjunta el listado de tecnologías WiFi<br />
disponibles, así como sus características g<strong>en</strong>erales que han de t<strong>en</strong>erse <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta<br />
dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do de la aplicación que se vaya a desarrollar.<br />
Protocolo<br />
Fecha<br />
versión<br />
Frecu<strong>en</strong>cia<br />
de<br />
operación<br />
R<strong>en</strong>dimi<strong>en</strong>to<br />
(Typ)<br />
Velocidad de<br />
transmisión<br />
(Max)<br />
Técnica de<br />
modulación<br />
Alcance<br />
(Indoor)<br />
Alcance<br />
(Outdoor)<br />
36
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
802.11 1997 2.4 Ghz 0.9 Mbps 1 Mbps ~20 m ~100 m<br />
802.11a 1999 5 Ghz 2.3 Mbps 2 Mbps OFDM ~35 m ~120 m<br />
802.11b 1999 2.4 Ghz 4.3 Mbps 11 Mbps DSSS ~38 m ~140 m<br />
802.11g 2003 2.4 Ghz 19 Mbps 54 Mbps OFDM ~38 m ~140 m<br />
802.11n Est. 2009 2.4/5 Ghz/ 74 Mbps 248 Mbps ~70 m ~250 m<br />
802.11y Est. 2008 3.7 Ghz 23 Mbps 54 Mbps ~50 m ~5000 m<br />
Tabla 2.3. Protocolos WiFi 802.11 y sus características técnicas. Fu<strong>en</strong>te IEEE.<br />
La nueva g<strong>en</strong>eración de protocolos IEEE 802.11n e IEEE 802.11y se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra aún<br />
<strong>en</strong> fase de definición, previ<strong>en</strong>do la finalización de una especificación definitiva para<br />
finales de 2009 y finales de 2008 respectivam<strong>en</strong>te. No obstante, se espera retraso <strong>en</strong><br />
ambas. Sin embargo, es posible <strong>en</strong>contrar <strong>en</strong> la actualidad productos <strong>en</strong> el mercado<br />
que afirman cumplir con ambas especificaciones. En realidad, esta afirmación no es<br />
totalm<strong>en</strong>te correcta ya que estos productos han sido desarrollados sigui<strong>en</strong>do los<br />
difer<strong>en</strong>tes borradores publicados por IEEE sobre los citados protocolos. Aunque estos<br />
borradores se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran prácticam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> su versión final, aún están sujetos a<br />
cambios con lo que <strong>en</strong> el caso de utilizar los productos disponibles <strong>en</strong> la actualidad<br />
corremos el riesgo de una incompatibilidad con futuros sistemas e incluso quedar<br />
obligados a utilizar indefinidam<strong>en</strong>te productos del fabricante al que compramos las<br />
tarjetas, ya que será el único que mant<strong>en</strong>drá (presumiblem<strong>en</strong>te) la compatibilidad <strong>en</strong> el<br />
futuro con los productos actuales.<br />
2.3.1.7 802.11p WAVE<br />
El estándar de acceso inalámbrico <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno vehicular WAVE (Wireless Access in<br />
the Vehicular Environm<strong>en</strong>t) define una arquitectura y un conjunto estándar de servicios<br />
e interfaces complem<strong>en</strong>tarios que habilitan comunicaciones inalámbricas seguras V2V<br />
y V2I, utilizando <strong>en</strong> espectro electromagnético de 5.9 GHz. WAVE proporciona las<br />
bases para un amplio abanico de aplicaciones <strong>en</strong> el ámbito del transporte, incluy<strong>en</strong>do<br />
seguridad <strong>en</strong> vehículos, peajes automáticos, navegación mejorada, gestión de tráfico y<br />
muchas otras. La familia IEEE 1609 Family of Standards for Wireless Access in<br />
Vehicular Environm<strong>en</strong>ts (WAVE) está formada por 4 estándares:<br />
• IEEE P1609.1 - Standard for Wireless Access in Vehicular Environm<strong>en</strong>ts<br />
(WAVE) - Resource Manager<br />
• IEEE P1609.2 - Standard for Wireless Access in Vehicular Environm<strong>en</strong>ts<br />
(WAVE) - Security Services for Applications and Managem<strong>en</strong>t Messages<br />
• IEEE P1609.3 - Standard for Wireless Access in Vehicular Environm<strong>en</strong>ts<br />
(WAVE) - Networking Services<br />
• IEEE P1609.4 - Standard for Wireless Access in Vehicular Environm<strong>en</strong>ts<br />
(WAVE) - Multi-Channel Operations<br />
37
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
WAVE constituye además el núcleo de los sistemas de comunicaciones dedicados de<br />
corto alcance DSRC (Dedicated Short Range Communications), que son la base de<br />
los programas de integración vehículo-infraestructura desarrollados <strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes<br />
proyectos de Estados Unidos. Se espera que el estándar 802.11p sea aprobado <strong>en</strong> su<br />
versión final para Abril de 2009, aunque probablem<strong>en</strong>te estará sujeto a retrasos. No<br />
obstante, no hay duda de que el 802.11p, utilizado como base de los sistemas de<br />
comunicaciones DSRC, constituirá el primer <strong>en</strong>torno de comunicaciones diseñado<br />
específicam<strong>en</strong>te para el ámbito del transporte por carretera.<br />
2.3.2 Dedicated Short Range Communications (DSRC)<br />
Los sistemas de comunicaciones dedicadas de corto alcance, Dedicated Short Range<br />
Communications [6], son sistemas de transmisión de datos de corto y medio alcance<br />
que soportan operaciones de seguridad pública y privada <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos de<br />
comunicaciones de vehículo a infraestructura y vehículo a vehículo o viceversa. DSRC<br />
está basado <strong>en</strong> la especificación IEEE 802.11p WAVE y se <strong>en</strong>ti<strong>en</strong>de como un<br />
complem<strong>en</strong>to a los sistemas de comunicaciones <strong>basados</strong> <strong>en</strong> telefonía móvil,<br />
proporcionando tasas de transfer<strong>en</strong>cia de datos muy altas <strong>en</strong> circunstancias donde es<br />
importante minimizar los tiempos de lat<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> el establecimi<strong>en</strong>to de los canales y el<br />
aislami<strong>en</strong>to de zonas de comunicaciones relativam<strong>en</strong>te pequeñas. La comunicación de<br />
datos <strong>en</strong>tre vehículo estacionario o <strong>en</strong> movimi<strong>en</strong>to y equipo fijo <strong>en</strong> la carretera, se usa<br />
<strong>en</strong> aplicaciones que involucran pagos, transfer<strong>en</strong>cia de información para seguridad o<br />
monitorización <strong>en</strong>tre otras. Dichas aplicaciones incluy<strong>en</strong>, aunque no se limitan, a:<br />
cobro electrónico de peajes con tarjeta de crédito o débito, solicitud o recepción de<br />
información del viajero y/o asist<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> ruta y automatización de información<br />
regulatoria <strong>en</strong>tre vehículos pesados y estaciones de pesaje.<br />
Esta tecnología ti<strong>en</strong>e una estructura mixta <strong>en</strong>tre el Internet inalámbrico y los sistemas<br />
radio módem. Son capaces de difundir información <strong>en</strong> modo broadcast o a un usuario<br />
determinado, según las necesidades y la naturaleza de la información, integrando<br />
todos los vehículos que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran cercanos <strong>en</strong> una zona reducida de terr<strong>en</strong>o <strong>en</strong><br />
una misma red, que permite el intercambio de información de forma rápida y fiable,<br />
con un tiempo mínimo de conexión a la red y sin demoras <strong>en</strong> el acceso a la<br />
información.<br />
La Figura 2.13 repres<strong>en</strong>ta la arquitectura que da soporte a los DSRC, sigui<strong>en</strong>do una<br />
organización estándar ISO.<br />
38
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 2.13. Arquitectura estándar del sistema DSRC de los Estados Unidos.<br />
Características de la tecnología DSRC:<br />
• Banda de frecu<strong>en</strong>cia: 5.9 GHz (5.850 – 5.925 GHz)<br />
• Ancho de banda: 75 MHz<br />
• Modulación: QPSK OFDM (con opciones 16 QAM y 64 QAM)<br />
• Canales: de 7 a 10 MHz<br />
• Velocidad de transmisión: 6, 9, 12, 18, 24 y 27 Mbps sobre canales de 10 MHz<br />
• Pot<strong>en</strong>cia de transmisión máxima: 28.8 dBm (a la <strong>en</strong>trada de la ant<strong>en</strong>a)<br />
• RSU EIRP (Roadside Unit – Effective Isotropic Radiated Power): 0-33 dBm<br />
(1mW – 2W)/ Max 44.8 dBM (30W).<br />
• OBU EIRP (OnBoard Unit): 0-20 dBM (1m – 100 mW) / Max. 44.8 dBm (30W)<br />
• S<strong>en</strong>sitividad RSU y OBU: -82 dBm (QPSK) / -65 dBm (64 QAM)<br />
• Estrategia de compartición de banda-coordinación de frecu<strong>en</strong>cia, Selección de<br />
canales alternativos para zonas adyac<strong>en</strong>tes, Uso de Carrier S<strong>en</strong>se Multiple<br />
Access (CSMA) para prev<strong>en</strong>ir interfer<strong>en</strong>cias <strong>en</strong>tre usuarios de un mismo canal.<br />
En la sigui<strong>en</strong>te figura podemos apreciar la comparación de capacidades <strong>en</strong>tre los<br />
sistemas DSRC actuales y la segunda g<strong>en</strong>eración destinada a dar soporte a<br />
aplicaciones de alta capacidad <strong>en</strong> vehículos.<br />
Parámetros Banda de 902 – 928 MHz Banda de 5850 – 5925 MHz<br />
Espectro 12 MHz (909.75 – 921.75 MHz) 75 MHz<br />
39
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
utilizado<br />
Velocidad<br />
transmisión<br />
de<br />
0.5 Mbps 6 – 27 Mbps<br />
Cobertura 1 área de comunicación Solapami<strong>en</strong>to de varias áreas<br />
Estado de la<br />
banda<br />
Posibles<br />
interfer<strong>en</strong>cias<br />
Pública<br />
Telefonía móvil, sistemas de<br />
comunicaciones ferroviarias,<br />
sistemas de espectro esparcido,<br />
radares<br />
De uso restringido<br />
Radares militares, señales de<br />
satélite<br />
Máximo alcance 100 m 1000 m<br />
Capacidad<br />
canal<br />
del<br />
1-2 canales 7 canales<br />
Tabla 2.4. Características fundam<strong>en</strong>tales de los DSRC.<br />
Factores básicos <strong>en</strong> las comunicaciones mediante DSRC:<br />
• Las aplicaciones de seguridad pública y privada compart<strong>en</strong> la misma banda<br />
• Interoperabilidad <strong>en</strong>tre <strong>redes</strong> DSRC antiguas o de no estándar, que funcion<strong>en</strong><br />
<strong>en</strong> la misma o <strong>en</strong> otras frecu<strong>en</strong>cias.<br />
• Operaciones bajo lic<strong>en</strong>cia<br />
• Prioridad de instalación de aplicaciones dedicada a la seguridad pública<br />
• No exclusión mutua para actividades privadas<br />
• Alcance limitado para operaciones privadas<br />
• Uso de un coordinador de frecu<strong>en</strong>cias para la asignación de lic<strong>en</strong>cias.<br />
40
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Todos los vehículos – Corto alcance 80 – 15 m<br />
• Control de acceso<br />
• Cobro de peaje<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información/información de<br />
combustible<br />
• Información del tráfico<br />
• Pago Drive-thru<br />
• Pago de aparcami<strong>en</strong>to<br />
• Recolección de información basado <strong>en</strong> la<br />
infraestructura<br />
• Tratami<strong>en</strong>to de coches de alquiler<br />
Todos los vehículos (alcance ext<strong>en</strong>dido (90 – 335 m)<br />
• Asist<strong>en</strong>cia de velocidad <strong>en</strong> curva<br />
• Asist<strong>en</strong>te de luz de fr<strong>en</strong>o basado <strong>en</strong><br />
infraestructura<br />
• Aviso de colisiones <strong>en</strong> intersecciones<br />
• Aviso de colisiones cooperativo<br />
• Recolección de información basado <strong>en</strong> vehículos<br />
• Control de crucero adaptativo cooperativo<br />
• Sistema cooperativo para conducción <strong>en</strong> caravana<br />
• Evitación de colisión autopista/ferrocarril<br />
• Aviso de colisión inmin<strong>en</strong>te<br />
• Seguimi<strong>en</strong>to por video de vehículos de<br />
emerg<strong>en</strong>cia<br />
• Aviso de condición de la carretera<br />
• Aviso de obras<br />
Aplicabilidad bajo investigación<br />
• Planificación de la ruta y guiado mejorado<br />
• Gestión del tráfico basado <strong>en</strong> información de la<br />
infraestructura.<br />
• Todos los vehículos – Corto - medio alcance (0 –<br />
90 m)<br />
• Cobro de peaje<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información/información de<br />
combustible<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información/Operaciones de<br />
vehículos comerciales/Paradas de camiones<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información/vehículos <strong>en</strong><br />
circulación<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información/locomotive<br />
Operaciones de vehículos comerciales – corto-medio<br />
alcance (0 – 90 m)<br />
• Selección de la línea principal<br />
• Aduanas fronterizas<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información para seguridad<br />
abordo<br />
• Gestión de flotas<br />
• Diario de a bordo del conductor<br />
• Inspección de la seguridad del vehículo<br />
• Transfer<strong>en</strong>cia de información de vehículos <strong>en</strong><br />
circulación<br />
• Gestión de abastecimi<strong>en</strong>to de combustible de los<br />
vehículos <strong>en</strong> circulación<br />
• Monitorización de combustible de los vehículos <strong>en</strong><br />
circulación<br />
• Aviso de firma deslizante<br />
• Aviso de pu<strong>en</strong>te bajo<br />
Seguridad Pública – Largo alcance (300 – 2000 m)<br />
• Asist<strong>en</strong>te de aproximación de vehículos de<br />
emerg<strong>en</strong>cia<br />
• Señalización de prioridad<br />
• Recom<strong>en</strong>dación de velocidad óptima<br />
Figura 2.14. Aplicaciones según el alcance efectivo.<br />
2.3.3 Redes <strong>en</strong> malla<br />
Las <strong>redes</strong> inalámbricas Mesh, <strong>redes</strong> acopladas, o <strong>redes</strong> de malla inalámbricas de<br />
infraestructura, son aquellas que permit<strong>en</strong> unirse a la red a dispositivos que a pesar de<br />
estar fuera del rango de cobertura de los puntos de acceso están d<strong>en</strong>tro del rango de<br />
cobertura de alguna tarjeta de red (TR) que directam<strong>en</strong>te o indirectam<strong>en</strong>te está d<strong>en</strong>tro<br />
del rango de cobertura de un punto de acceso (PA).<br />
Permit<strong>en</strong> que las tarjetas de red se comuniqu<strong>en</strong> <strong>en</strong>tre si, indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te del<br />
punto de acceso. Esto quiere decir que los dispositivos que actúan como tarjeta de red<br />
pued<strong>en</strong> no mandar directam<strong>en</strong>te sus paquetes al punto de acceso sino que pued<strong>en</strong><br />
pasárselos a otras tarjetas de red para que llegu<strong>en</strong> a su destino, actuando todas las<br />
tarjetas de la red como routers.<br />
Para que esto sea posible es necesario el contar con un protocolo de <strong>en</strong>rutami<strong>en</strong>to<br />
que permita transmitir la información hasta su destino con el mínimo número de saltos<br />
(Hops <strong>en</strong> inglés) o con un número que aún no si<strong>en</strong>do el mínimo sea sufici<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te<br />
41
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
bu<strong>en</strong>o. Además, el protocolo debe de ser tolerante a fallos, pues la caída de un solo<br />
nodo no implica la caída de toda la red.<br />
Antiguam<strong>en</strong>te no se usaba la estructura de <strong>redes</strong> Mesh porque el cableado necesario<br />
para establecer la conexión <strong>en</strong>tre todos los nodos era imposible de instalar y de<br />
mant<strong>en</strong>er. Hoy <strong>en</strong> día con la aparición de las <strong>redes</strong> inalámbricas, fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te<br />
las relacionadas del estándar IEEE 802.11, este problema desaparece y nos permite<br />
disfrutar de sus grandes posibilidades y b<strong>en</strong>eficios.<br />
En la figura 2.17 podemos ver, a modo de ejemplo, la estructura de una red<br />
inalámbrica Mesh formada por siete nodos. Se puede ver que cada nodo establece<br />
una comunicación con todos los demás nodos.<br />
Figura 2.15. Esquema de una red <strong>en</strong> malla.<br />
Hay más de 70 protocolos que defin<strong>en</strong> el funcionami<strong>en</strong>to de las <strong>redes</strong> <strong>en</strong> malla,<br />
compet<strong>en</strong>tes para el <strong>en</strong>caminami<strong>en</strong>to de paquetes a través de las mismas. Algunos de<br />
éstos son:<br />
• AODV (Ad-hoc On Demand Distance Vector)<br />
• B.A.T.M.A.N. (Better Approach To Mobile Adhoc Networking)<br />
• PWRP (Predictive Wireless Routing Protocol)<br />
• DSR (Dynamic Source Routing)<br />
• OLSR (Optimized Link State Routing protocol)<br />
• TORA (Temporally-Ordered Routing Algorithm)<br />
• HSLS (Hazy-Sighted Link State)<br />
Además, el IEEE se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra desarrollando un conjunto de estándares bajo el título<br />
802.11s para definir una arquitectura y un protocolo para la red Mesh.<br />
2.3.3.1 Optimized Link State Routing (OLSR). Protocolo de <strong>en</strong>rutami<strong>en</strong>to<br />
proactivo<br />
OLSR (Optimized Link State Routing protocol) es un protocolo que se desarrolló <strong>en</strong> el<br />
INRIA, Francia, y permite la creación de <strong>redes</strong> ad-hoc malladas. Una de las principales<br />
42
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
v<strong>en</strong>tajas de las <strong>redes</strong> ad-hoc malladas es que todos los dispositivos que la compon<strong>en</strong><br />
forman parte activa de la red, es decir, que además de funcionar como terminales<br />
finales actúan también como routers de información realizando funciones de<br />
retransmisión de paquetes.<br />
Gracias a esta cualidad del protocolo nos permite <strong>en</strong>caminar la información hacia<br />
nodos ocultos de los que directam<strong>en</strong>te no dispongamos de visión directa, pero si<br />
indirectam<strong>en</strong>te a través de cualquiera de los nodos activos <strong>en</strong> la red. Asimismo, esta<br />
misma funcionalidad nos permite aum<strong>en</strong>tar la cobertura de la red, y por tanto también<br />
la movilidad de los elem<strong>en</strong>tos de la misma.<br />
Con este tipo de <strong>redes</strong>, los protocolos tradicionales de <strong>en</strong>caminami<strong>en</strong>to de paquetes<br />
no sirv<strong>en</strong>, por lo tanto se tuvieron que crear nuevos protocolos para desempeñar esta<br />
función, así nació OLSR. En consecu<strong>en</strong>cia, haci<strong>en</strong>do un estudio de este tipo de <strong>redes</strong><br />
se hace necesaria la inclusión de un protocolo reactivo, que solo añada rutas cuando<br />
sea necesario evitando sobrecargar el medio con información de <strong>en</strong>rutami<strong>en</strong>to. Con<br />
este planteami<strong>en</strong>to nace otro protocolo a estudiar como es el AODV (Ad-hoc on<br />
demand distance Vector). En este protocolo cada nodo manti<strong>en</strong>e una tabla de<br />
<strong>en</strong>caminami<strong>en</strong>to para los nodos conocidos empleando un algoritmo de vector<br />
distancia. Así pues, esta tabla estará inicialm<strong>en</strong>te compuesta por los vecinos próximos<br />
a cada nodo, aum<strong>en</strong>tando la misma tan solo cuando sea necesario conocer las rutas<br />
hasta otros nodos iniciando una comunicación para conseguir descubrir la ruta hacia el<br />
nodo destino de un determinado m<strong>en</strong>saje (protocolo reactivo).<br />
Figura 2.16. Esquema de una red <strong>en</strong> malla con protocolo OLSR.<br />
Según estudios realizados se ha obt<strong>en</strong>ido como conclusión que aunque OLSR<br />
introduce una carga considerable de tráfico <strong>en</strong> la red (ya que <strong>en</strong>vía muchos m<strong>en</strong>sajes<br />
periódicos) ofrece unos resultados bastante bu<strong>en</strong>os <strong>en</strong> comparación con otros<br />
protocolos de <strong>redes</strong> ad-hoc mesh. Hay que destacar también que el protocolo OLSR<br />
funciona con tarjetas de red WiFi pero necesita de un software resid<strong>en</strong>te <strong>en</strong> los nodos<br />
que permitan trabajar con este protocolo (cambiar el firmware de las tarjetas, o añadir<br />
el daemon de OLSR <strong>en</strong> el ord<strong>en</strong>ador correspondi<strong>en</strong>te por ejemplo). Esto complica<br />
mucho su aplicación cuando se quiere aplicar una red mesh a una PDA, un portatil,<br />
etc. Aunque existe software tanto para Windows, MAC, PocketPC, como Linux hacer<br />
llegar esto al público <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral puede ser realm<strong>en</strong>te complicado. No solo eso, sino<br />
que no todas las tarjetas de red permit<strong>en</strong> cambiar el firmware y m<strong>en</strong>os es un firmware<br />
abierto, son lo que la utilización de <strong>redes</strong> <strong>en</strong> malla queda de mom<strong>en</strong>to reservada a<br />
propósitos de investigación, si<strong>en</strong>do su implantación a corto plazo complicada. Sin<br />
43
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
embargo, las <strong>redes</strong> malladas ti<strong>en</strong><strong>en</strong> un gran pot<strong>en</strong>cial <strong>en</strong> el ámbito de la automoción,<br />
ya que su estructura reconfigurable se ajusta perfectam<strong>en</strong>te a la situación real del<br />
tráfico <strong>en</strong> la que los nodos (vehículos) están constantem<strong>en</strong>te <strong>en</strong> movimi<strong>en</strong>to y<br />
difer<strong>en</strong>tes aplicaciones están constantem<strong>en</strong>te intercambiando información.<br />
2.3.4 RFID<br />
RFID (siglas de Radio Frequ<strong>en</strong>cy ID<strong>en</strong>tification, <strong>en</strong> español Id<strong>en</strong>tificación por<br />
radiofrecu<strong>en</strong>cia) es un sistema de almac<strong>en</strong>ami<strong>en</strong>to y recuperación de datos remoto<br />
que usa dispositivos d<strong>en</strong>ominados etiquetas, transpondedores o tags RFID. El<br />
propósito fundam<strong>en</strong>tal de la tecnología RFID es transmitir la id<strong>en</strong>tidad de un objeto<br />
(similar a un número de serie único) mediante ondas de radio. Las tecnologías RFID<br />
se agrupan d<strong>en</strong>tro de las d<strong>en</strong>ominadas Auto ID (Automatic Id<strong>en</strong>tification, o<br />
Id<strong>en</strong>tificación Automática).<br />
Una etiqueta RFID es un dispositivo pequeño, similar a una pegatina, que puede ser<br />
adherida o incorporada a un producto, animal o persona. Conti<strong>en</strong><strong>en</strong> ant<strong>en</strong>as para<br />
permitirles recibir y responder a peticiones por radiofrecu<strong>en</strong>cia desde un emisorreceptor<br />
RFID. Las etiquetas pasivas no necesitan alim<strong>en</strong>tación eléctrica interna,<br />
mi<strong>en</strong>tras que las activas sí lo requier<strong>en</strong>. Una de las v<strong>en</strong>tajas del uso de<br />
radiofrecu<strong>en</strong>cia (<strong>en</strong> lugar, por ejemplo, de infrarrojos) es que no se requiere visión<br />
directa <strong>en</strong>tre emisor y receptor.<br />
Las etiquetas RFID pued<strong>en</strong> ser activas, semipasivas (o semiactivas, asistidas por<br />
batería) o pasivas. Los tags pasivos no requier<strong>en</strong> ninguna fu<strong>en</strong>te de alim<strong>en</strong>tación<br />
interna y son <strong>en</strong> efecto dispositivos puram<strong>en</strong>te pasivos (sólo se activan cuando un<br />
lector se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra cerca para suministrarles la <strong>en</strong>ergía necesaria). Los otros dos tipos<br />
necesitan alim<strong>en</strong>tación, típicam<strong>en</strong>te una pila pequeña.<br />
Figura 2.17. El diagrama muestra el típico esquema backscatter para etiquetas RFID, que<br />
son alim<strong>en</strong>tadas utilizando la <strong>en</strong>ergía cont<strong>en</strong>ida <strong>en</strong> la onda <strong>en</strong>viada por el dispositivo<br />
lector (señal eléctrica inducida).<br />
Dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do de las frecu<strong>en</strong>cias utilizadas <strong>en</strong> los sistemas RFID, el coste, el alcance y<br />
las aplicaciones son difer<strong>en</strong>tes. Los sistemas que emplean frecu<strong>en</strong>cias bajas ti<strong>en</strong><strong>en</strong><br />
igualm<strong>en</strong>te costes bajos, pero también baja distancia de uso. Los que emplean<br />
frecu<strong>en</strong>cias más altas proporcionan distancias mayores de lectura y velocidades de<br />
44
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
lectura más rápidas. Así, las de baja frecu<strong>en</strong>cia se utilizan comúnm<strong>en</strong>te para la<br />
id<strong>en</strong>tificación de animales, seguimi<strong>en</strong>to de paquetería, o como llave de automóviles<br />
con sistema antirrobo. Las etiquetas RFID de UHF se utilizan comúnm<strong>en</strong>te de forma<br />
comercial <strong>en</strong> seguimi<strong>en</strong>to de palé y <strong>en</strong>vases, y seguimi<strong>en</strong>to de camiones y remolques<br />
<strong>en</strong> <strong>en</strong>víos.<br />
Algunas autopistas, como por ejemplo el carril de Telepeaje IAVE <strong>en</strong> las autopistas de<br />
CAPUFE <strong>en</strong> Mexico, la FasTrak de California, el sistema I-Pass de Illinois, el telepeaje<br />
TAG <strong>en</strong> las autopistas urbanas <strong>en</strong> Santiago de Chile, la totalidad de las autopistas de<br />
pago arg<strong>en</strong>tinas y la Philippines South Luzon Expressway E-Pass utilizan etiquetas<br />
RFID para recaudación con peaje electrónico. En Nueva York, la mayoría de los<br />
vehículos que transitan habitualm<strong>en</strong>te por los pu<strong>en</strong>tes y los túneles de peaje que<br />
comunican la isla de Manhattan con el contin<strong>en</strong>te utilizan el sistema E-ZPass, basado<br />
<strong>en</strong> esta tecnología. Las tarjetas son leídas mi<strong>en</strong>tras los vehículos pasan; la<br />
información se utiliza para cobrar el peaje <strong>en</strong> una cu<strong>en</strong>ta corri<strong>en</strong>te o descontarla de<br />
una tarjeta prepago. El sistema ayuda a disminuir el <strong>en</strong>torpecimi<strong>en</strong>to del tráfico<br />
causado por las cabinas de peaje. En España la mayoría de las autopistas de peaje ya<br />
permit<strong>en</strong> el pago mediante el sistema Vía-T, que instala <strong>en</strong> los vehículos una etiqueta<br />
RFID pasiva o semipasiva que se activa al pasar bajo los lectores que hay debajo de<br />
las marquesinas de los peajes.<br />
Figura 2.18. Una etiqueta RFID empleada para la recaudación con peaje electrónico.<br />
También son de uso común las d<strong>en</strong>ominadas llaves <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong>, disponibles <strong>en</strong><br />
modelos de diversos fabricantes como Toyota, R<strong>en</strong>ault o Lexus. En este caso, la llave<br />
se sustituye por una tarjeta con un circuito de RFID activo que permite que el<br />
automóvil reconozca la pres<strong>en</strong>cia de la llave a un metro del s<strong>en</strong>sor. El conductor<br />
puede abrir las puertas y arrancar el automóvil mi<strong>en</strong>tras la tarjeta sigue estando <strong>en</strong> la<br />
cartera o <strong>en</strong> el bolsillo. De forma similar, la mayoría de los fabricantes incluy<strong>en</strong> chips<br />
RFID pasivos <strong>en</strong> sus llaves, que son reconocidos por lectores instalados <strong>en</strong> la<br />
cerradura de arranque y mediante los cuales el coche id<strong>en</strong>tifica que la llave introducida<br />
es la original y se pued<strong>en</strong> deshabilitar todos los mecanismos de seguridad del<br />
vehículo.<br />
Otra aplicación propuesta es el uso de RFID para señales de tráfico <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>en</strong> la<br />
carretera (Road Beacon System o RBS). Se basa <strong>en</strong> el uso de transpondedores RFID<br />
45
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
<strong>en</strong>terrados bajo el pavim<strong>en</strong>to (radiobalizas) que son leídos por una unidad que lleva el<br />
vehículo (OBU, de onboard unit) que filtra las diversas señales de tráfico y las traduce<br />
a m<strong>en</strong>sajes de voz o da una proyección virtual usando un HUD (Heads-Up Display).<br />
Su principal v<strong>en</strong>taja comparada con los sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> satélite es que las<br />
radiobalizas no necesitan de ser introducidas <strong>en</strong> la cartografía digital ya que<br />
proporcionan el símbolo de la señal de tráfico y la información de su posición por sí<br />
mismas. Las radiobalizas RFID también son útiles para complem<strong>en</strong>tar sistemas de<br />
posicionami<strong>en</strong>to de satélite <strong>en</strong> lugares como los túneles o interiores, o <strong>en</strong> el guiado de<br />
personas ciegas.<br />
Figura 2.19. Radiobalizas. Señales de tráfico <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong>.<br />
2.3.5 Telefonía móvil<br />
En 1985, surge <strong>en</strong> Europa la primera g<strong>en</strong>eración (1G) tras adaptar el sistema AMPS<br />
(American Mobile Phone System) a los requisitos Europeos, y ser bautizada como<br />
TACS (Total Access Communications System). TACS <strong>en</strong>globa a todas aquellas<br />
tecnologías de comunicaciones móviles analógicas. Puede transmitir voz pero no<br />
datos. Actualm<strong>en</strong>te esta tecnología está obsoleta y se espera que desaparezca <strong>en</strong> un<br />
futuro cercano.<br />
Debido a la s<strong>en</strong>cillez y las limitaciones de la primera g<strong>en</strong>eración de telefonía móvil,<br />
surge el sistema GSM (Global System for Mobile Communications) que marcara el<br />
inicio de la segunda g<strong>en</strong>eración (2G). Su principal característica es la capacidad de<br />
transmitir datos además de voz, a una velocidad de 9,6 kbit/s. Lo cual le ha permitido<br />
desarrollar el famoso y exitoso sistema de m<strong>en</strong>sajes cortos (SMS).<br />
En 2001 surge la d<strong>en</strong>ominada segunda g<strong>en</strong>eración y media (2.5G) <strong>en</strong> Estados Unidos<br />
y Europa como paso previo a la 3G. En esta g<strong>en</strong>eración están incluidas aquellas<br />
tecnologías que permit<strong>en</strong> una mayor capacidad de transmisión de datos y que<br />
surgieron como paso previo a las tecnologías 3G. La tecnología mas notoria de esta<br />
g<strong>en</strong>eración es el GPRS (G<strong>en</strong>eral Packet Radio System), capaz de coexistir con GSM,<br />
pero ofreci<strong>en</strong>do un servicio más efici<strong>en</strong>te para el acceso a <strong>redes</strong> IP como Internet. La<br />
velocidad máxima de GPRS es 171,2 kbit/s aunque <strong>en</strong> la práctica no suele pasar de<br />
40 kbit/s de bajada y de 9,6 kbit/s de subida. En Japón esta g<strong>en</strong>eración no existió ya<br />
que se dio el salto directo de 2G a 3G.<br />
Mas tarde surgieron ya las tecnologías 3G. Las tecnologías de la tercera g<strong>en</strong>eración<br />
(3G) se categorizan d<strong>en</strong>tro del IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-<br />
46
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
2000) de la ITU (Internacional Telecommunication Union), que marca el estándar para<br />
que todas las <strong>redes</strong> 3G sean compatibles unas con otras.<br />
Los servicios que ofrec<strong>en</strong> las tecnologías 3G son básicam<strong>en</strong>te: acceso a Internet,<br />
servicios de banda ancha, roaming internacional e interoperatividad. Pero<br />
fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te, estos sistemas permit<strong>en</strong> el desarrollo de <strong>en</strong>tornos multimedia para<br />
la transmisión de vídeo e imág<strong>en</strong>es <strong>en</strong> tiempo real, fom<strong>en</strong>tando la aparición de nuevas<br />
aplicaciones y servicios tales como videoconfer<strong>en</strong>cia o comercio electrónico con una<br />
velocidad máxima de 2 Mbit/s <strong>en</strong> condiciones óptimas, como por ejemplo <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno<br />
interior de edificios.<br />
La tecnología de telefonía móvil aplicada a <strong>en</strong>tornos vehiculares es, <strong>en</strong> la actualidad,<br />
la única junto a las <strong>redes</strong> WiFi que está totalm<strong>en</strong>te desarrollada, operativa y disponible<br />
para todo tipo de aplicaciones. Si bi<strong>en</strong> las <strong>redes</strong> WiFi se c<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> comunicaciones<br />
V2V y de corto/medio alcance, el intercambio de datos mediante telefonía móvil<br />
permite operaciones con la infraestructura e incluso con otros vehículos cuando las<br />
<strong>redes</strong> WiFi no están disponibles. No solo eso, sino que, dado que su implantación <strong>en</strong><br />
<strong>en</strong>tornos viarios y de la automoción está mucho más desarrollada que cualquier otra<br />
tecnología, <strong>en</strong> algunos casos la telefonía móvil se emplea como único sistema para<br />
todo tipo de comunicaciones. En su contra juegan dos limitaciones. Por un lado, dadas<br />
las características de las comunicaciones basadas <strong>en</strong> células, una implantación<br />
masiva <strong>en</strong> vehículos podría dar lugar a la saturación de las comunicaciones <strong>en</strong> áreas<br />
con pocos nodos <strong>en</strong> la infraestructura. Por otro lado, dado que el servicio lo<br />
proporcionan compañías telefónicas, es imprescindible su pago, lo que repres<strong>en</strong>ta un<br />
increm<strong>en</strong>to de costes para el usuario que, <strong>en</strong> algunos casos, puede no estar dispuesto<br />
a asumir. Además de eso, la telefonía móvil puede t<strong>en</strong>er determinados retardos <strong>en</strong> el<br />
establecimi<strong>en</strong>to de la conexión que implicaría la imposibilidad de utilizarla <strong>en</strong> algunos<br />
sistemas críticos. El sistema basado <strong>en</strong> telefonía móvil más utilizado <strong>en</strong> la actualidad<br />
es el e-call, ya implantado <strong>en</strong> varios países europeos y de inmin<strong>en</strong>te desarrollo <strong>en</strong><br />
España.<br />
2.3.6 WiMAX<br />
WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, "Interoperabilidad Mundial<br />
para Acceso por Microondas") es un estándar de transmisión inalámbrica de datos<br />
(802.16 MAN) [7] que proporciona accesos concurr<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> áreas de hasta 48 km de<br />
radio y a velocidades de hasta 70 Mbps, utilizando tecnología que no requiere visión<br />
directa con las estaciones base. WiMAX es un concepto parecido a Wi-Fi (Wireless<br />
Fidelity), pero con mayor cobertura y ancho de banda. Wi-Fi, fue diseñada para<br />
ambi<strong>en</strong>tes inalámbricos internos como una alternativa al cableado estructurado de<br />
<strong>redes</strong> y con capacidad sin línea de vista de muy pocos metros. WiMAX, por el<br />
contrario, fue diseñado como una solución de última milla <strong>en</strong> <strong>redes</strong> metropolitanas<br />
(MAN) para prestar servicios a nivel comercial.<br />
El estándar IEEE 802.16 con revisiones específicas se ocupa de dos modelos de uso:<br />
47
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• Fijo: El estándar del 802.16-2004 del IEEE (el cuál revisa y reemplaza<br />
versiones del IEEE del 802.16a y 802.16d) es diseñado para el acceso fijo que<br />
el uso modela. Este estándar puede ser al que se refirió como "fijo inalámbrico"<br />
porque usa una ant<strong>en</strong>a que se coloca <strong>en</strong> el lugar estratégico del suscriptor. La<br />
ant<strong>en</strong>a se ubica g<strong>en</strong>eralm<strong>en</strong>te <strong>en</strong> el techo de una habitación o <strong>en</strong> un mástil,<br />
parecida a una ant<strong>en</strong>a de televisión vía satélite. 802.16-2004 del IEEE también<br />
se ocupa de instalaciones interiores, <strong>en</strong> cuyo caso no necesita ser tan robusto<br />
como al aire libre.<br />
El estándar 802.16-2004 es una solución inalámbrica para acceso a Internet de<br />
banda ancha que provee una solución de clase interoperable de transmisión de<br />
datos para la última milla. WiMAX acceso fijo funciona desde 2.5-GHz<br />
autorizado, 3.5-GHz y 5.8-GHz ex<strong>en</strong>to de lic<strong>en</strong>cia. Esta tecnología provee una<br />
alternativa inalámbrica al módem cable y las líneas digitales de suscriptor de<br />
cualquier tipo (xDSL).<br />
• Móvil: El estándar del 802.16e del IEEE es una revisión para la especificación<br />
base 802.16-2004 que apunta añade portabilidad y capacidad para cli<strong>en</strong>tes<br />
móviles, diseñado para, <strong>en</strong>tre otras, aplicaciones de automoción. Se espera<br />
que el estándar 802.16e haya sido consolidado <strong>en</strong> 2009 y para 2010 aparezcan<br />
los primeros productos certificados. Se espera que el desarrollo de este<br />
estándar permita comunicaciones omnidireccionales <strong>en</strong> movilidad, con un<br />
alcance de al m<strong>en</strong>os 20 kilómetros y a velocidades de más de 200 kilómetro<br />
por hora.<br />
El estándar del 802.16e usa Acceso Múltiple por División Ortogonal de<br />
Frecu<strong>en</strong>cia (OFDMA), lo cual es similar a OFDM <strong>en</strong> que divide <strong>en</strong> las<br />
subportadoras múltiples. OFDMA, sin embargo, va un paso más allá agrupando<br />
subportadoras múltiples <strong>en</strong> subcanales. Una sola estación cli<strong>en</strong>te del suscriptor<br />
podría usar todos los subcanales d<strong>en</strong>tro del periodo de la transmisión, o los<br />
múltiples cli<strong>en</strong>tes podrían transmitir simultáneam<strong>en</strong>te usando cada uno una<br />
porción del número total de subcanales.<br />
El estándar 802.16-2004 del IEEE mejora la <strong>en</strong>trega de última milla <strong>en</strong> varios aspectos<br />
cruciales:<br />
• La interfer<strong>en</strong>cia del multicamino<br />
• El retraso difundido<br />
• La robustez<br />
La interfer<strong>en</strong>cia del multicamino y retraso mejora la actuación <strong>en</strong> situaciones donde no<br />
hay una línea de vista directo <strong>en</strong>tre la estación base y la estación del suscriptor.<br />
48
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 2.20. Aplicaciones de WiMAX <strong>en</strong> seguridad pública.<br />
El Control de Acceso a Medios emerg<strong>en</strong>te del 802.16-2004 es optimizado para<br />
<strong>en</strong>laces de gran distancia porque es diseñado para tolerar retrasos más largos y<br />
variaciones de retraso. La especificación 802.16 acomoda m<strong>en</strong>sajes de la gestión de<br />
Control de Acceso a Medios que permit<strong>en</strong> a la estación base interrogar a los<br />
suscriptores, pero introduci<strong>en</strong>do un cierto retraso temporal.<br />
El estándar del 802.16-2004 del IEEE usa OFDM (Orthogonal Frequ<strong>en</strong>cy Division<br />
Multiplexing) para la optimización de servicios inalámbricos de datos, con varias<br />
portadoras llevando datos <strong>en</strong> paralelo. En este caso, la señal OFDM está dividida <strong>en</strong><br />
256 canales <strong>en</strong> lugar de 64 como ocurre con el estándar 802.11. Como previam<strong>en</strong>te<br />
se ha indicado, un mayor número de canales <strong>en</strong> la misma banda da como resultado<br />
canales más estrechos.<br />
WiMAX<br />
802.16<br />
WiFi<br />
802.11<br />
Explicación<br />
técnica<br />
Alcance<br />
• Optimizado para un tamaño<br />
típico de célula de 7-10 km.<br />
• Hasta 50km de alcance.<br />
• No pres<strong>en</strong>ta el problema del<br />
nodo oculto.<br />
• Optimizado para usuarios<br />
<strong>en</strong> un radio de 100 m.<br />
• Aum<strong>en</strong>to de alcance con<br />
ant<strong>en</strong>as de gran<br />
ganancia<br />
y<br />
amplificadores <strong>en</strong> los<br />
puntos de acceso.<br />
WiMAX tolera 10 veces<br />
más retardo multicamino<br />
que 802.11.<br />
Modulación adaptativa<br />
Cobertura<br />
• Optimizada para <strong>en</strong>tornos<br />
exteriores.<br />
• Optimizada<br />
<strong>en</strong>tornos interiores<br />
para<br />
256 canales <strong>en</strong> WiMAX<br />
fr<strong>en</strong>te a 64 de WiFi.<br />
Escalabilidad<br />
• Ancho de banda flexible de<br />
1.5 a 20 MHz para bandas<br />
con/sin lic<strong>en</strong>cia<br />
• Reutilización de la<br />
frecu<strong>en</strong>cia.<br />
• Planificaión de las células<br />
para proveedores de<br />
servicios.<br />
• El ancho de banda del<br />
canal es fijo a 20 MHz<br />
El número de canales de<br />
WiMAX solo está limitado<br />
por el espectro disponible.<br />
49
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Velocidad de<br />
transmisión<br />
• Hasta 75 Mbps <strong>en</strong> canales<br />
dede 20 MHz.<br />
• 54 Mbps con canales de<br />
20 MHz<br />
Coste de la<br />
instalación<br />
• >1000 € <strong>en</strong> equipos sin<br />
lic<strong>en</strong>cia.<br />
• Aún no exist<strong>en</strong> operadores<br />
con lic<strong>en</strong>cia.<br />
• 10 € por tarjeta<br />
• 100 € por punto de<br />
acceso<br />
La tecnología WiFi lleva<br />
más 10 años introducida<br />
<strong>en</strong> el mercado y es hoy <strong>en</strong><br />
día de uso g<strong>en</strong>eralizado.<br />
WiMAX acaba de aparecer<br />
y los costes de producción<br />
aún son elevados.<br />
Figura 2.21. Comparación <strong>en</strong>tre WiFi y WiMAX. Fu<strong>en</strong>te WiMAX Forum.<br />
2.3.7 Comparación <strong>en</strong>tre los estándares exist<strong>en</strong>tes<br />
En la descripción de cada una de las tecnologías de comunicaciones extravehiculares<br />
disponibles <strong>en</strong> la actualidad se han detallado sus características básicas y sus<br />
aplicaciones más apropiadas. En este punto, realizamos una recapitulación de los<br />
elem<strong>en</strong>tos fundam<strong>en</strong>tales de cada una de ellas.<br />
WiMAX<br />
802.16e<br />
WiFi<br />
802.11<br />
DSRC/WAVE<br />
UMTS<br />
Velocidad 1-32 Mbps 2-54 Mbps 3-27 Mbps 2 Mbps<br />
Cobertura 15 km 300 m 1 km 10 km<br />
Movilidad 200 km/h 50 km/h 200 km/h 200 km/h<br />
Lat<strong>en</strong>cia ¿? Segundos
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Las comunicaciones intra-vehiculares son todas aquellas que permit<strong>en</strong> el intercambio<br />
de información <strong>en</strong>tre los difer<strong>en</strong>tes sistemas d<strong>en</strong>tro del vehículo. Pued<strong>en</strong> ser de dos<br />
tipos, por un lado, las cableadas, que transmit<strong>en</strong> información <strong>en</strong>tre todos los<br />
compon<strong>en</strong>tes <strong>en</strong>cargados de la gestión de la conducción, seguridad y sistemas<br />
internos del vehículo. Habitualm<strong>en</strong>te, estos buses de comunicaciones cableados son<br />
multiplexados y se basan <strong>en</strong> tecnología CAN (Controller Area Network) de Bosch, el<br />
estándar de facto <strong>en</strong> automoción. El otro tipo de sistemas de comunicaciones intravehículares<br />
están <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas [8]. Dada la m<strong>en</strong>or fiabilidad de este<br />
tipo de <strong>redes</strong>, fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te <strong>en</strong> lo refer<strong>en</strong>te a tiempo real e interfer<strong>en</strong>cias, está<br />
dedicado única y exclusivam<strong>en</strong>te a dar servicio a sistemas de confort y multimedia, no<br />
si<strong>en</strong>do utilizados nunca para temas relacionados con seguridad. El manos libres del<br />
teléfono móvil, navegadores, música o video son algunas de las aplicaciones más<br />
comunes. No obstante, la aplicación de este tipo de tecnologías inalámbricas ti<strong>en</strong>e, sin<br />
duda, un brillante futuro <strong>en</strong> automoción. De la misma manera <strong>en</strong> que gran parte de la<br />
electricidad y el cableado de los vehículos fueron sustituidos por buses de<br />
comunicaciones para, <strong>en</strong>tre otras cosas, ahorrar peso y costes, <strong>en</strong> un futuro<br />
posiblem<strong>en</strong>te cercano, esos buses de datos serán sustituidos por <strong>redes</strong> inalámbricas,<br />
eliminando definitivam<strong>en</strong>te la mayoría del cableado de los coches. De hecho, se<br />
estima que por término medio <strong>en</strong> un vehículo se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran instalados 1900 cables,<br />
que vi<strong>en</strong><strong>en</strong> a ser unos 2 km. de cableado y repres<strong>en</strong>tan un peso de 40 kg. No solo<br />
eso, sino que además, las rutas de los cables deb<strong>en</strong> ser variadas <strong>en</strong> cada ciclo de<br />
producción, repres<strong>en</strong>tando un coste añadido. Por todo esto, la integración de s<strong>en</strong>sores<br />
inalámbricos d<strong>en</strong>tro del vehículo, supone una interesante alternativa a la falta de<br />
flexibilidad de las <strong>redes</strong> cableadas, habilitando una malla interconectada de <strong>redes</strong><br />
inalámbricas para gestionar toda la información d<strong>en</strong>tro del vehículo. En consecu<strong>en</strong>cia,<br />
toda actividad <strong>en</strong> el área de <strong>redes</strong> inalámbricas intra-vehiculares supone una<br />
oportunidad de negocio para futuros desarrollos de sistemas <strong>en</strong> vehículos.<br />
Las tecnologías para comunicaciones inalámbricas que pued<strong>en</strong> ser utilizadas <strong>en</strong><br />
aplicaciones intra-vehiculares disponibles <strong>en</strong> la actualidad son tres: Bluetooth, Zigbee<br />
y UWB. También se incluye <strong>en</strong> esta clasificación a los RFID pasivos, ya descritos<br />
anteriorm<strong>en</strong>te, que forman parte de sistemas de seguridad como la id<strong>en</strong>tificación de la<br />
llave del vehículo o de la tarjeta de id<strong>en</strong>tificación.<br />
2.3.8.1 Bluetooth<br />
Bluetooth [9] es una especificación industrial para las d<strong>en</strong>ominadas Redes<br />
Inalámbricas de Área Personal (WPANs) que posibilita la transmisión de datos <strong>en</strong>tre<br />
difer<strong>en</strong>tes dispositivos mediante un <strong>en</strong>lace por radiofrecu<strong>en</strong>cia a <strong>en</strong> la banda de 2.4<br />
GHz. La especificación Bluetooth [10] ha sido diseñada para permitir el desarrollo de<br />
dispositivos de comunicaciones de bajo coste, con bajo consumo y de corto alcance (1<br />
metro, 10 metros, 100 metros – Ver tabla).<br />
Clase Pot<strong>en</strong>cia máxima permitida Alcance (metros)<br />
51
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
mW (dBm)<br />
Clase 1 100 (20) ~ 100<br />
Clase 2 2.5 (4) ~ 20<br />
Clase 2 1 (0) ~ 1<br />
Tabla 2.6. Características fundam<strong>en</strong>tales de las clases de dispositivos Bluetooth.<br />
El motivo de la creación de esta especificación es la de obt<strong>en</strong>er un único protocolo<br />
inalámbrico digital que fuera capaz de interconectar múltiples dispositivos de forma<br />
muy simple y solv<strong>en</strong>tando problemas clásicos como la sincronización <strong>en</strong>tre los<br />
mismos. De manera similar a las <strong>redes</strong> WiFi, Bluetooth utiliza la tecnología Frequ<strong>en</strong>cy<br />
Hopping Spread Spectrum (FHSS) para la transmisión de datos, empleando para ello<br />
79 canales <strong>en</strong> la banda de los 2.4 GHz para ISM (banda de frecu<strong>en</strong>cia industrial,<br />
ci<strong>en</strong>tífica y médica) y, de esta manera, contrarrestar las interfer<strong>en</strong>cias y la pérdida de<br />
int<strong>en</strong>sidad ocasionales.<br />
Las <strong>redes</strong> Bluetooth admit<strong>en</strong> una velocidad de transmisión de 1 Mbps <strong>en</strong> el modo de<br />
transfer<strong>en</strong>cia básica y una velocidad de transmisión aérea total de 2 a 3 Mbps <strong>en</strong> el<br />
modo de transfer<strong>en</strong>cia de datos mejorada.<br />
Versión<br />
Versión 1.2<br />
Versión 2.0 + EDR<br />
UWB Bluetooth<br />
(propuesto)<br />
Ancho de banda<br />
1 Mbit/s<br />
3 Mbit/s<br />
53 - 480 Mbit/s<br />
Tabla 2.7. Velocidades de transmisión asociadas a las difer<strong>en</strong>tes versiones de Bluetooth.<br />
El funcionami<strong>en</strong>to habitual de las <strong>redes</strong> Bluetooth se rige por el esquema maestroesclavo.<br />
Uno de los dispositivos de la red, d<strong>en</strong>ominado maestro, proporciona los<br />
valores de refer<strong>en</strong>cia de la conexión, como por ejemplo, la sincronización con su reloj<br />
y la secu<strong>en</strong>cia de salto de frecu<strong>en</strong>cia. Los demás dispositivos (hasta 7) de la red<br />
recib<strong>en</strong> el nombre de esclavos e intercambian datos con el maestro. Esta red formada<br />
por ocho dispositivos de corto alcance es una PAN (Personal Area Network) y se<br />
d<strong>en</strong>omina piconet (μNet). Una de las características fundam<strong>en</strong>tales de este tipo de<br />
<strong>redes</strong> es que la información puede circular <strong>en</strong>tre el maestro y cualquier otro<br />
dispositivo; no obstante, los difer<strong>en</strong>tes dispositivos pued<strong>en</strong> cambiar sus roles <strong>en</strong>tre sí<br />
y, de esta forma, un maestro puede transformarse <strong>en</strong> esclavo y viceversa,<br />
dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do de la necesidades de las aplicaciones que soport<strong>en</strong> las comunicaciones.<br />
Además, los nodos son autónomos, es decir, que no ti<strong>en</strong><strong>en</strong> por que ir asociados a<br />
ord<strong>en</strong>adores ni equipo informático complejo, sino que pued<strong>en</strong> ser simples s<strong>en</strong>sores o<br />
actuadores indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes y con alim<strong>en</strong>tación autónoma, formando una WSAN<br />
(Wireless S<strong>en</strong>sor and Actuator Network) [11].<br />
52
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
La especificación Bluetooth permite también la interconexión de dos o más piconets,<br />
formando así una scatternet, <strong>en</strong> la que alguno de los dispositivos esclavos ejerce de<br />
puerta de <strong>en</strong>lace de <strong>en</strong>tre dos <strong>redes</strong>, si<strong>en</strong>do maestro <strong>en</strong> una y esclavo <strong>en</strong> otra.<br />
En la actualidad, las comunicaciones Bluetooth son ampliam<strong>en</strong>te utilizadas <strong>en</strong> el<br />
ámbito del automóvil. En la actualidad podemos <strong>en</strong>contrar multitud de aplicaciones y<br />
sistemas que emplean conexiones <strong>en</strong>tre difer<strong>en</strong>tes dispositivos del vehículo con una<br />
PDA, con el teléfono móvil, con un reproductor MP3 o con un GPS. La característica<br />
común de estas aplicaciones es que todas están dedicadas al <strong>en</strong>tret<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to, no<br />
estando basadas <strong>en</strong> ellas ningún sistema de seguridad. Sin embargo, el esquema<br />
maestro esclavo de las <strong>redes</strong> Bluetooth es muy similar al esquema de los buses<br />
multiplexados que equipan los vehículos y bi<strong>en</strong> podrían aparecer, <strong>en</strong> un futuro no muy<br />
lejano aplicaciones que sustituyan estas <strong>redes</strong> cableadas. Bluetooth es ideal, además,<br />
para aplicaciones que demand<strong>en</strong> gran ancho de banda y, aunque <strong>en</strong> la especificación<br />
ni aparece como una de sus características el tiempo real, dada la alta tasa de<br />
transfer<strong>en</strong>cia de datos, podría ser sufici<strong>en</strong>te como para ofrecer un tiempo real no<br />
estricto.<br />
2.3.8.2 Zigbee<br />
Las <strong>redes</strong> Zigbee [12] son <strong>en</strong> la actualidad las más populares que se basan <strong>en</strong> el<br />
estándar IEEE 802.15.4-2003 [13] (otras <strong>redes</strong> exist<strong>en</strong>tes de similares características<br />
son WirelessHART, ISA100, 6lowpan). Este tipo de <strong>redes</strong> emplean el nivel físico y de<br />
acceso al medio (MAC) definido <strong>en</strong> el estándar de IEEE para “Low-Rate Wireless<br />
Personal Area Networks (WPANs)”, y <strong>en</strong> el nivel de aplicación emplean su<br />
especificación propietaria. Una de las características fundam<strong>en</strong>tales de Zigbee (y del<br />
resto de especificaciones) es que permite varios tipos de organización de los<br />
difer<strong>en</strong>tes nodos de la red, <strong>en</strong> configuraciones como maestro – esclavo (igual que <strong>en</strong><br />
Bluetooth) y sobre todo <strong>en</strong> <strong>redes</strong> autoorganizativas o <strong>redes</strong> malladas. En algunos<br />
hardware incluso es posible reprogramar la configuración que deseamos que t<strong>en</strong>ga la<br />
red con nuestros propios algoritmos.<br />
Otra característica importante de este tipo de <strong>redes</strong> de área personal es que son<br />
totalm<strong>en</strong>te autónomas. Esto significa que los dispositivos de comunicaciones Zigbee<br />
cu<strong>en</strong>tan con alim<strong>en</strong>tación propia, con lo que es posible acoplarlos a cualquier tipo de<br />
sistema de forma remota, como s<strong>en</strong>sores o actuadores, sin necesidad de funcionar<br />
sobre un ord<strong>en</strong>ador. La red <strong>en</strong> su conjunto utilizará una cantidad muy pequeña de<br />
<strong>en</strong>ergía de forma que cada dispositivo individual pueda t<strong>en</strong>er una autonomía de hasta<br />
5 años antes de necesitar un recambio <strong>en</strong> su sistema de alim<strong>en</strong>tación.<br />
Dadas las características de bajo consumo de la red, <strong>en</strong> consecu<strong>en</strong>cia el alcance de<br />
cada unidad Zigbee es muy limitado. Sin embargo, la red como tal puede aum<strong>en</strong>tar<br />
ilimitadam<strong>en</strong>te su cobertura mediante configuraciones como la m<strong>en</strong>cionada de red <strong>en</strong><br />
malla autoorganizativa, que hace que todos los nodos se comport<strong>en</strong> como routers y,<br />
de esta manera dar servicio a grandes ext<strong>en</strong>siones como, por ejemplo, una planta de<br />
un edificio.<br />
53
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
La especificación Zigbee como tal se organiza d<strong>en</strong>tro de la d<strong>en</strong>ominada alianza<br />
Zigbee, formada por más de 150 compañías, si<strong>en</strong>do 9 las empresas de soporte de la<br />
organización y promotores reales del estándar: IBM, Chipcon, Ascua, Freescale,<br />
Honeywell, Mitsubishi, Motorola, Philips y Samsung. Es por ello que para propósitos de<br />
desarrollo es necesario pagar royalties a Zigbee Alliance (unos 3.000 €/año), si<strong>en</strong>do<br />
gratuito el uso de esta tecnología para educación o investigación.<br />
En cuanto a las bandas de frecu<strong>en</strong>cia utilizadas, <strong>en</strong> el mom<strong>en</strong>to que todas las<br />
soluciones Zigbee trabajan <strong>en</strong> 2.4GHz, existi<strong>en</strong>do además para la banda de 915MHz<br />
<strong>en</strong> Norteamérica y 868MHz <strong>en</strong> Europa. La banda de frecu<strong>en</strong>cia 2.4GHz es, <strong>en</strong><br />
principio, una banda libre de lic<strong>en</strong>cia, así que un producto de ZigBee se puede utilizar<br />
por todo el mundo sin mayores problemas.<br />
Frecu<strong>en</strong>cia 868 MHz 915 MHz 2.4GHz<br />
Velocidad de<br />
Transmisión<br />
20 Kbps 40 Kbps 250 Kbps<br />
Nº de canales 1 10 16<br />
Tabla 2.8. Características de las <strong>redes</strong> Zigbee para cada frecu<strong>en</strong>cia disponible <strong>en</strong> la<br />
especificación. Fu<strong>en</strong>te Zigbee Alliance.<br />
Zigbee posee además la característica de permitir comunicaciones <strong>en</strong> tiempo real,<br />
utilizando conceptos muy similares a las <strong>redes</strong> tipo CAN. Para ello ti<strong>en</strong>e la posibilidad<br />
para definir la prioridad <strong>en</strong> todos los m<strong>en</strong>sajes que son emitidos por los nodos. Esto se<br />
alcanza por medio de un mecanismo que garantiza el intervalo de tiempo de<br />
transmisión para cada nodo, de modo que los m<strong>en</strong>sajes prioritarios puedan ser <strong>en</strong>ví<strong>en</strong><br />
tan rápidam<strong>en</strong>te como sea posible.<br />
Como ya se ha com<strong>en</strong>tado, la principal v<strong>en</strong>taja y posibilidad de negocio de las <strong>redes</strong><br />
Zigbee son la posibilidad de integrar su sistema de comunicaciones inalámbrico con<br />
s<strong>en</strong>sores y actuadores para que funcion<strong>en</strong> de manera totalm<strong>en</strong>te autónoma, sin<br />
necesidad de cableado. Además su capacidad para funcionar <strong>en</strong> tiempo real<br />
defini<strong>en</strong>do prioridades <strong>en</strong> los m<strong>en</strong>sajes y su robustez derivada de la posibilidad de<br />
autoreconfiguración de la red <strong>en</strong> caso de nodos estropeados, hace que sus<br />
aplicaciones <strong>en</strong> el campo de la automoción sean múltiples, sobre todo a la hora de<br />
sustituir buses cableados cuyos nodos exig<strong>en</strong> tiempo real.<br />
2.3.8.3 Ultra Wide Band, UWB.<br />
La tecnología UWB puede utilizarse para transmitir voz, vídeo u otro tipo de datos<br />
digitales. Su principal v<strong>en</strong>taja respecto a otras tecnologías inalámbricas radica <strong>en</strong> el<br />
54
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
hecho de que puede transmitir más datos utilizando m<strong>en</strong>os pot<strong>en</strong>cia que el resto de<br />
sistemas disponibles. Adicionalm<strong>en</strong>te, los equipos de radio necesitan m<strong>en</strong>os<br />
compon<strong>en</strong>tes, por lo que se convierte <strong>en</strong> una solución económica.<br />
De acuerdo a la FCC, los dispositivos UWB para comunicaciones y sistemas de<br />
medida deb<strong>en</strong> funcionar con su ancho de banda a -10 dB <strong>en</strong> el interior del marg<strong>en</strong> de<br />
frecu<strong>en</strong>cias que se exti<strong>en</strong>de desde 3,1 hasta 10,6 GHz y con una d<strong>en</strong>sidad espectral<br />
de pot<strong>en</strong>cia máxima de emisión de -41,3 dBm/MHz. Debido a la limitación de pot<strong>en</strong>cia<br />
impuesta por la FCC sobre las especificaciones de UWB, el alcance de estos sistemas<br />
es bastante reducido. No obstante, esto se convierte <strong>en</strong> una v<strong>en</strong>taja cuando se desea<br />
combinar varios radio<strong>en</strong>laces <strong>en</strong> un espacio relativam<strong>en</strong>te pequeño, como por ejemplo<br />
una oficina o un apartam<strong>en</strong>to.<br />
El funcionami<strong>en</strong>to de UWB se basa <strong>en</strong> la transmisión de secu<strong>en</strong>cias de pulsos<br />
extremadam<strong>en</strong>te estrechos y de baja pot<strong>en</strong>cia, los cuales se sitúan de forma precisa<br />
<strong>en</strong> el tiempo (desviaciones inferiores al nanosegundo). La modulación de los datos<br />
consiste básicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> variar la posición de los pulsos empleando códigos PN<br />
(técnica de espectro <strong>en</strong>sanchado). Como resultado se obti<strong>en</strong>e un espectro de banda<br />
ancha que es mucho más resist<strong>en</strong>te a interfer<strong>en</strong>cias, ya que éstas ocupan<br />
normalm<strong>en</strong>te una fracción muy pequeña del espectro de la señal UWB.<br />
Adicionalm<strong>en</strong>te, dado que las señales UWB son de baja pot<strong>en</strong>cia, causan muy poca<br />
interfer<strong>en</strong>cia al resto de señales. Por ejemplo, algunos estudios han demostrado que la<br />
interfer<strong>en</strong>cia de UWB sobre los sistemas GPS es inferior a las causadas por diversos<br />
equipos eléctricos como un secador de pelo, una taladradora o una fu<strong>en</strong>te de<br />
alim<strong>en</strong>tación de PC.<br />
En comparación con otro tipo de tecnologías inalámbricas, como por ejemplo WiFi o<br />
WiMAX, UWB proporciona una mayor velocidad de transmisión con una gran efici<strong>en</strong>cia<br />
<strong>en</strong> pot<strong>en</strong>cia, lo que permite el desarrollo de dispositivos portátiles de gran autonomía.<br />
En cambio, su alcance es similar a Bluetooth, debido principalm<strong>en</strong>te a las limitaciones<br />
de pot<strong>en</strong>cia impuestas. Eliminando estas restricciones, el alcance de UWB se estima<br />
que podría ser similar o incluso superior al proporcionado por las tecnologías 802.11.<br />
El principal campo de aplicación de UWB se ori<strong>en</strong>ta hacia la electrónica del hogar, por<br />
ejemplo <strong>en</strong> la interconexión de periféricos tales como impresoras, escáneres o<br />
monitores con el PC, o <strong>en</strong> la distribución de señales HDTV a distintos receptores de<br />
TV. En el campo de la automoción, esta tecnología es de especial interés a la hora de<br />
permitir la transmisión de información <strong>en</strong>tre difer<strong>en</strong>tes dispositivos que ahora la<br />
compart<strong>en</strong> mediante buses cableados y que requier<strong>en</strong> gran ancho de banda. Este es<br />
el caso, por ejemplo, de los sistemas de seguridad para vehículos <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> como<br />
aviso de colisión, detección de peatones o de emerg<strong>en</strong>cia.<br />
2.3.8.4 Comparación <strong>en</strong>tre los estándares exist<strong>en</strong>tes<br />
Las <strong>redes</strong> ZigBee y Bluetooth son realm<strong>en</strong>te muy similares pero con algunas<br />
difer<strong>en</strong>cias importantes.<br />
55
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Una red ZigBee puede constar de un máximo de 65535 nodos distribuidos <strong>en</strong><br />
sub<strong>redes</strong> de 255 nodos, fr<strong>en</strong>te a los 8 máximos de una subred (Piconet) Bluetooth.<br />
Las Zigbee ti<strong>en</strong><strong>en</strong> un m<strong>en</strong>or consumo eléctrico que las Bluetooth. En términos<br />
exactos, ZigBee ti<strong>en</strong>e un consumo de 30mA transmiti<strong>en</strong>do y de 3uA <strong>en</strong> reposo, fr<strong>en</strong>te<br />
a los 40mA transmiti<strong>en</strong>do y 0.2mA <strong>en</strong> reposo que ti<strong>en</strong>e el Bluetooth. Este m<strong>en</strong>or<br />
consumo se debe a que el sistema ZigBee se queda la mayor parte del tiempo<br />
dormido, mi<strong>en</strong>tras que <strong>en</strong> una comunicación Bluetooth esto no se puede dar, y<br />
siempre se está transmiti<strong>en</strong>do y/o recibi<strong>en</strong>do. No obstante, dado que las <strong>redes</strong> Zigbee<br />
se configuran <strong>en</strong> su mayor parte <strong>en</strong> forma de malla, habitualm<strong>en</strong>te se da el caso de<br />
que algunos nodos consuman más que otros al actuar de routers con otras sub<strong>redes</strong>,<br />
con lo que el tráfico que pasa por ellos es mayor.<br />
Por otro lado, Zigbee define una velocidad de transmisión de hasta 250 kbps, mi<strong>en</strong>tras<br />
que <strong>en</strong> Bluetooth es de hasta 1 Mbps.<br />
Debido a las velocidades de cada uno, uno es más apropiado que el otro para ciertas<br />
cosas. Por ejemplo, mi<strong>en</strong>tras que el Bluetooth se usa para aplicaciones como los<br />
teléfonos móviles y los periféricos <strong>en</strong> vehículos, la velocidad del ZigBee se hace<br />
insufici<strong>en</strong>te para estas tareas, desviándolo a usos tales como s<strong>en</strong>sores y actuadores<br />
con lat<strong>en</strong>cias medias, los productos dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes de la batería, los s<strong>en</strong>sores médicos,<br />
y <strong>en</strong> artículos de juguetería, <strong>en</strong> los cuales la transfer<strong>en</strong>cia de datos es m<strong>en</strong>or.<br />
De la misma manera, los sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> RFID están destinados únicam<strong>en</strong>te a<br />
sistema con lat<strong>en</strong>cias muy bajas, dada su mínima capacidad de transmitir información,<br />
del tipo de sistemas de seguridad y antirrobo (llave o tarjeta de acceso al vehículo) o<br />
sistemas de uso puntual como telepeaje o id<strong>en</strong>tificación del vehículo. En su favor<br />
juega el bajo coste de los emisores.<br />
Por último, la tecnología UWB es la m<strong>en</strong>os utilizada <strong>en</strong> la actualidad, <strong>en</strong>contrándose<br />
<strong>en</strong> parte aún <strong>en</strong> fase de definición. No obstante, <strong>en</strong> el futuro puede suponer la<br />
sustitución del Bluetooth para aplicaciones que demand<strong>en</strong> gran ancho de banda.<br />
A continuación se muestra la tabla descriptiva con las características más importantes<br />
de estas tecnologías.<br />
Nombre RFID (Pasivo) Bluetooth ZigBee UWB<br />
Velocidad de Transmisión<br />
(Kbps)<br />
28 720 20-250 20-250<br />
Alcance (m) 0.1-10 1-10 1-100 1-100<br />
Tamaño de la red (nodos) 1000 7 255/65536 256/65536<br />
Tiempo de inicialización<br />
~dec<strong>en</strong>as de<br />
msec<br />
~sec ~msec
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Modulación PHY ASK FHSS DSSS DS-UWB<br />
Requisitos de memoria 4KB 250 KB 4-32 KB 4-32 KB<br />
Pot<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> transmisión 0 1 mW
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
En g<strong>en</strong>eral, todos los sistemas de comunicaciones descritos <strong>en</strong> el pres<strong>en</strong>te estudio<br />
pued<strong>en</strong> ser interceptados (tanto <strong>en</strong> tecnología de única portadora como <strong>en</strong> espectro<br />
esparcido) y la seguridad de la información transmitida dep<strong>en</strong>derá de si se instala un<br />
sistema de cifrado <strong>en</strong> las comunicaciones. La mayoría de estos sistemas equipan<br />
tecnologías de cifrado de hasta 128 bits, <strong>en</strong> principio imposible de hackear. No<br />
obstante, esto puede suponer un problema para determinadas aplicaciones que para<br />
su funcionami<strong>en</strong>to requier<strong>en</strong> de una transmisión de datos <strong>en</strong>tre vehículos de una zona<br />
<strong>en</strong>tre los que, <strong>en</strong> un principio, no ti<strong>en</strong>e por que haber un acuerdo de privacidad.<br />
Asimismo, también es importante impedir que usuarios malint<strong>en</strong>cionados introduzcan<br />
información errónea <strong>en</strong> los sistemas de comunicaciones <strong>en</strong> transporte, situación que<br />
podría causar la deshabilitación de los sistemas o algo peor.<br />
Para solv<strong>en</strong>tar este tipo de problemas, es de gran importancia incluir toda la temática<br />
de seguridad de la información y privacidad <strong>en</strong> todo tipo de aplicaciones que se<br />
desarroll<strong>en</strong> <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos vehiculares que utilic<strong>en</strong> soporte de comunicaciones<br />
inalámbricas que, dada su naturaleza, son interceptables por cualquier <strong>en</strong>tidad.<br />
De esta manera, es imprescindible definir sistemas de seguridad y codificación<br />
estándar que permita su utilización por la comunidad de usuarios pero que evit<strong>en</strong> el<br />
hackeo. Un ejemplo de lo que no se debe hacer son los dispositivos Bluetooth <strong>en</strong><br />
g<strong>en</strong>eral, pero específicam<strong>en</strong>te los instalados <strong>en</strong> vehículos. Todos tra<strong>en</strong> contraseña de<br />
acceso, pero la definida por defecto es “0000”, que no es cambiada por los usuarios <strong>en</strong><br />
el 99% de los casos. Esto significa que cualquier persona con un ord<strong>en</strong>ador y<br />
conexión Bluetooth puede acceder a los datos de los vehículos que circulan <strong>en</strong> su<br />
proximidad y acceder a información confid<strong>en</strong>cial como, por ejemplo, la ag<strong>en</strong>da de<br />
teléfonos.<br />
Otro tema importante a tratar es el de los inhibidores de frecu<strong>en</strong>cia, que pued<strong>en</strong><br />
provocar la desaparición de la señal de comunicaciones <strong>en</strong> un área determinada. Esta<br />
cuestión está íntimam<strong>en</strong>te relacionada con cuestiones legales y de seguridad, pero<br />
podría, <strong>en</strong> la práctica, dejar sin servicios de comunicaciones a un área de vía pública,<br />
actividad que podría afectar a la seguridad de la circulación <strong>en</strong> el caso de<br />
determinadas aplicaciones, como las descritas <strong>en</strong> este informe.<br />
La seguridad y privacidad de las comunicaciones <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos vehiculares es un tema<br />
de debate abierto pero sobre el que sin duda se debe trabajar <strong>en</strong> los próximos años y<br />
<strong>en</strong> los nuevos desarrollos, a fin de proporcionar una transmisión de datos fiable y<br />
segura.<br />
58
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
3 VISIÓN APLICADA<br />
El uso de las TICs <strong>en</strong> el sector del trasporte por carretera se puede ext<strong>en</strong>der a<br />
múltiples ámbitos. Entre otras, se pued<strong>en</strong> citar las aplicaciones para la mejora de la<br />
seguridad vial (safety), de la seguridad contra el robo y otras acciones delictivas<br />
(security), información al conductor y los usuarios, asist<strong>en</strong>cia al conductor, mejora del<br />
confort, gestión de flotas o del tráfico, etc.<br />
Al tratar de clasificar los sistemas y servicios que se derivan de la aplicación de las<br />
TICs al <strong>en</strong>torno del automóvil, se pres<strong>en</strong>ta la dificultad de los solapami<strong>en</strong>tos <strong>en</strong>tre<br />
unas categorías y otras. Así, <strong>en</strong>tre otras, se pued<strong>en</strong> plantear las sigui<strong>en</strong>tes<br />
clasificaciones.<br />
Según el objetivo perseguido:<br />
- Circulación segura.<br />
- Circulación informada / asistida.<br />
- Circulación efici<strong>en</strong>te.<br />
Según las comunicaciones establecidas:<br />
- Intravehiculares.<br />
- Intervehiculares o V2V.<br />
- Entre vehículos y la infraestructura o V2I.<br />
Según el tipo de vehículo:<br />
- Vehículo particular.<br />
- Vehículo de transporte colectivo.<br />
- Vehículo de transporte industrial de mercancías.<br />
De las anteriores, se va a seguir la primera de las indicadas, si bi<strong>en</strong> debe recalcarse<br />
que un sistema concreto puede aplicarse a más de un grupo, con lo que no es posible<br />
desvincular completam<strong>en</strong>te, <strong>en</strong> muchos casos, la circulación segura de la informada o<br />
la efici<strong>en</strong>te. Además, y con el fin de acotar el estudio, no se consideran los sistemas<br />
que impliqu<strong>en</strong> únicam<strong>en</strong>te comunicaciones intravehiculares, dando por evid<strong>en</strong>te que<br />
cualquier sistema electrónico embarcado precisa de alguna <strong>en</strong>trada de información.<br />
Por ello, nos c<strong>en</strong>traremos <strong>en</strong> los sistemas que implican comunicaciones V2V o V2I, <strong>en</strong><br />
cualquier tipo de vehículo, aunque ciertos sistemas ti<strong>en</strong><strong>en</strong> una clara ori<strong>en</strong>tación hacia<br />
algunas categorías concretas.<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
3.1 Circulación segura<br />
3.1.1 Planteami<strong>en</strong>to de soluciones<br />
La mejora de la seguridad <strong>en</strong> el transporte por carretera lleva si<strong>en</strong>do una prioridad<br />
desde hace años, dado el coste social y económico que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> los accid<strong>en</strong>tes [14].<br />
Según el plan de acción de la Unión Europea, se fijó el objetivo de reducir las muertes<br />
<strong>en</strong> accid<strong>en</strong>tes de tráfico al 50 % <strong>en</strong> el año 2010 respecto a los niveles de 2001 [15].<br />
Evid<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te, las tecnologías han evolucionado notablem<strong>en</strong>te <strong>en</strong> los últimos años, si<br />
bi<strong>en</strong> se debe ser consci<strong>en</strong>te de que sólo un <strong>en</strong>foque global puede proporcionar<br />
resultados satisfactorios. Este <strong>en</strong>foque no sólo atañe a fabricantes y operadores de<br />
infraestructuras, sino que se debe ext<strong>en</strong>der a la promoción de soluciones y políticas<br />
que mejor<strong>en</strong> el comportami<strong>en</strong>to seguro de los conductores, a través de una mejor<br />
información que les permita adoptar las acciones correctas.<br />
Desde un punto de vista g<strong>en</strong>eral, ERTRAC [3] propone las líneas estratégicas de<br />
trabajo para increm<strong>en</strong>tar la seguridad del tráfico. Entre ellas, se puede observar <strong>en</strong> la<br />
figura sigui<strong>en</strong>te que una gran parte de las soluciones ti<strong>en</strong>e una relación directa o<br />
indirecta con las TICs, lo que pone de manifiesto su pot<strong>en</strong>cial.<br />
Figura 3.1. Soluciones para la mejora de la seguridad e indicación de las áreas <strong>en</strong> las que<br />
las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3])<br />
60
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Clásicam<strong>en</strong>te, el problema de la seguridad <strong>en</strong> el tráfico se ha <strong>en</strong>focado hacia los 3<br />
elem<strong>en</strong>tos fundam<strong>en</strong>tales que intervi<strong>en</strong><strong>en</strong>: conductor, vehículo e infraestructura. Por<br />
ello, las soluciones también están focalizadas <strong>en</strong> estos elem<strong>en</strong>tos y <strong>en</strong> las<br />
interrelaciones <strong>en</strong>tre ellos [16].<br />
Conductor:<br />
Según las estadísticas, <strong>en</strong> el 90 % de los accid<strong>en</strong>tes está pres<strong>en</strong>te el factor humano<br />
[17]. Las medidas tecnológicas deb<strong>en</strong> estar ori<strong>en</strong>tadas a promover y facilitar conductas<br />
seguras al volante. Entre otras, se pued<strong>en</strong> citar las sigui<strong>en</strong>tes medidas relacionadas<br />
con el conductor:<br />
- Sistemas de información a bordo que promuevan conductas más seguras.<br />
- Supervisión del estado del conductor, detectando situaciones de cansancio,<br />
distracción, fatiga, alcoholemia, etc., para lo que se están analizando<br />
diversas técnicas de detección de dicho estado del conductor.<br />
- Desarrollo de sistemas de interfaz de usuario (HMI) adecuados que<br />
compr<strong>en</strong>dan las aplicaciones embarcadas de una forma integrada, de forma<br />
que priorice la información y la muestre de una forma efectiva.<br />
- Aunque la información es importante, se debe estudiar cual se da y <strong>en</strong> qué<br />
mom<strong>en</strong>to para no g<strong>en</strong>erar confusión o distracción, si<strong>en</strong>do necesario<br />
involucrar <strong>en</strong> el análisis el factor humano.<br />
- Se considera que la tecnología debe asistir, pero, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, no<br />
reemplazar al conductor.<br />
Vehículo:<br />
- Desarrollo de s<strong>en</strong>sores y actuadores, reduci<strong>en</strong>do su coste y mejorando su<br />
fiabilidad, así como la redundancia para un mejor reconocimi<strong>en</strong>to de<br />
situaciones de riesgo, eliminando falsas alarmas que crean desconfianza <strong>en</strong><br />
el sistema.<br />
- Desarrollo de unidades de procesami<strong>en</strong>to de la información para interpretar<br />
el <strong>en</strong>torno y las situaciones de riesgo.<br />
- Monitorización del <strong>en</strong>torno, sobre todo <strong>en</strong> zonas de conflicto más probable<br />
como intersecciones, <strong>en</strong> las que la interpretación de la información es<br />
compleja y cambiante.<br />
- Individualización de los sistemas de asist<strong>en</strong>cia a la conducción con el fin de<br />
que su comportami<strong>en</strong>to sea tal y como se espera del conductor y no<br />
provoque rechazo, para lo que deb<strong>en</strong> ajustarse los parámetros del sistema<br />
a cada individuo de forma automática.<br />
- Mayor integración <strong>en</strong>tre los sistemas de seguridad, dotándoles de mayor<br />
capacidad de actuación sobre el vehículo <strong>en</strong> caso de necesidad, lo que<br />
<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> conflicto con aspectos legales todavía <strong>en</strong> discusión.<br />
61
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Posibilidad de incluir conducción autónoma, al m<strong>en</strong>os <strong>en</strong> algunas<br />
situaciones concretas y controladas, lo que permite reducir el cansancio del<br />
conductor y mejorar la efici<strong>en</strong>cia.<br />
Infraestructura:<br />
La infraestructura juega un papel fundam<strong>en</strong>tal como canalizadora de la información y<br />
su distribución. Las líneas de trabajo principales se ori<strong>en</strong>tan hacia los sigui<strong>en</strong>tes<br />
objetivos:<br />
- Desarrollo de sistemas de información de condiciones de la carretera,<br />
meteorología, tráfico, accid<strong>en</strong>tes, así como la tecnología necesaria para<br />
<strong>en</strong>viar dicha información a los vehículos y demás usuarios<br />
- Desarrollo de criterios objetivos y comunes <strong>en</strong> la evaluación de la seguridad<br />
de la infraestructura<br />
- Desarrollo de soluciones cooperativas que permitan proteger a os usuarios<br />
más vulnerables<br />
- Desarrollo de sistemas dinámicos e <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> de gestión del tráfico.<br />
- Necesidad de desarrollar mapas electrónicos precisos y detallados<br />
Un mayor pot<strong>en</strong>cial que con medidas aisladas se alcanza con la cooperación <strong>en</strong>tre los<br />
difer<strong>en</strong>tes elem<strong>en</strong>tos, para lo que se hac<strong>en</strong> necesarias las comunicaciones vehículo-avehículo<br />
(V2V) y vehículo-a-infraestructura (V2I). Sin embargo, <strong>en</strong> este tipo de<br />
sistemas, a difer<strong>en</strong>cia de lo que ocurre con los sistemas autónomos montados <strong>en</strong> un<br />
vehículo, surge un problema claro <strong>en</strong> las primeras fases de integración y que debe ser<br />
t<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta: vehículos equipados con los nuevos sistemas de comunicaciones<br />
deb<strong>en</strong> interactuar con vehículos que no los incorporan.<br />
Para evaluar esta dificultad así como otros aspectos como la aceptación por parte de<br />
los usuarios, <strong>en</strong>tre otros, <strong>en</strong> la actualidad se está haci<strong>en</strong>do un gran esfuerzo <strong>en</strong> la<br />
línea de desarrollar <strong>en</strong>sayos a gran escala (Field Operational Tests -FOTs).<br />
3.1.2 Modelo de seguridad integrada<br />
Tradicionalm<strong>en</strong>te, los sistemas de seguridad <strong>en</strong> el automóvil se clasificaban <strong>en</strong> dos<br />
grandes grupos como eran seguridad activa o primaria y seguridad pasiva o<br />
secundaria. Sin embargo, la proliferación de unidades electrónicas de procesami<strong>en</strong>to<br />
<strong>en</strong> el vehículo y la compartición de información <strong>en</strong>tre las mismas han dado lugar a que<br />
la frontera pase a ser mucho más difusa, lo que llevó a acuñar el término de seguridad<br />
integrada (figura 3.2).<br />
62
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.2. Modelo integrado de seguridad [2].<br />
Aún asumi<strong>en</strong>do los solapami<strong>en</strong>tos antes citados, se pued<strong>en</strong> definir las grandes<br />
categorías de sistemas de seguridad:<br />
- Sistemas de asist<strong>en</strong>cia al conductor: sistemas desarrollados con el<br />
objetivo fundam<strong>en</strong>tal de evitar errores <strong>en</strong> el conductor debidos a<br />
cansancio, falta de at<strong>en</strong>ción o decisiones no acertadas, durante la<br />
actividad de circulación.<br />
- Sistemas de seguridad primaria: dispositivos que contribuy<strong>en</strong> a evitar o<br />
minimizar los actos y comportami<strong>en</strong>tos inseguros del conductor y del<br />
propio vehículo, susceptibles de causar accid<strong>en</strong>tes.<br />
- Sistemas precolisión: elem<strong>en</strong>tos que permit<strong>en</strong>, utilizando información<br />
proporcionada por s<strong>en</strong>sores embarcados, que se desarroll<strong>en</strong> acciones<br />
coordinadas por los sistemas de control del vehículo y protección de<br />
ocupantes, durante las fases de precolisión y colisión, con el objeto de<br />
reducir o eliminar daños.<br />
- Sistemas de seguridad secundaria: dispositivos que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> como<br />
finalidad evitar o minimizar los daños producidos a personas o cosas<br />
transportadas <strong>en</strong> el vehículo o con las que éste puede interaccionar,<br />
cuando ti<strong>en</strong>e lugar un accid<strong>en</strong>te.<br />
- Sistemas de seguridad terciaria: dispositivos embarcados para el<br />
registro de información dinámica durante la fase previa y de colisión<br />
(caja negra), así como aquellos que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> como función mejorar la fase<br />
de aviso y actuación de los equipos de rescate de víctimas del siniestro.<br />
Una prospección de la implantación de los sistemas de seguridad <strong>en</strong> los vehículos<br />
permite observar que, si bi<strong>en</strong> los sistemas de seguridad pasiva se introdujeron mucho<br />
antes, el gran pot<strong>en</strong>cial actual reside <strong>en</strong> los sistemas de seguridad activa, apoyados<br />
<strong>en</strong> el desarrollo de la electrónica y las comunicaciones.<br />
63
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.3. Pot<strong>en</strong>cial de los sistemas de seguridad activa y pasiva [2].<br />
3.1.3 Sistemas de seguridad primaria. Sistemas cooperativos<br />
3.1.3.1 Concepto de sistema cooperativo<br />
D<strong>en</strong>tro de la iniciativa eSafety de la Unión Europea [17], se distingu<strong>en</strong> dos<br />
g<strong>en</strong>eraciones de sistemas: sistemas autónomos (<strong>basados</strong> <strong>en</strong> c<strong>en</strong>sores y<br />
comunicaciones intravehiculares) y sistemas cooperativos (comunicaciones <strong>en</strong>tre<br />
vehículos). En la misma línea, <strong>en</strong> [14] se difer<strong>en</strong>cian tres categorías: sistemas <strong>basados</strong><br />
<strong>en</strong> el vehículo (aislado), sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> la infraestructura y sistemas<br />
cooperativos (aunque aprovechan los sistemas anteriores y añad<strong>en</strong> las<br />
comunicaciones <strong>en</strong>tre dichos elem<strong>en</strong>tos).<br />
El principal salto cualitativo <strong>en</strong>tre el vehículo autónomo que incluye sus propios<br />
sistemas y el vehículo conectado <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno cooperativo reside <strong>en</strong> que, además de<br />
poseer datos propios y de percibir su <strong>en</strong>torno por medio de s<strong>en</strong>sores embarcados,<br />
puede recibir información de otros vehículos, de la infraestructura o de c<strong>en</strong>trales de<br />
tráfico, así como disponer de posicionami<strong>en</strong>to por satélite o por medio de balizas <strong>en</strong> la<br />
vía. Además, dicho vehículo podría ser, a su vez, fu<strong>en</strong>te de información, que se<br />
transmitiría al exterior (infraestructura, otros vehículos, c<strong>en</strong>tros de control, etc.). De<br />
esta forma, se establece una comunicación bidireccional <strong>en</strong> la que los vehículos<br />
transmit<strong>en</strong> información que recib<strong>en</strong> otros usuarios o es filtrada y analizada por c<strong>en</strong>tros<br />
de control que después la vuelv<strong>en</strong> a <strong>en</strong>viar.<br />
64
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.4. Visión g<strong>en</strong>eral de las comunicaciones <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno viario según el proyecto<br />
europeo CVIS [19].<br />
Entre la información que se puede transmitir se destaca la relativa a las condiciones<br />
del tráfico (ret<strong>en</strong>ciones, obras, etc.), condiciones de la calzada (mojada, helada, etc.),<br />
condiciones meteorológicas (lluvia, nieve, niebla, etc.). La figura sigui<strong>en</strong>te ilustra esta<br />
comunicación planteada por BMW.<br />
Figura 3.5. Transmisión de información <strong>en</strong>tre vehículos y la infraestructura [20].<br />
Adicionalm<strong>en</strong>te, la transmisión de información de vehículos s<strong>en</strong>sorizados puede<br />
emplearse <strong>en</strong> la actualización de mapas electrónicos. A su vez, estos mapas y<br />
actualizaciones podrían ser descargados por los demás usuarios <strong>en</strong> ruta.<br />
65
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
3.1.3.2 Aplicaciones para la mejora de la seguridad<br />
En el ámbito de la mejora de la seguridad se han planteado diversos sistemas<br />
<strong>basados</strong> <strong>en</strong> las comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos o con la infraestructura.<br />
Fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te, se pret<strong>en</strong>de proporcionar una mejor información y con mayor<br />
antelación con lo que el conductor pueda anticiparse a ciertas situaciones de riesgo,<br />
ofreci<strong>en</strong>do mayores tiempos al conductor para adaptarse a las nuevas condiciones.<br />
La figura sigui<strong>en</strong>te muestra las áreas de trabajo de las comunicaciones <strong>en</strong> función del<br />
<strong>en</strong>torno urbano o interurbano, dadas las difer<strong>en</strong>cias que pres<strong>en</strong>tan ambos.<br />
Figura 3.6. Áreas de aplicación de las comunicaciones V2V y V2I.<br />
Así, por ejemplo, el grupo G<strong>en</strong>eral Motors planteó 7 esc<strong>en</strong>arios <strong>en</strong> un prototipo de<br />
sistema cooperativo [21]:<br />
- Aviso de zona de obras.<br />
El sistema de comunicaciones V2I informa a los vehículos que se aproximan a<br />
una zona de obra de dicha incid<strong>en</strong>cia. La señal es emitida desde la propia zona<br />
de obras.<br />
- Comunicaciones <strong>en</strong> intersecciones.<br />
Los vehículos que se aproximan a una intersección se comunican <strong>en</strong>tre sí,<br />
analizándose la prioridad y la necesidad de fr<strong>en</strong>ar <strong>en</strong> cada uno de ellos con el<br />
fin de evitar una posible colisión.<br />
- Circulación de un vehículo l<strong>en</strong>to más adelante.<br />
Los vehículos circulando por la misma vía se comunican de forma que se<br />
puede detectar la circulación de un vehículo a m<strong>en</strong>or velocidad delante,<br />
previni<strong>en</strong>do accid<strong>en</strong>tes por alcance.<br />
- Aviso de vehículo det<strong>en</strong>ido más adelante.<br />
66
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Un vehículo det<strong>en</strong>ido <strong>en</strong> la calzada o <strong>en</strong> el arcén emite una señal, previni<strong>en</strong>do<br />
con antelación a los vehículos que se acercan a él.<br />
- Supervisión del ángulo muerto.<br />
Mediante comunicación <strong>en</strong>tre vehículos es posible indicar al conductor d que<br />
una maniobra de cambio de carril es peligrosa al <strong>en</strong>contrarse un vehículo <strong>en</strong><br />
dicho carril <strong>en</strong> el ángulo muerto que el conductor no percibe con facilidad.<br />
- Aviso de vehículo de emerg<strong>en</strong>cias aproximándose.<br />
Un vehículo de emerg<strong>en</strong>cias emite una señal de forma que los demás usuarios<br />
que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> su camino están avisados y pued<strong>en</strong> realizar maniobras<br />
de forma más segura y efici<strong>en</strong>te para dejarle paso.<br />
- Aviso de fr<strong>en</strong>ada de emerg<strong>en</strong>cia de un vehículo más adelante.<br />
Un vehículo que realiza una fr<strong>en</strong>ada de emerg<strong>en</strong>cia (detectada por actuar el<br />
ABS) emite una señal para que los vehículos que se aproxim<strong>en</strong> a él por la<br />
misma vía t<strong>en</strong>gan <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta que ha sucedido un hecho anómalo <strong>en</strong> el tráfico<br />
con lo que ti<strong>en</strong><strong>en</strong> que circular con precaución.<br />
67
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.7. Esc<strong>en</strong>arios planteados <strong>en</strong> el sistemas propuesto por GM.<br />
Si bi<strong>en</strong> resulta compleja una estimación del efecto sobre la seguridad de estos<br />
sistemas, sí se puede cuantificar cual es el marco de accid<strong>en</strong>tes que podría evitar:<br />
• Colisión contra vehículo estacionado o averiado <strong>en</strong> calzada.<br />
• Accid<strong>en</strong>tes por alcance.<br />
• Accid<strong>en</strong>tes laterales o frontolaterales <strong>en</strong> intersecciones.<br />
• Accid<strong>en</strong>tes laterales o frontolaterales <strong>en</strong> cambio de carril.<br />
Trabajando a partir de la base de datos estadística de los accid<strong>en</strong>tes con víctimas de<br />
la DGT se obti<strong>en</strong><strong>en</strong> los resultados mostrados <strong>en</strong> la tabla sigui<strong>en</strong>te, que d<strong>en</strong>otan una<br />
incid<strong>en</strong>cia pot<strong>en</strong>cial muy alta:<br />
Tipo de accid<strong>en</strong>te<br />
Colisión contra vehículo estacionado o<br />
averiado <strong>en</strong> calzada<br />
Nº accid<strong>en</strong>tes Nº muertos Nº heridos graves<br />
895 35 185<br />
Accid<strong>en</strong>tes por alcance 16578 325 2095<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Accid<strong>en</strong>tes laterales o frontolaterales<br />
<strong>en</strong> intersecciones<br />
Accid<strong>en</strong>tes laterales o frontolaterales<br />
<strong>en</strong> cambio de carril<br />
19294 382 3317<br />
10590 544 2631<br />
TOTAL 47357 1286 8228<br />
INCIDENCIA POTENCIAL 52.0 % 29.0 % 37.6 %<br />
Tabla 3.1. Evaluación de accid<strong>en</strong>tes sobre los que podría incidir el sistema V2V de GM<br />
(datos del año 2005).<br />
3.1.3.3 Sistemas cooperativos como alternativa o soporte a otros<br />
sistemas autónomos<br />
Las comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos pued<strong>en</strong> ser empleadas para la realización de<br />
funciones que sistemas autónomos <strong>en</strong> un vehículo ya desempeñan o dar soporte a<br />
éstos para mejorar sus prestaciones. Algunos ejemplos son los sigui<strong>en</strong>tes:<br />
Control de crucero adaptativo ACC<br />
Se adecua la velocidad a la del vehículo preced<strong>en</strong>te con el fin de mant<strong>en</strong>er una cierta<br />
distancia de seguridad. En la actualidad, este tipo de sistemas, que montan ya<br />
diversas marcas <strong>en</strong> sus modelos, mayoritariam<strong>en</strong>te de alta gama (Mercedes, BMW,<br />
Toyota, Volkswag<strong>en</strong>, etc.), están <strong>basados</strong>, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, <strong>en</strong> el uso de radar <strong>en</strong> el frontal<br />
del vehículo con el que detectan la proximidad de otros vehículos. En el campo de los<br />
V2V, esta distancia puede obt<strong>en</strong>erse de la comunicación <strong>en</strong>tre vehículos si todos son<br />
capaces de emitir su posicionami<strong>en</strong>to con sufici<strong>en</strong>te precisión.<br />
Figura 3.8. Ilustración del sistema ACC de Mercedes B<strong>en</strong>z.<br />
69
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Se ha <strong>en</strong>contrado que la mera detección de obstáculos no es sufici<strong>en</strong>te <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno<br />
de la conducción. Así, por ejemplo, <strong>en</strong> una curva, un coche que circulase <strong>en</strong> s<strong>en</strong>tido<br />
contrario por el carril opuesto podría ser interpretado como un peligro (cuando, <strong>en</strong><br />
g<strong>en</strong>eral, no lo es) y provocaría una respuesta brusca del sistema. Además de la<br />
geometría compleja de la carretera, es preciso t<strong>en</strong>er <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta el comportami<strong>en</strong>to del<br />
conductor y los demás usuarios de la vía, lo que complica aún más la predicción de las<br />
trayectorias futuras. La comunicación <strong>en</strong>tre vehículos y el uso de mapas digitales<br />
detallados, junto a un posicionami<strong>en</strong>to preciso son las soluciones que se están<br />
proponi<strong>en</strong>do. Evid<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te, estas soluciones pasan por niveles de precisión del<br />
posicionami<strong>en</strong>to y detalle <strong>en</strong> los mapas, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, superiores a los actuales<br />
empleados con fines de navegación, como se citará más adelante.<br />
Supervisión de ángulos muertos<br />
Figura 3.9. Dificultad <strong>en</strong> la detección de obstáculos [22]<br />
Esta supervisión es una de las configuraciones analizadas d<strong>en</strong>tro de los sistemas V2V<br />
antes pres<strong>en</strong>tados, si bi<strong>en</strong> puede abordarse por medio de métodos de s<strong>en</strong>sorización<br />
<strong>en</strong> el vehículo, <strong>en</strong> la misma línea que el control de crucero adaptativo.<br />
Detección de otros vehículos u obstáculos <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral<br />
Esta aplicación supone la g<strong>en</strong>eralización de sistemas como los anteriores a cualquier<br />
tipo de obstáculo <strong>en</strong> cualquier posición. Se han desarrollado ext<strong>en</strong>sos trabajos sobre<br />
la s<strong>en</strong>sorización necesaria <strong>en</strong> el vehículo para cubrir los requerimi<strong>en</strong>tos de detección<br />
<strong>en</strong> las difer<strong>en</strong>tes zonas alrededor del vehículo, probando la idoneidad de las difer<strong>en</strong>tes<br />
tecnologías exist<strong>en</strong>tes (radar, lidar, visión artificial, ultrasonidos, infrarrojos, etc.). En<br />
este s<strong>en</strong>tido, cabe destacar el proyecto Chamaleon [23] por su amplitud de <strong>en</strong>foque.<br />
70
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.10. Monitorización completa <strong>en</strong> el vehículo<br />
Estos sistemas ti<strong>en</strong><strong>en</strong> la v<strong>en</strong>taja de que su funcionami<strong>en</strong>to es indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te de los<br />
sistemas que mont<strong>en</strong> los demás vehículos y permite la detección (y la id<strong>en</strong>tificación,<br />
<strong>en</strong> ocasiones) de obstáculos que no sean vehículos (peatones, por ejemplo). Estas<br />
v<strong>en</strong>tajas no las compart<strong>en</strong> los sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos,<br />
si bi<strong>en</strong> sí proporcionan un mayor alcance <strong>en</strong> la monitorización del <strong>en</strong>torno, pudi<strong>en</strong>do<br />
adelantar las alertas y decisiones, todo a cambio de un cierto nivel necesario de<br />
p<strong>en</strong>etración de estos sistemas <strong>en</strong> el mercado.<br />
Detección de señales de tráfico<br />
Esta se puede realizar mediante el procesami<strong>en</strong>to de imág<strong>en</strong>es, mostrándola <strong>en</strong> el<br />
cuadro de instrum<strong>en</strong>tos al conductor. Sin embargo, este sistema pres<strong>en</strong>ta problemas<br />
de percepción de las señales <strong>en</strong> condiciones atmosféricas o de iluminación adversas<br />
y, sobre todo, <strong>en</strong> caso de ocultación parcial o total de las mismas. La comunicación<br />
V2I puede solv<strong>en</strong>tar tales car<strong>en</strong>cias, si bi<strong>en</strong> requiere la instalación de balizas <strong>en</strong> la<br />
ubicación de las señales que proporcion<strong>en</strong> la información correspondi<strong>en</strong>te.<br />
Figura 3.11. Reconocimi<strong>en</strong>to de imág<strong>en</strong>es y proyección sobre el parabrisas.<br />
71
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Aviso de velocidad recom<strong>en</strong>dada (Curve Speed Warning system CSW, Intellig<strong>en</strong>t<br />
Speed Adaptation system ISA)<br />
Los sistemas autónomos están <strong>basados</strong> <strong>en</strong> el uso de la información cont<strong>en</strong>ida <strong>en</strong> un<br />
mapa electrónico que incluye las velocidades máximas de circulación (<strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, los<br />
límites legales) o características detalladas de la carretera que permitan el cálculo de<br />
la velocidad óptima <strong>en</strong> función de las condiciones [24]. La comunicación <strong>en</strong>tre<br />
vehículos puede proporcionar mejoras sobre el sistema básico. En concreto, permite<br />
que el sistema conozca las condiciones del tráfico, la calzada y la meteorología con lo<br />
que se pued<strong>en</strong> ajustar los límites de velocidad a factores cambiantes que, de otra<br />
forma, sería complejo t<strong>en</strong>er <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta.<br />
En este s<strong>en</strong>tido, las nuevas g<strong>en</strong>eraciones de mapas electrónicos con mayores<br />
especificaciones de detalle y precisión supon<strong>en</strong> una herrami<strong>en</strong>ta fundam<strong>en</strong>tal. Así, se<br />
pasa de lo que se podría d<strong>en</strong>ominar un “mapa para la navegación” a un “mapa para la<br />
seguridad” [25][26]. En concreto, se establec<strong>en</strong> como características fundam<strong>en</strong>tales la<br />
fiabilidad, la completitud y la precisión, lo que involucra nuevas formas de<br />
construcción, manejo, mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to y distribución de los mapas digitales. Todo lo<br />
anterior involucra [27]:<br />
- Nuevos s<strong>en</strong>sores y sistemas de recogida y procesami<strong>en</strong>to de las medidas.<br />
- Nuevas técnicas de validación de datos y de verificación de la consist<strong>en</strong>cia<br />
de la base de datos.<br />
- Nuevas soluciones de comunicación para favorecer la coordinación de<br />
datos.<br />
- Nuevas herrami<strong>en</strong>tas para la distribución y actualización de la base de<br />
datos.<br />
3.1.4 Sistemas de seguridad terciaria<br />
La seguridad terciaria, incluida <strong>en</strong> algún modelo de seguridad como la última fase de la<br />
seguridad secundaria, hace refer<strong>en</strong>cia a las acciones una vez que se ha producido el<br />
accid<strong>en</strong>te.<br />
Las acciones que se pued<strong>en</strong> tomar son de muy diversa índole y están <strong>en</strong>caminadas,<br />
<strong>en</strong> su mayoría, a la evitación, <strong>en</strong> la medida de lo posible, de efectos negativos<br />
adicionales a los ya sufridos <strong>en</strong> el propio impacto, tales como los causados por<br />
demoras <strong>en</strong> la llegada de equipos de asist<strong>en</strong>cia, fuegos que se pudies<strong>en</strong> g<strong>en</strong>erar tras<br />
el choque, incid<strong>en</strong>tes con otros vehículos al quedar los accid<strong>en</strong>tados <strong>en</strong> la calzada,<br />
etc.<br />
Además, es destacable otra línea de actuación complem<strong>en</strong>taria que es la de recabar<br />
datos del accid<strong>en</strong>te, bi<strong>en</strong> para suministrarlos a los servicios de emerg<strong>en</strong>cias, bi<strong>en</strong> para<br />
su empleo posterior <strong>en</strong> análisis de accid<strong>en</strong>tes, de compon<strong>en</strong>tes, etc.<br />
72
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
La sigui<strong>en</strong>te relación muestra algunos ejemplos de sistemas incluidos d<strong>en</strong>tro de la<br />
categoría de sistemas de seguridad terciaria:<br />
- Sistema de aviso de emerg<strong>en</strong>cia automático.<br />
- Grabación de los datos del accid<strong>en</strong>te y previos a éste.<br />
- Corte de alim<strong>en</strong>tación de combustible.<br />
- Corte de la batería.<br />
- Desbloqueo de puertas automático.<br />
- Sistemas automáticos de extinción de inc<strong>en</strong>dio.<br />
- Activación de los intermit<strong>en</strong>tes.<br />
- S<strong>en</strong>sores biométricos para id<strong>en</strong>tificación de los ocupantes.<br />
3.1.4.1 Llamada de emerg<strong>en</strong>cia (e-call)<br />
La seguridad terciaria ti<strong>en</strong>e por objetivo fundam<strong>en</strong>tal evitar las secuelas derivadas de<br />
las lesiones producidas <strong>en</strong> el accid<strong>en</strong>te (actúa después del accid<strong>en</strong>te), mediante la<br />
mejor at<strong>en</strong>ción de las víctimas, tanto <strong>en</strong> primeros auxilios como <strong>en</strong> evacuación y<br />
asist<strong>en</strong>cia inmediata <strong>en</strong> los c<strong>en</strong>tros más específicos para cada tipo de lesión. La<br />
llamada de emerg<strong>en</strong>cia es un sistema que pued<strong>en</strong> activar los ocupantes del vehículo o<br />
hacerlo éste de forma automática a partir de las señales de s<strong>en</strong>sores embarcados.<br />
Así, el vehículo podrá <strong>en</strong>trar <strong>en</strong> contacto con los servicios de auxilio o de asist<strong>en</strong>cia<br />
(por activación del conductor o por el propio vehículo) <strong>en</strong> caso de accid<strong>en</strong>te y<br />
proporcionar información sobre el mismo útil <strong>en</strong> la fase de rescate.<br />
La justificación para este sistema se fundam<strong>en</strong>ta <strong>en</strong> las sigui<strong>en</strong>tes estimaciones, <strong>en</strong>tre<br />
otras:<br />
- Una rápida respuesta médica disminuiría los muertos por accid<strong>en</strong>te de<br />
tráfico <strong>en</strong> un 11% y los discapacitados <strong>en</strong> un 12%.<br />
- 250 muertes <strong>en</strong> accid<strong>en</strong>tes de tráfico <strong>en</strong> las carreteras galas son debidas<br />
al fallo <strong>en</strong> la alerta de los servicios de emerg<strong>en</strong>cia después de que ocurra<br />
un accid<strong>en</strong>te. La gravedad de los efectos de los accid<strong>en</strong>tes disminuye <strong>en</strong><br />
caso de que la asist<strong>en</strong>cia se proporcione rápidam<strong>en</strong>te.<br />
- Un estudio llevado a cabo por la Comisión Europea (IST-1999-14093<br />
LOCUS Location of Cellular Users for Emerg<strong>en</strong>cy Services) indica que un<br />
10% de reducción de víctimas <strong>en</strong> carretera puede ser alcanzado<br />
mejorando el tiempo de respuesta si se dispon<strong>en</strong> de datos más fiables de<br />
la localización del accid<strong>en</strong>te.<br />
- En [28] se recog<strong>en</strong> estudios de coste b<strong>en</strong>eficio que arrojan cifras<br />
significativas que apoyan el desarrollo del sistema.<br />
73
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
En la actualidad, los operadores de infraestructura y las autoridades dep<strong>en</strong>d<strong>en</strong> de la<br />
notificación de los accid<strong>en</strong>tes a través del teléfono (fijo y móvil) o a través de los datos<br />
prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tes de cámaras de video, radares u otros equipami<strong>en</strong>tos similares. En el<br />
caso especial de las llamadas telefónicas, la localización del accid<strong>en</strong>te o incid<strong>en</strong>te no<br />
puede ser determinada con exactitud <strong>en</strong> el 40% de los casos.<br />
En un sistema completo de e-call, los elem<strong>en</strong>tos que intervi<strong>en</strong><strong>en</strong> son los sigui<strong>en</strong>tes:<br />
- Dispositivo <strong>en</strong> el vehículo.<br />
El sistema embarcado debe recibir la señal del GPS para conocer la<br />
localización del vehículo y señales de s<strong>en</strong>sores que activan la llamada <strong>en</strong> caso<br />
de que detect<strong>en</strong> emerg<strong>en</strong>cia y el conductor no la realice previam<strong>en</strong>te. La<br />
llamada se dirige a los c<strong>en</strong>tros de recepción de llamadas de emerg<strong>en</strong>cia y se<br />
transmit<strong>en</strong> los datos relevantes para la actuación.<br />
- C<strong>en</strong>tro de recepción de llamadas de emerg<strong>en</strong>cia.<br />
El c<strong>en</strong>tro recibe la llamada realizada desde el vehículo y, además de la<br />
comunicación por voz, dispone de los datos suministrados de la localización y<br />
del accid<strong>en</strong>te. En la llamada, <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno europeo, resulta muy importante el<br />
disponer de las herrami<strong>en</strong>tas oportunas para que el conductor sea at<strong>en</strong>dido <strong>en</strong><br />
su idioma, con indep<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cia del país <strong>en</strong> el que esté.<br />
- Servicios de emerg<strong>en</strong>cia<br />
Al canalizar la llamada de emerg<strong>en</strong>cia a los servicios oportunos, éstos recib<strong>en</strong><br />
la información del accid<strong>en</strong>te que les sea precisa para su actuación.<br />
- Proveedor privado de servicios.<br />
Opcionalm<strong>en</strong>te, también se puede t<strong>en</strong>er conexión con servicios privados de<br />
asist<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> carretera. Una vez <strong>en</strong>viados los datos es<strong>en</strong>ciales al c<strong>en</strong>tro de<br />
recepción de llamadas de emerg<strong>en</strong>cia, el sistema embarcado también puede<br />
proporcionar una información ampliada a un servicio privado de asist<strong>en</strong>cia.<br />
De esta forma, se reduce la gravedad de las lesiones, se increm<strong>en</strong>ta la probabilidad de<br />
superviv<strong>en</strong>cia y se mejora la gestión del accid<strong>en</strong>te a través de dicha respuesta rápida<br />
y se agiliza la gestión del siniestro.<br />
Los c<strong>en</strong>tros de at<strong>en</strong>ción de llamadas de emerg<strong>en</strong>cia pued<strong>en</strong> ser públicos o privados y<br />
se requiere una gran coordinación <strong>en</strong> los distintos países para que tales llamadas sean<br />
tratadas adecuadam<strong>en</strong>te. A su vez, los c<strong>en</strong>tros de emerg<strong>en</strong>cias (ambulancias,<br />
bomberos, etc.) deb<strong>en</strong> t<strong>en</strong>er conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te preparados los sistemas de recepción<br />
de avisos para poder disponer de toda la información necesaria antes de llegar al lugar<br />
del accid<strong>en</strong>te y actuar de una forma más eficaz.<br />
El paso más avanzado sobre este tipo de sistemas lo constituye el d<strong>en</strong>ominando e-call<br />
avanzado, cuyo propósito es ofrecer una at<strong>en</strong>ción más rápida y eficaz, con lo que el<br />
vehículo accid<strong>en</strong>tado debería ser capaz de emitir información relativa a él mismo, los<br />
ocupantes y el accid<strong>en</strong>te. Esta información está condicionada por los s<strong>en</strong>sores<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
disponibles <strong>en</strong> el vehículo. En el caso ideal, se plantea la transmisión de datos como<br />
los sigui<strong>en</strong>tes:<br />
- Localización del accid<strong>en</strong>te (por medio de GPS)<br />
- Dirección que llevaba el vehículo <strong>en</strong> el mom<strong>en</strong>to del accid<strong>en</strong>te<br />
(aspecto crítico <strong>en</strong> autopistas y autovías)<br />
- Hora del accid<strong>en</strong>te<br />
- Datos del vehículo como marca, modelo,...<br />
- Estado del vehiculo: fuego, fugas de combustible, sumergido,…<br />
- Especificación del modo de activación de la llamada<br />
- Estado de los ocupantes: número de ocupantes, características,<br />
estado de los ocupantes,…<br />
- Monitorización de signos vitales por medio de s<strong>en</strong>sores biométricos<br />
avanzados<br />
- Severidad de las lesiones: severidad de la colisión, velocidad de<br />
impacto, dirección y trayectoria seguida, tipo, empleo del cinturón de<br />
seguridad,…<br />
- Vídeo del exterior y el interior del vehículo<br />
Algunos controladores de sistemas <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> de ret<strong>en</strong>ción incorporan opciones de<br />
grabado de datos, si bi<strong>en</strong> se debe garantizar que el dispositivo resista el impacto y los<br />
datos almac<strong>en</strong>ados no result<strong>en</strong> dañados. Esta información resulta de utilidad para los<br />
fabricantes, <strong>en</strong> la reconstrucción de accid<strong>en</strong>tes y para los servicios de emerg<strong>en</strong>cia.<br />
Según [28], para la implantación de los sistemas e-call a nivel europeo exist<strong>en</strong> una<br />
serie de obstáculos de difer<strong>en</strong>te índole.<br />
<br />
Obstáculos técnicos:<br />
- Falta de homog<strong>en</strong>eidad <strong>en</strong>tre los servicios de actuación <strong>en</strong> caso de<br />
emerg<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> los difer<strong>en</strong>tes países.<br />
- Las pérdidas de señal del sistema de posicionami<strong>en</strong>to GPS g<strong>en</strong>era<br />
discontinuidad <strong>en</strong> el servicio de e-call.<br />
- Exist<strong>en</strong> problemas <strong>en</strong> la transmisión simultánea de la llamada de<br />
voz y la transmisión de datos como m<strong>en</strong>saje de texto.<br />
- Deb<strong>en</strong> realizarse pruebas ext<strong>en</strong>sas de funcionami<strong>en</strong>to del sistema<br />
antes de que los fabricantes realic<strong>en</strong> grandes inversiones.<br />
<br />
Obstáculos financieros:<br />
- Algunas iniciativas se han paralizado ya que no está claro qui<strong>en</strong><br />
debe sufragar los costes (fabricante, usuario o la Administración).<br />
- El modelo de negocio europeo de e-call no está claro.<br />
75
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
<br />
Obstáculos políticos:<br />
- La puesta <strong>en</strong> marcha de un sistema europeo de e-call conllevaría la<br />
implicación de las Administraciones de cada país. Sin embargo, no<br />
todos ellos ti<strong>en</strong><strong>en</strong> las mismas prioridades.<br />
- La Unión Europea debe fijar un marco adecuado para la<br />
implantación g<strong>en</strong>eralizada.<br />
- La colaboración público-privada puede resultar compleja.<br />
<br />
Obstáculos legales:<br />
- Como ya se ha apuntado, la Unión Europea debe fijar el marco<br />
normativo a aplicar.<br />
- Pued<strong>en</strong> surgir problemas de protección de datos y de<br />
responsabilidad <strong>en</strong> caso de que el sistema no funcione.<br />
<br />
Obstáculos sociales:<br />
- En las primeras fases de introducción, los usuarios pued<strong>en</strong> apreciar<br />
más evid<strong>en</strong>tes las desv<strong>en</strong>tajas que las v<strong>en</strong>tajas del sistema.<br />
3.2 Circulación informada / asistida<br />
El concepto de circulación informada y circulación asistida recoge aquellos sistemas<br />
que permit<strong>en</strong> que el transporte por carretera sea más confortable, lo que, a su vez,<br />
redunda <strong>en</strong> mayor seguridad y eficacia. Es más, si at<strong>en</strong>demos a la idea del modelo de<br />
seguridad integrada, muchos de los sistemas que incluimos <strong>en</strong> este epígrafe ti<strong>en</strong><strong>en</strong><br />
cabida d<strong>en</strong>tro de la fase de circulación normal.<br />
3.2.1 Sistemas de navegación<br />
3.2.1.1 Sistemas conv<strong>en</strong>cionales de elección de ruta<br />
El objetivo de un sistema de navegación y guiado es indicar el camino más rápido /<br />
simple / corto para ir desde un punto a otro, basándose, inicialm<strong>en</strong>te, <strong>en</strong> el tipo y<br />
geometría de las carreteras, aunque la meteorología o el tráfico pued<strong>en</strong> condicionar la<br />
ruta calculada, si se dispone de tales datos. El concepto de navegación <strong>en</strong> carretera<br />
ha variado notablem<strong>en</strong>te desde que se implantaron los primeros sistemas <strong>en</strong> Europa<br />
<strong>en</strong> la década de los 90. La evolución, desde un punto de vista conceptual, ha estado<br />
<strong>en</strong>caminada, como ya se ha indicado, hacia una mayor cobertura, más cont<strong>en</strong>ido y<br />
mayor precisión.<br />
La incorporación de sistemas de navegación <strong>en</strong> los vehículos automóviles ha sido<br />
notable <strong>en</strong> los últimos años, como se puede apreciar <strong>en</strong> las figuras sigui<strong>en</strong>tes.<br />
76
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.12. Evolución de la v<strong>en</strong>ta de vehículos equipados con sistemas de navegación<br />
<strong>en</strong> Europa [29]<br />
Figura 3.13. Evolución de la v<strong>en</strong>ta de vehículos equipados con sistemas de navegación<br />
<strong>en</strong> Estados Unidos [29]<br />
Los compon<strong>en</strong>tes de un sistema de navegación básico son:<br />
- Dispositivo de detección de la ubicación, incluy<strong>en</strong>do s<strong>en</strong>sores para<br />
la determinación de la ori<strong>en</strong>tación del vehículo.<br />
- Unidad de memoria con los datos de carreteras <strong>en</strong> formato digital.<br />
- Dispositivo para introducir la meta.<br />
- Unidad de cálculo de la ruta <strong>en</strong> función de los parámetros fijados por<br />
el usuario.<br />
- Sistema de información al usuario.<br />
77
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
El detalle de los mapas y las posibilidades de cálculo permit<strong>en</strong> mayores<br />
funcionalidades a partir de localizaciones más precisas. Para una navegación precisa,<br />
se cifran los atributos tratados por el sistema <strong>en</strong> cerca de los 150, incluy<strong>en</strong>do nombres<br />
de calles, restricciones de circulación, particularidades de ciertas secciones según la<br />
hora o el día de la semana, localización de puntos de interés, velocidad esperada,<br />
etc.[30]. La optimización de rutas at<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do a difer<strong>en</strong>tes criterios, la combinación con<br />
datos del tráfico, etc., permit<strong>en</strong> una mayor personalización del navegador y de los<br />
resultados que éste proporciona al usuario. El soporte electrónico para la información<br />
de los mapas debe t<strong>en</strong>er un compromiso <strong>en</strong>tre velocidad de acceso y capacidad,<br />
compatibles con el funcionami<strong>en</strong>to del sistema.<br />
El posicionami<strong>en</strong>to d<strong>en</strong>tro del mapa electrónico se hace, g<strong>en</strong>eralm<strong>en</strong>te, a través de la<br />
señal recibida por un receptor GPS, reduciéndose el error notablem<strong>en</strong>te si éste es de<br />
carácter difer<strong>en</strong>cial. Sin embargo, <strong>en</strong> zonas de sombras (túneles, proximidad a<br />
edificios altos o <strong>en</strong> zonas boscosas) esta señal suele perderse [31]. Si bi<strong>en</strong> pérdidas<br />
de corta duración no resultan significativas, pérdidas más prolongadas pued<strong>en</strong> no ser<br />
admisibles. Para solucionar tal circunstancia, se puede recurrir al posicionami<strong>en</strong>to,<br />
relativo respecto a un orig<strong>en</strong>, que se obti<strong>en</strong>e por medio de otros s<strong>en</strong>sores tales como<br />
s<strong>en</strong>sores de giro de las ruedas (de donde se deduce la distancia recorrida y los giros<br />
por la difer<strong>en</strong>cia de giro <strong>en</strong>tre ruedas interiores y exteriores), sondas del campo<br />
magnético o giróscopos. El principal inconv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te de estos sistemas es la<br />
acumulación de error que obliga a correcciones periódicas empleando otros sistemas.<br />
Las exig<strong>en</strong>cias sobre el procesador de cálculo de rutas es cada vez mayor, dado que<br />
se exige que proporcione la ruta óptima según los parámetros fijados y que la<br />
recalcule con gran celeridad <strong>en</strong> caso de que el conductor no siga alguna de las<br />
indicaciones.<br />
La unidad de pres<strong>en</strong>tación de avisos ha evolucionado notablem<strong>en</strong>te <strong>en</strong> los últimos<br />
años a una gran velocidad, llegando a dispositivos que repres<strong>en</strong>tan el mapa<br />
electrónico de la zona <strong>en</strong> cuestión, a una escala seleccionable, muestran las<br />
maniobras que deb<strong>en</strong> realizarse y las reproduc<strong>en</strong> <strong>en</strong> m<strong>en</strong>sajes hablados para reducir<br />
la inat<strong>en</strong>ción del conductor.<br />
Las características más valoradas incluy<strong>en</strong> el cálculo de rutas, la rapidez del sistema,<br />
su facilidad de usos y las informaciones que proporciona por pantalla y por voz [32].<br />
En [33] se destacan, <strong>en</strong> el plano físico, las sigui<strong>en</strong>tes mejoras:<br />
- Pantallas, logrando mayor calidad <strong>en</strong> la información visualizada, más<br />
definición y colores, y permiti<strong>en</strong>do una más fácil interacción a través de<br />
pantallas táctiles.<br />
- Ergonomía y seguridad al integrar el sistema de una forma más funcional al<br />
alcance del conductor, minimizando el tiempo de manipulación.<br />
- Visualización y reproducción de m<strong>en</strong>sajes con m<strong>en</strong>ús más intuitivos,<br />
utilizando elem<strong>en</strong>tos visuales o repres<strong>en</strong>taciones simbólicas para<br />
repres<strong>en</strong>tar ciertas situaciones complejas.<br />
78
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Utilización de bases de datos fonéticos para mejorar los m<strong>en</strong>sajes al<br />
conductor.<br />
- El desarrollo de los sistemas de navegación ha sido tal que, <strong>en</strong> la<br />
actualidad, resulta s<strong>en</strong>cilla la integración de tal funcionalidad <strong>en</strong> una ag<strong>en</strong>da<br />
electrónica [34].<br />
Como se ha indicado, los elem<strong>en</strong>tos básicos de un sistema de elección de ruta son:<br />
mapas digitales, un sistema de posicionami<strong>en</strong>to, un sistema de elección de ruta, ya<br />
sea antes del viaje o durante el viaje, un sistema de guiado, que ori<strong>en</strong>ta al conductor a<br />
través de la ruta seleccionada, una interfaz, y un sistema de comunicación<br />
inalámbrico. Los criterios g<strong>en</strong>erales de elección de ruta son la minimización de la<br />
distancia y el coste del conjunto de desplazami<strong>en</strong>tos que debe realizar un vehículo.<br />
Estos sistemas de elección de ruta admit<strong>en</strong> una primera división <strong>en</strong>:<br />
- Sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> algoritmos estáticos, que elig<strong>en</strong> la ruta con el criterio<br />
de distancia mínima o tiempo mínimo (<strong>en</strong> este último caso, a partir<br />
g<strong>en</strong>eralm<strong>en</strong>te de las velocidades nominales de las vías).<br />
- Sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> una estimación de los tiempos de desplazami<strong>en</strong>to<br />
reales <strong>en</strong> las distintas rutas, a partir de datos históricos de int<strong>en</strong>sidades de<br />
tráfico.<br />
- Sistemas <strong>basados</strong> <strong>en</strong> una estimación <strong>en</strong> tiempo real de los tiempos de<br />
desplazami<strong>en</strong>to, a partir de la recepción de datos de tráfico proced<strong>en</strong>tes de<br />
un c<strong>en</strong>tro de información. La información recogida por el c<strong>en</strong>tro puede<br />
proceder de detectores conv<strong>en</strong>cionales, como bucles magnéticos, o de<br />
vehículos que estén utilizando las difer<strong>en</strong>tes rutas, lo cual se aproxima al<br />
método del coche flotante que se tratará más adelante. Estos sistemas<br />
incluy<strong>en</strong> también una predicción de las condiciones de tráfico a corto plazo,<br />
así como estimaciones de los posibles impactos de incid<strong>en</strong>tes de tráfico. El<br />
desarrollo de los algoritmos de cálculo de las rutas óptimas está si<strong>en</strong>do un<br />
campo muy activo de investigación durante los últimos años.<br />
Exist<strong>en</strong> diversos estudios que analizan la efectividad de los sistemas de navegación. N<br />
concreto, se pued<strong>en</strong> citar estimaciones de reducciones de accid<strong>en</strong>tes esperables de<br />
hasta el 4% [35] y mediciones de disminuciones <strong>en</strong> el tiempo de viaje del 10%.<br />
3.2.1.2 Sistemas de navegación dinámica<br />
Si bi<strong>en</strong> las aplicaciones más simples compr<strong>en</strong>d<strong>en</strong> el guiado desde un punto de orig<strong>en</strong><br />
hasta uno de destino seleccionado por el conductor, el aum<strong>en</strong>to de la información que<br />
puede ser proporcionada al vehículo de forma dinámica hace que el cálculo de la ruta<br />
óptima pueda estar condicionado por más variables que mejor<strong>en</strong> los resultados de un<br />
navegador estándar. Así, por navegación dinámica se hace refer<strong>en</strong>cia a aquel tipo de<br />
navegación que recalcula la ruta para alcanzar un determinado objetivo prefijado <strong>en</strong><br />
función de incid<strong>en</strong>cias transitorias como ret<strong>en</strong>ciones, cortes de la vía, etc., que se van<br />
79
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
detectando (antes de llegar a las mismas) a través de comunicaciones con los c<strong>en</strong>tros<br />
de distribución de información.<br />
En esta línea, el proyecto ADVANCE, <strong>en</strong>tre 1991 y 1995, es el primer proyecto a gran<br />
escala de cálculo de ruta dinámica <strong>en</strong> Estados Unidos. Se comprobaron ahorros <strong>en</strong> el<br />
tiempo de viaje del 4% <strong>en</strong> condiciones normales y la capacidad de detectar incid<strong>en</strong>tes<br />
para que los usuarios los evitas<strong>en</strong>. Los principales problemas se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> la<br />
recolección, procesami<strong>en</strong>to y distribución de la información [35].<br />
Por otra parte, VICS (Vehicle Information and Communication Systems), <strong>en</strong> Japón,<br />
integra sistemas de navegación dinámica que toma información de carretera y del<br />
tráfico <strong>en</strong> tiempo real. Conoci<strong>en</strong>do los puntos de congestión y otras restricciones, el<br />
sistema determina la ruta más conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te según el destino y puede recalcular de<br />
forma continua el tiempo de llegada. El éxito de VICS se debe a la bu<strong>en</strong>a información<br />
de las carreteras y otras variables de influ<strong>en</strong>cia, aspecto que no siempre es alcanzable<br />
al estar involucrados numerosas <strong>en</strong>tidades públicas y privadas [36].<br />
El cálculo de los b<strong>en</strong>eficios esperados por la g<strong>en</strong>eralización de estos sistemas<br />
pres<strong>en</strong>ta varias incertidumbres importantes. La primera se refiere a los algoritmos de<br />
asignación dinámica de tráfico y a la estabilidad de las predicciones de tiempos de<br />
viaje. El desarrollo continuo de estos algoritmos hace además difícil establecer las<br />
v<strong>en</strong>tajas de los métodos dinámicos fr<strong>en</strong>te a los estáticos. La segunda concierne a la<br />
calidad de los datos recibidos <strong>en</strong> el c<strong>en</strong>tro de información. En la actualidad, y dado que<br />
el porc<strong>en</strong>taje de vehículos equipados con este sistema es todavía pequeño, los datos<br />
de int<strong>en</strong>sidades de tráfico y velocidades <strong>en</strong> distintos puntos de la red se recog<strong>en</strong> casi<br />
exclusivam<strong>en</strong>te a través de detectores <strong>en</strong> la infraestructura como se pres<strong>en</strong>tará <strong>en</strong> el<br />
epígrafe sigui<strong>en</strong>te, lo que conduce a que las velocidades de desplazami<strong>en</strong>to <strong>en</strong><br />
distintos tramos son estimadas de manera indirecta. El crecimi<strong>en</strong>to del número de<br />
vehículos equipados debe, <strong>en</strong> principio, aum<strong>en</strong>tar la exactitud de los datos y, con ello,<br />
de las predicciones.<br />
3.2.2 Monitorización de las condiciones del tráfico<br />
Las nuevas aplicaciones dinámicas implican una actualización continua de los datos.<br />
Por ejemplo, los sistemas de control de la velocidad de carácter dinámico emplean<br />
variables como las condiciones atmosféricas o la adher<strong>en</strong>cia de la calzada para<br />
establecer las velocidades seguras. Estos efectos transitorios deb<strong>en</strong> ser captados y<br />
procesados <strong>en</strong> tiempo real. En la gestión del tráfico, la localización de ret<strong>en</strong>ciones o<br />
incid<strong>en</strong>tes resulta vital, y las demoras <strong>en</strong> la transmisión de tal información pued<strong>en</strong><br />
hacer que ésta pierda gran parte de su valor. Para tales usos e, incluso, para un<br />
sistema de navegación efici<strong>en</strong>te de características dinámicas como el pres<strong>en</strong>tado <strong>en</strong> el<br />
epígrafe anterior, no son sufici<strong>en</strong>tes actualizaciones m<strong>en</strong>suales o semestrales. Resulta<br />
de gran importancia id<strong>en</strong>tificar qué grado de actualización requiere cada aplicación y<br />
qué tecnología lo puede proporcionar.<br />
80
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Para adecuarse a las exig<strong>en</strong>cias anteriores, se plantean dos soluciones<br />
fundam<strong>en</strong>tales:<br />
- Distribución de s<strong>en</strong>sores <strong>en</strong> la infraestructura que transmitan la información<br />
a los c<strong>en</strong>tros de control, como detectores de int<strong>en</strong>sidad y velocidad, así<br />
como la incorporación de cámaras de video.<br />
- Incorporación de vehículos s<strong>en</strong>sorizados que transmitan la información a un<br />
c<strong>en</strong>tro de control que se <strong>en</strong>cargue, tras el procesami<strong>en</strong>to adecuado de la<br />
misma, de su distribución al resto de usuarios [20][27][28].<br />
En la primera se están desarrollando grandes esfuerzos para la estimación de<br />
variables a partir de otras medidas como para el procesami<strong>en</strong>to automático de las<br />
imág<strong>en</strong>es captadas, int<strong>en</strong>tando localizar, por ejemplo, incid<strong>en</strong>tes o ret<strong>en</strong>ciones.<br />
En la segunda, los vehículos están dotados de GPS y alguna tecnología de<br />
comunicación y periódicam<strong>en</strong>te mandan información. Esta información es c<strong>en</strong>tralizada<br />
y tratada y re<strong>en</strong>viada a otros usuarios. Nótese que la información necesaria, que debe<br />
ser conv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te codificada para la transmisión, está <strong>en</strong> el bus de<br />
comunicaciones de los vehículos actuales. Son de particular interés:<br />
- La trayectoria del vehículo.<br />
- La velocidad del vehículo.<br />
- La actuación del limpiaparabrisas o la señal del s<strong>en</strong>sor de lluvia.<br />
- La medida del termostato externo.<br />
- La activación de las luces (fr<strong>en</strong>o, emerg<strong>en</strong>cia, anti-niebla, etc.)<br />
- Indicaciones de los s<strong>en</strong>sores que controlan la dinámica del vehículo.<br />
- Estado de los sistemas de asist<strong>en</strong>cia al conductor.<br />
Una vez recogida la información <strong>en</strong> los c<strong>en</strong>tros de control, es preciso analizarla,<br />
eliminar la errónea, decidir <strong>en</strong> caso de t<strong>en</strong>er datos contradictorios y combinarlos con<br />
datos que provi<strong>en</strong><strong>en</strong> de fu<strong>en</strong>tes externas.<br />
El uso de vehículos flotantes es una solución efici<strong>en</strong>te para determinar tiempos de<br />
trayecto cuando se compara con otras soluciones de instrum<strong>en</strong>tos estáticos <strong>en</strong> la<br />
infraestructura, si bi<strong>en</strong> hay problemas <strong>en</strong> cuanto al retardo de la información y al<br />
posible bajo nivel de vehículos de estas características <strong>en</strong> un tramo de carretera. Así,<br />
como uno de los retos es mant<strong>en</strong>er un equilibrio <strong>en</strong>tre coste y detección de incid<strong>en</strong>tes<br />
lo antes posible, con el fin de obt<strong>en</strong>er una información fiable y útil, se ha establecido<br />
que es necesaria una p<strong>en</strong>etración de unidades s<strong>en</strong>sorizadas <strong>en</strong> el parque de<br />
vehículos del 1% - 5%.<br />
También es preciso t<strong>en</strong>er <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta que, si hay varios c<strong>en</strong>tros receptores de<br />
información o de gestión de la misma, las comunicaciones <strong>en</strong>tre los mismos pued<strong>en</strong><br />
mejorar los datos suministrados a los usuarios.<br />
81
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Como v<strong>en</strong>taja de este tipo de sistema de actualización, se puede destacar que, un alto<br />
porc<strong>en</strong>taje de los vehículos actuales ya pose<strong>en</strong> muchos de los s<strong>en</strong>sores y equipos<br />
necesarios para desarrollar esta labor, si<strong>en</strong>do necesario, únicam<strong>en</strong>te, establecer el<br />
protocolo de comunicación con un c<strong>en</strong>tro de recogida y procesami<strong>en</strong>to de la<br />
información de los difer<strong>en</strong>tes “vehículos flotantes” [38]. La indep<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cia <strong>en</strong>tre el<br />
vehículo y la infraestructura posibilita el uso del sistema <strong>en</strong> cualquier tipo de vía.<br />
3.2.3 Aplicaciones de seguridad fr<strong>en</strong>te a robos y otros actos<br />
delictivos (security)<br />
Las aplicaciones destinadas a la seguridad fr<strong>en</strong>te a robos están más ori<strong>en</strong>tadas al<br />
transporte de mercancías, si bi<strong>en</strong> muchas son ext<strong>en</strong>sibles a cualquier tipo de vehículo,<br />
habiéndose incluido ya <strong>en</strong> vehículos de alta gama. Así, se ha planteado la<br />
monitorización continua del vehículo y su posición y/o de la carga transportada. Este<br />
aspecto se hace especialm<strong>en</strong>te crítico <strong>en</strong> el transporte de mercancías peligrosas.<br />
Al nivel de la infraestructura se plantea que exist<strong>en</strong> puntos tales como pu<strong>en</strong>tes y<br />
túneles susceptibles de sufrir actos terroristas, por lo que se estima la necesidad de<br />
implantar sistemas de supervisión que no impliqu<strong>en</strong> costes excesivos ni destinar un<br />
gran personal, lo que requiere un procesami<strong>en</strong>to lo más automatizado posible.<br />
3.2.4 Sistemas de diagnosis remota y asist<strong>en</strong>cia<br />
La introducción de nuevas funcionalidades d<strong>en</strong>tro del vehículo, apoyadas muchas de<br />
ellas, <strong>en</strong> mayor o m<strong>en</strong>or medida, <strong>en</strong> desarrollos electrónicos, ha permitido aum<strong>en</strong>tar<br />
las prestaciones de todo tipo, como ya se ha indicado. Sin embargo, esto ha llevado a<br />
que, si no se quiere perjudicar los objetivos de fiabilidad y disponibilidad, sea<br />
necesaria la aplicación de técnicas de comprobación de bu<strong>en</strong> funcionami<strong>en</strong>to de forma<br />
más asidua.<br />
Antiguam<strong>en</strong>te, hasta la década de los 70, el mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to y la diagnosis eran<br />
realizadas por los propietarios de los vehículos y por pequeños talleres, donde se<br />
comprobaba qué funcionaba y qué no. En la actualidad, esto no es necesario y debe<br />
recurrirse a nuevas tecnologías de <strong>en</strong>sayo y s<strong>en</strong>sorización <strong>en</strong> dichas tareas de<br />
comprobación. Es decir, las técnicas de diagnosis han evolucionado <strong>en</strong> paralelo con<br />
los avances del propio vehículo. La diagnosis electrónica <strong>en</strong> el vehículo, tal y como se<br />
la conoce hoy, empezó a difundirse <strong>en</strong> la década de los 80 (aunque los trabajos<br />
com<strong>en</strong>zaron una década antes) a partir de las exig<strong>en</strong>cias de reducción de<br />
contaminación.<br />
Desde un punto de vista amplio, la diagnosis se puede dividir <strong>en</strong> dos grandes grupos,<br />
que no son excluy<strong>en</strong>tes, sino que se complem<strong>en</strong>tan:<br />
- Diagnosis interna o a bordo.<br />
- Diagnosis externa.<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Diagnosis interna<br />
Así, <strong>en</strong> el vehículo, la electrónica embarcada puede realizar un primer “autodiagnóstico”<br />
de los sistemas, registrando las posibles anomalías de funcionami<strong>en</strong>to<br />
detectadas. Es lo que se d<strong>en</strong>omina diagnosis a bordo (On-Board Diagnosis). Las<br />
unidades de control electrónico se han diseñado, como se ha indicado, para poder<br />
intercambiar información a través de un bus de comunicaciones con el resto de<br />
unidades y con la unidad c<strong>en</strong>tral, la que, a su vez, permitirá la conexión a los equipos<br />
externos que leerán la información almac<strong>en</strong>ada. Además, la diagnosis interna ofrece<br />
una información al conductor a través de los indicadores luminosos pertin<strong>en</strong>tes<br />
(sigui<strong>en</strong>do una simbología normalizada) y, <strong>en</strong> la actualidad, mediante m<strong>en</strong>sajes cortos<br />
o m<strong>en</strong>sajes de voz, de los fallos detectados, si bi<strong>en</strong>, no de su causa.<br />
La diagnosis interna implica la comprobación continua de puntos del sistema<br />
predefinidos, la detección de fallos y su correspondi<strong>en</strong>te almac<strong>en</strong>ami<strong>en</strong>to e<br />
información al conductor y la realización de diagnósticos de las causas de fallo, lo que<br />
está <strong>en</strong> consonancia con las capacidades de “razonami<strong>en</strong>to” de las unidades de<br />
control electrónicas del vehículo.<br />
Este tipo de diagnosis puede pres<strong>en</strong>tar dos tipos de errores: no detección de fallos<br />
reales y falsas alarmas de fallos no exist<strong>en</strong>tes. Estas situaciones se pued<strong>en</strong> dar por<br />
diversos motivos, como son las señales de ruido pres<strong>en</strong>tes <strong>en</strong> el sistema o la<br />
inevitable diverg<strong>en</strong>cia <strong>en</strong>tre sistema y modelo, aunque éste se haya construido a partir<br />
de principios teóricos y comprobaciones y ajustes empíricos posteriores.<br />
Por otra parte, la decisión final de diagnosis de fallo ha implicado la utilización de<br />
diversas herrami<strong>en</strong>tas como modelos estadísticos, intelig<strong>en</strong>cia artificial, pruebas<br />
sucesivas con instrum<strong>en</strong>tación adicional, etc. Una solución es la elaboración de<br />
árboles de decisión sobre los que trabaje el sistema experto de diagnóstico. Esto<br />
implica un estudio porm<strong>en</strong>orizado del sistema, de los subsistemas y de las<br />
interrelaciones <strong>en</strong>tre ellos con el fin de t<strong>en</strong>er id<strong>en</strong>tificados los fallos y sus causas. Otra<br />
alternativa es recurrir a <strong>redes</strong> neuronales, las cuales precisan de un tiempo de<br />
<strong>en</strong>tr<strong>en</strong>ami<strong>en</strong>to que permita que se ajuste al sistema concreto analizado. Puesto que se<br />
logra con esta herrami<strong>en</strong>ta un alto grado de fidelidad con el sistema, se pued<strong>en</strong><br />
emplear estas <strong>redes</strong> <strong>en</strong> la estimación de salidas y <strong>en</strong> funciones de control. Por último,<br />
cabe indicar que la lógica borrosa aporta soluciones <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno complejo, <strong>en</strong> el que<br />
muchos de los parámetros no son conocidos y es difícil modelizar físicam<strong>en</strong>te el<br />
conjunto <strong>en</strong> su totalidad. Esta posibilidad, además, conduce a la obt<strong>en</strong>ción de<br />
respuestas <strong>en</strong> un m<strong>en</strong>or tiempo, dada la naturaleza de las leyes lógicas.<br />
Diagnosis externa<br />
Por otra parte, la diagnosis externa implica el uso de unidades externas de<br />
procesami<strong>en</strong>to, si bi<strong>en</strong>, <strong>en</strong> sus oríg<strong>en</strong>es, se reducía a la inspección visual del<br />
mecánico y al uso de herrami<strong>en</strong>tas tradicionales de medida. En este grupo de<br />
diagnosis externa, a su vez, exist<strong>en</strong> dos posibilidades (diagnosis externa <strong>en</strong> taller y<br />
diagnosis externa remota), si bi<strong>en</strong> la última está todavía <strong>en</strong> desarrollo.<br />
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<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
La diagnosis externa actual <strong>en</strong> taller implica la utilización de hardware y software<br />
específicos que permit<strong>en</strong> la conexión al vehículo (terminal OBD) y el registro de los<br />
códigos de error almac<strong>en</strong>ados por la unidad de control c<strong>en</strong>tral. Además de la conexión<br />
a los datos registrados <strong>en</strong> la unidad c<strong>en</strong>tral, se pued<strong>en</strong> realizar pruebas <strong>en</strong> las que se<br />
evalú<strong>en</strong> las <strong>en</strong>tradas, salidas y cálculos internos de los procesadores, con el fin de<br />
detectar dónde se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra el fallo.<br />
En cuanto a la comunicación <strong>en</strong>tre el vehículo y el equipo externo de diagnosis ti<strong>en</strong>de<br />
a dejar de ser física y pasar a una conexión inalámbrica (Bluetooth, más <strong>en</strong>focada a<br />
comunicaciones d<strong>en</strong>tro del vehículo, y Wi-Fi, con mayores velocidades de transmisión<br />
de datos y más <strong>en</strong>focada a la conexión con una unidad externa).<br />
El concepto de diagnosis externa remota va más allá e implica la conexión inalámbrica<br />
<strong>en</strong>tre el vehículo y un c<strong>en</strong>tro de asist<strong>en</strong>cia que procesará los códigos de error, y<br />
proporcionará las acciones que deb<strong>en</strong> realizarse, así como indicará al taller las tareas<br />
que debe acometer, si fuese preciso. Sin duda, esto redundará <strong>en</strong> una mayor rapidez<br />
de respuesta ante una avería. Como se puede observar, estos aspectos están <strong>en</strong> línea<br />
con lo tratado <strong>en</strong> apartados anteriores sobre el uso de las telecomunicaciones <strong>en</strong> el<br />
mundo del automóvil.<br />
Figura 3.14. Flujo de información <strong>en</strong> el sistema de diagnosis remota [40]<br />
Para que la información procesada sobre el funcionami<strong>en</strong>to del vehículo sea <strong>en</strong>viada<br />
remotam<strong>en</strong>te a los talleres o c<strong>en</strong>tros de at<strong>en</strong>ción al cli<strong>en</strong>te, se plantean difer<strong>en</strong>tes<br />
soluciones:<br />
- Uso de balizas <strong>en</strong> la carretera, que permit<strong>en</strong> leer las señales emitidas por<br />
los vehículos a su paso, y se <strong>en</strong>cargarían del <strong>en</strong>vío de la información a los<br />
c<strong>en</strong>tros oportunos si se detectase un fallo.<br />
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intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Uso de los satélites de comunicaciones y posicionami<strong>en</strong>to para permitir la<br />
comunicación <strong>en</strong>tre el taller y el vehículo, el cual, tras una petición del<br />
c<strong>en</strong>tro fijo, emitiría la información correspondi<strong>en</strong>te a su localización y su<br />
estado. Sería, <strong>en</strong>tonces, el taller o c<strong>en</strong>tro de at<strong>en</strong>ción, el <strong>en</strong>cargado de<br />
tomar las decisiones oportunas ante un fallo detectado.<br />
El uso de la diagnosis remota permitirá la reducción del tiempo de respuesta ante una<br />
avería, aspecto muy b<strong>en</strong>eficioso para los usuarios, sobre todo <strong>en</strong> el caso de flotas y<br />
transportes comerciales.<br />
Entre las aplicaciones <strong>en</strong> este campo, se puede destacar, a modo de ejemplo, el<br />
Driver Helper que hace un diagnóstico preliminar, indica la posición de talleres<br />
cercanos y <strong>en</strong>vía la información relevante al c<strong>en</strong>tro de at<strong>en</strong>ción del servicio de<br />
asist<strong>en</strong>cia.<br />
3.2.5 Información al viajero<br />
Bajo el epígrafe de información al viajero, se pued<strong>en</strong> <strong>en</strong>cuadrar sistemas de muy<br />
difer<strong>en</strong>te índole. En concreto, las difer<strong>en</strong>ciaciones más relevantes se pued<strong>en</strong> plantear<br />
a dos niveles:<br />
Según el individuo al que va dirigida la información:<br />
o Conductor como, por ejemplo, los paneles de información variable o los<br />
m<strong>en</strong>sajes a través de canales específicos de radio sobre la situación del<br />
tráfico<br />
o Viajero como información sobre el tiempo de espera estimado para que<br />
llegue el transporte público o información sobre los cambios de modos<br />
<strong>en</strong> un trayecto determinado<br />
Según el mom<strong>en</strong>to de proporcionar la información<br />
o Antes del viaje para la planificación de rutas, modos a usar, etc,<br />
aprovechando puntos específicos de información <strong>en</strong> la infraestructura<br />
(por ejemplo <strong>en</strong> intercambiadores) u obt<strong>en</strong>er la información a través de<br />
conexiones que haga el viajero a Internet.<br />
o Durante el viaje para adelantarse a situaciones como ret<strong>en</strong>ciones,<br />
incid<strong>en</strong>cias, etc, o para obt<strong>en</strong>er información g<strong>en</strong>eral como localización<br />
de áreas de descanso,….<br />
En los sistemas ori<strong>en</strong>tados al conductor, aunque se plantean como sistemas para<br />
fom<strong>en</strong>tar la circulación informada, muchos de ellos ti<strong>en</strong><strong>en</strong> claras connotaciones d<strong>en</strong>tro<br />
del ámbito de circulación segura. Así, por ejemplo, los paneles de información<br />
permit<strong>en</strong> prev<strong>en</strong>ir a los conductores de condiciones particulares del tráfico y el <strong>en</strong>torno<br />
como condiciones meteorológicas adversas (para moderar la velocidad), ret<strong>en</strong>ciones<br />
(para evitar accid<strong>en</strong>tes por alcance), etc. Diversos estudios realizados <strong>en</strong> esta materia<br />
muestran estimaciones <strong>en</strong> la reducción de accid<strong>en</strong>tes con la implantación de estos<br />
85
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
sistemas, como se recoge <strong>en</strong> la tabla sigui<strong>en</strong>te. Se ha comprobado que los avisos<br />
proporcionados de condiciones meteorológicas adversas conduc<strong>en</strong> a reducciones<br />
significativas de la velocidad y a la adopción de conductas más seguras.<br />
Información País Reducción de<br />
accid<strong>en</strong>tes <strong>en</strong><br />
proyecto<br />
Reducción de<br />
accid<strong>en</strong>tes por<br />
sistema<br />
Refer<strong>en</strong>cia<br />
Control de la<br />
velocidad<br />
Varios<br />
65 % de<br />
accid<strong>en</strong>tes con<br />
[41]<br />
peatones<br />
41 % de todos los<br />
accid<strong>en</strong>tes con<br />
heridos<br />
16 % de los<br />
accid<strong>en</strong>tes por<br />
alcance<br />
Reino Unido<br />
Alemania<br />
Suiza<br />
28 % de<br />
accid<strong>en</strong>tes con<br />
heridos<br />
10-30 % de los<br />
accid<strong>en</strong>tes<br />
35 % de todos<br />
los accid<strong>en</strong>tes<br />
con heridos<br />
[42]<br />
Meteorología<br />
Varios<br />
(Europa)<br />
30 – 40 % [43]<br />
Tabla 3.2. Efectividad de los paneles de información variable<br />
Por otra parte, un estudio de simulación realizado para la zona metropolitana de<br />
Washington ha demostrado la validez de los sistemas de información al viajero para<br />
una mejor planificación del viaje y, así, evitar retrasos. Las mejoras <strong>en</strong> este s<strong>en</strong>tido, se<br />
estimaron superiores al 50 % [44]. Otros estudios muestran que los sistemas de<br />
información logran modificaciones <strong>en</strong> las rutas seguidas por los usuarios <strong>en</strong> un<br />
porc<strong>en</strong>taje significativo, mostrando un alto grado de satisfacción con el sistema [45].<br />
Este grado de satisfacción por parte de los usuraos también se ha comprobado <strong>en</strong> la<br />
información proporcionada <strong>en</strong> ruta y no sólo <strong>en</strong> la planificación previa del viaje [46].<br />
3.3 Circulación efici<strong>en</strong>te<br />
Por circulación efici<strong>en</strong>te debe <strong>en</strong>t<strong>en</strong>derse un concepto amplio que abarque, tanto<br />
objetivos individuales como objetivos colectivos. Así, d<strong>en</strong>tro de este epígrafe se recoge<br />
86
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
la reducción del impacto medioambi<strong>en</strong>tal de la circulación por carretera, la reducción<br />
de la congestión del tráfico o la gestión más eficaz de flotas de transporte de viajeros o<br />
mercancías.<br />
3.3.1 Gestión del tráfico urbano<br />
La mejora del tráfico urbano pasa por lograr medidas que, mant<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do los objetivos<br />
perseguidos por los usuarios de forma individual, permitan alcanzar unos objetivos<br />
sociales globales. La idea principal radica <strong>en</strong> la provisión de información precisa y a<br />
tiempo antes y durante el viaje con lo que se pueda hacer uso de la infraestructura<br />
disponible de la mejor forma posible, lo que implica nuevos sistemas y servicios <strong>en</strong> el<br />
vehículo, así como su interacción con la infraestructura. En este s<strong>en</strong>tido, se plantean<br />
como grandes retos la consist<strong>en</strong>cia de las bases de datos, su conectividad y los<br />
interfaces de usuario.<br />
Como se puede observar <strong>en</strong> la figura sigui<strong>en</strong>te, las mayores aportaciones de las TICs<br />
se <strong>en</strong>cuadran <strong>en</strong> la gestión del tráfico, incidi<strong>en</strong>do sobre mapas electrónicos y sistemas<br />
de información. Los nuevos sistemas de gestión de tráfico deb<strong>en</strong> desarrollarse sobre<br />
flujos de información que provi<strong>en</strong>e del conocimi<strong>en</strong>to de los patrones usuales de viajes<br />
y de una red de s<strong>en</strong>sores distribuidos por la infraestructura o con vehículos flotantes<br />
para monitorizar el tráfico. Esto puede conducir a la gestión dinámica y flexible de<br />
carriles y rutas.<br />
Figura 3.15. Soluciones para la mejora del tráfico urbano e indicación de las áreas <strong>en</strong> las<br />
que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3])<br />
87
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
El ejemplo más característico de gestión del tráfico urbano es el control coordinado de<br />
lo semáforos, para armonizar el flujo de tráfico <strong>en</strong> una zona. Su efecto ha sido<br />
analizado y se han comprobado mejoras significativas <strong>en</strong> cuanto a reducción de<br />
accid<strong>en</strong>tes (18% <strong>en</strong> Estados Unidos y 30% <strong>en</strong> Europa [43]¡Error! No se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra el<br />
orig<strong>en</strong> de la refer<strong>en</strong>cia.).<br />
Un caso particular que debe ser citado corresponde a los corredores para servicios de<br />
emerg<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> los que se gestiona el tráfico (principalm<strong>en</strong>te los semáforos) para dar<br />
prioridad a estos vehículos. Esta filosofía también se puede ext<strong>en</strong>der <strong>en</strong> alguna<br />
medida para el transporte público.<br />
3.3.2 Reducción de impacto ambi<strong>en</strong>tal<br />
Se estima que las mejoras <strong>en</strong> la efici<strong>en</strong>cia de los vehículos puede conllevar la<br />
reducción del 40% <strong>en</strong> las emisiones de CO2 <strong>en</strong> turismos y del 10% <strong>en</strong> vehículos<br />
industriales. La conducción económica, como ya se ha apuntado, ofrece reducciones<br />
de dichas emisiones compr<strong>en</strong>didas <strong>en</strong>tre el 10 y el 5 %, mi<strong>en</strong>tras que el pot<strong>en</strong>cial de<br />
las mejoras sobre la infraestructura, el uso de los modos de transporte más eficaz y la<br />
implantación de sistemas de las tecnologías de la información se cifra <strong>en</strong> el 10-20 %.<br />
La gran parte de las mejoras planteadas hasta el mom<strong>en</strong>to para reducir el impacto<br />
medioambi<strong>en</strong>tal del tráfico por carretera pasa por desarrollos tecnológicos <strong>en</strong> los<br />
sistemas de propulsión de los vehículos. Sin embargo, las TICs también pued<strong>en</strong><br />
aportar mejoras <strong>en</strong> este s<strong>en</strong>tido. En concreto, se pued<strong>en</strong> citar:<br />
- Gestión de la movilidad a nivel global de una ciudad, región, etc.<br />
- Provisión de información a los vehículos para que adecu<strong>en</strong> sus rutas o<br />
marchas a las condiciones de la vía.<br />
88
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.16. Soluciones para la reducción del impacto medioambi<strong>en</strong>tal e indicación de<br />
las áreas <strong>en</strong> las que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3])<br />
3.3.3 Transporte de mercancías<br />
3.3.3.1 Problemática g<strong>en</strong>eral<br />
Como se ha indicado, el transporte de mercancías por carretera es el responsable de<br />
la mayor parte del transporte de mercancías <strong>en</strong> Europa, lo que está ligado a la<br />
prosperidad económica. Sin embargo, esto ocasiona claros problemas ya apuntados.<br />
Las líneas de trabajo desde las TICs para paliar estos problemas se ori<strong>en</strong>tan hacia la<br />
gestión flexible y dinámica de carriles y corredores para el transporte de mercancías, y<br />
el uso de sistemas de posicionami<strong>en</strong>to con información <strong>en</strong> tiempo real a través de<br />
comunicaciones vehículo-a-infraestructura, lo que permitirá la gestión de la<br />
infraestructura y el tráfico como un sistema completo para optimizar la capacidad<br />
aprovechada. Otro aspecto relevante tratado es la gestión avanzada de la logística.<br />
89
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.17. Soluciones para la mejora del transporte de mercancías a larga distancia e<br />
indicación de las áreas <strong>en</strong> las que las TICs ti<strong>en</strong><strong>en</strong> participación (figura adaptada de [3])<br />
En cuanto al transporte de mercancías, cada vez se persigue más alcanzar el ‘just in<br />
time’, así como ofrecer servicios adicionales al cli<strong>en</strong>te como seguimi<strong>en</strong>to de cargas,<br />
etc. Este seguimi<strong>en</strong>to de mercancías y vehículos también resulta de gran utilidad para<br />
las propias empresas de transporte para optimizar su operación y <strong>en</strong>contrar anomalías<br />
que corregir. Así, se plantea que es posible redirigir a los vehículos para evitar o<br />
reducir los tiempos de espera y hacer una <strong>en</strong>trega más rápida y efici<strong>en</strong>te, sin retrasos.<br />
A pesar de las mejoras <strong>en</strong> el sistema logístico, todavía se pres<strong>en</strong>tan los sigui<strong>en</strong>tes<br />
puntos negativos:<br />
- Gran número de operaciones sin coordinación realizadas por flotas de<br />
pequeño tamaño.<br />
- Gran parte de la capacidad de transporte es infrautilizada (por los recorridos<br />
de regreso <strong>en</strong> vacío).<br />
- Pérdidas de tiempo por difer<strong>en</strong>tes causas.<br />
90
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 3.18. Causas de retraso <strong>en</strong> reparto de productos alim<strong>en</strong>ticios [39]<br />
La telemática puede dar respuesta, <strong>en</strong>tre otros, a los sigui<strong>en</strong>tes aspectos:<br />
- Cálculo de una mejor secu<strong>en</strong>cia de reparto con el consigui<strong>en</strong>te ahorro de<br />
tiempo y combustible.<br />
- Posicionami<strong>en</strong>to de vehículos para la planificación de transportes y<br />
realización de estadísticas.<br />
- Comunicación <strong>en</strong>tre el conductor y la c<strong>en</strong>tral por medio de dispositivos<br />
portátiles como una PDA que permit<strong>en</strong> intercambiar m<strong>en</strong>sajes y automatizar<br />
procesos administrativos como la confirmación de <strong>en</strong>trega. Esto supone un<br />
servicio que da valor añadido (‘infomobility’).<br />
La gestión de flotas mejora <strong>en</strong> efici<strong>en</strong>cia y hace un mejor uso de la capacidad de los<br />
vehículos. Entre otras opciones, el seguimi<strong>en</strong>to continuo y la comunicación con el<br />
c<strong>en</strong>tro de control pued<strong>en</strong> permitir reorganizaciones y adaptarse a requerimi<strong>en</strong>tos<br />
cambiantes. Una v<strong>en</strong>taja adicional que se está contemplando cada vez con mayor<br />
int<strong>en</strong>sidad es el acceso a información <strong>en</strong> tiempo real de tráfico, estado de carretera y<br />
meteorología.<br />
En el caso de ámbito urbano, se pres<strong>en</strong>tan algunas particularidades respecto al<br />
transporte de medio o largo recorrido. Entre otras, se pued<strong>en</strong> destacar:<br />
- Necesidad de control de acceso a zonas de acceso limitado.<br />
- Hay gran cantidad de pequeños repartidores que operan de forma bastante<br />
indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>te.<br />
- Para los fines perseguidos, hay un uso limitado de telemática por<br />
autoridades para controlar el reparto urbano.<br />
- Falta de comunicación <strong>en</strong>tre los gestores de las flotas y las ag<strong>en</strong>cias de<br />
tráfico.<br />
91
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
3.3.3.2 Monitorización del vehículo y la carga<br />
La proliferación de sistemas electrónicos <strong>en</strong> el vehículo permite disponer de un gran<br />
número de variables relacionadas con el vehículo, el conductor y la carga.<br />
En g<strong>en</strong>eral, los sigui<strong>en</strong>tes datos pued<strong>en</strong> ser tomados de los buses de comunicaciones<br />
internos del vehículo, <strong>en</strong>tre otros:<br />
- Temperatura del refrigerante.<br />
- Temperatura del combustible.<br />
- Temperatura del aceite del motor y el turbocompresor.<br />
- Presión del aceite.<br />
- Nivel del depósito de combustible y consumos instantáneos y medios.<br />
- Nivel de agua.<br />
- Nivel de aceite.<br />
- Régim<strong>en</strong> de giro del motor.<br />
- Grado de carga.<br />
- Posición del acelerador.<br />
- Utilización de la caja de cambios.<br />
- Estado y <strong>en</strong>trada <strong>en</strong> funcionami<strong>en</strong>to del ABS y otros sistemas electrónicos.<br />
Además, <strong>en</strong> el caso de vehículos comerciales, exist<strong>en</strong> otras variables que<br />
proporcionan información sobre el comportami<strong>en</strong>to del conductor y que proced<strong>en</strong> del<br />
tacógrafo. Por otra parte, es posible instalar una serie de s<strong>en</strong>sores externos, que<br />
controlan una serie de parámetros de interés <strong>en</strong> las operaciones de transporte de<br />
mercancías. Algunos ejemplos son:<br />
- Apertura de puertas y temperatura de la carga.<br />
- Temperatura y humedad <strong>en</strong> el espacio de carga.<br />
- S<strong>en</strong>sor de pres<strong>en</strong>cia del remolque.<br />
- Pres<strong>en</strong>cia de carga.<br />
- Peso de la carga.<br />
- Id<strong>en</strong>tificación de cargas, conductores y vehículos.<br />
Estas medidas pued<strong>en</strong> ser empleadas para difer<strong>en</strong>tes fines, <strong>en</strong>tre los que se pued<strong>en</strong><br />
destacar el diagnóstico del funcionami<strong>en</strong>to del vehículo, supervisión de conductores,<br />
aplicaciones de “security” y gestión del flotas. En la actualidad, diversos fabricantes<br />
comercializan sistemas integrados que combinan dos o más de los s<strong>en</strong>sores<br />
m<strong>en</strong>cionados previam<strong>en</strong>te. Algunos ejemplos son el SmartFleet system de Safefreight<br />
[49] o el GlobalWave de TransCore [50]. Por otra parte, cabe destacar el creci<strong>en</strong>te<br />
92
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
interés que existe <strong>en</strong> el registro de ev<strong>en</strong>tos e incid<strong>en</strong>cias que se puedan producir<br />
durante la circulación, con el fin de detectar conductas inseguras, cansancio, etc.<br />
3.3.3.3 Gestión de flotas<br />
Exist<strong>en</strong> claros solapami<strong>en</strong>tos <strong>en</strong> este caso con la circulación informada, si bi<strong>en</strong> se<br />
<strong>en</strong>cuadra <strong>en</strong> este epígrafe de circulación efici<strong>en</strong>te al ser éste el objetivo fundam<strong>en</strong>tal<br />
perseguido. Entran d<strong>en</strong>tro de este ámbito las sigui<strong>en</strong>tes operaciones fundam<strong>en</strong>tales:<br />
- Seguimi<strong>en</strong>to de vehículos y cargas.<br />
- Programación y cambios de la ruta.<br />
- Gestión de incid<strong>en</strong>tes.<br />
El problema fundam<strong>en</strong>tal de la gestión de flotas es la elección y <strong>en</strong>vío, <strong>en</strong> tiempo real,<br />
de los vehículos que deb<strong>en</strong> <strong>en</strong>cargarse de las distintas operaciones de recogida y<br />
<strong>en</strong>trega. Este objetivo está relacionado además con, <strong>en</strong>tre otras, las sigui<strong>en</strong>tes<br />
funcionalidades:<br />
- Algoritmos de gestión dinámica.<br />
- Localización del vehículo.<br />
- Estimación de retrasos previstos, a través de la comparación <strong>en</strong>tre el<br />
tiempo de desplazami<strong>en</strong>to previsto y una estimación dinámica del<br />
tiempo real.<br />
- Envío de información del vehículo y el conductor.<br />
- Diagnosis del vehículo y gestión de averías.<br />
Aunque la cuantificación precisa de los b<strong>en</strong>eficios de la utilización de los sistemas de<br />
gestión de flotas no está <strong>en</strong> muchos casos disponible, algunas de las mejoras<br />
esperadas son: reducción de tiempos de viaje, mejora de la visibilidad y de los<br />
servicios ofrecidos al cli<strong>en</strong>te, aum<strong>en</strong>to del control sobre las operaciones, reducción de<br />
tiempos de <strong>en</strong>trega, mejora de las decisiones estratégicas a medio y largo plazo y<br />
reducción de costes administrativos.<br />
Algunas funcionalidades típicas de los sistemas exist<strong>en</strong>tes de gestión de flotas son el<br />
seguimi<strong>en</strong>to del vehículo, la localización del vehículo más próximo a un punto dado y<br />
la planificación de rutas. Otras funcionalidades de apoyo son:<br />
- Id<strong>en</strong>tificación y autorización de conductores.<br />
- Registro de rutas realizadas, con velocidades medias y máximas.<br />
- Recordatorios de mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to.<br />
- Interfaz <strong>en</strong> Internet.<br />
- Registro y análisis de medidas embarcadas.<br />
- Envío de m<strong>en</strong>sajes de alerta.<br />
93
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Exist<strong>en</strong> numerosos desarrollos de programas de gestión de flotas, algunos<br />
comerciales y otros elaborados a medida para una empresa concreta o con unos fines<br />
determinados. A continuación se citan algunos ejemplos:<br />
Geomanager de @Road. [51]<br />
Es un sistema de gestión a través de Internet para realizar el seguimi<strong>en</strong>to de los<br />
vehículos. La localización se basa <strong>en</strong> tecnología GPS y sus prestaciones<br />
fundam<strong>en</strong>tales son:<br />
- Seguimi<strong>en</strong>to de vehículos las 24 horas, con actualizaciones de horarios<br />
y rutas.<br />
- Id<strong>en</strong>tificación del vehículo más cercano a un determinado punto.<br />
- Almac<strong>en</strong>ami<strong>en</strong>to y <strong>en</strong>vío de la información de localización, cuando el<br />
vehículo se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra fuera del área de cobertura de los sistemas<br />
wireless.<br />
- Planificación y cambio de rutas.<br />
- Registro de movimi<strong>en</strong>tos fuera de ruta.<br />
- Acceso simultáneo de múltiples usuarios.<br />
PARAGON, de Paragon Software Systems [52]<br />
Es un sistema de planificación y gestión. Se ofrec<strong>en</strong> varios módulos: Single Depot,<br />
Multi Depot, Integrated Fleets, Continuous Optimiser, Fleet Controller, Resource<br />
Manager, Multi Period Planner, Territory Optimiser, Fixed Route Manager, Fastnet.<br />
ROADNET TRANSPORTATION SUITE, de UPS Logistics Technologies [53]<br />
Consiste <strong>en</strong> la integración de diversos módulos especializados desarrollados por UPS:<br />
- ROADNET: sistema de planificación de operaciones diarias.<br />
- TERRITORY PLANNER: sistema de planificación a medio y largo plazo,<br />
que permite hacer una planificación futura t<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta factores<br />
como las variaciones estacionales de la demanda, necesidades de<br />
aum<strong>en</strong>to de la flota a partir de la localización geográfica de posibles<br />
nuevos cli<strong>en</strong>tes.<br />
- ROADNET INFO CENTER: módulo de acceso a información histórica y<br />
<strong>en</strong> tiempo real de <strong>en</strong>tregas.<br />
- MOBILECAST: sistema de localización por GPS. Permite un<br />
seguimi<strong>en</strong>to continuo de las operaciones, registrando las horas de<br />
94
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
<strong>en</strong>trega y comparando de forma continua los tiempos previstos de<br />
operación con los reales.<br />
- FLEETLOADER: sistema de planificación de cargas de los vehículos.<br />
Soluciones para gestión de flotas de QUALCOMM [54]<br />
Incluy<strong>en</strong> una amplia oferta de productos y servicios que son ofrecidos de manera<br />
individual o combinados. Uno de los principales es QTRACS, que permite una gestión<br />
dinámica de vehículos y conductores a través de m<strong>en</strong>sajes, seguimi<strong>en</strong>to de vehículos<br />
y localización <strong>en</strong> mapas. Al igual que el Geomanager, es una aplicación web que<br />
permite:<br />
- Intercambio de m<strong>en</strong>sajes con el conductor prácticam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> tiempo<br />
real.<br />
- Localización de los vehículos más próximos a destinos seleccionados.<br />
- Consulta <strong>en</strong> mapas de registros actuales e históricos de las posiciones<br />
de los vehículos.<br />
- Predicción de los tiempos estimados de llegada.<br />
- Descarga directa de datos <strong>en</strong> el ord<strong>en</strong>ador del cli<strong>en</strong>te.<br />
“Intertour” de PTV [55]<br />
Es un sistema destinado exclusivam<strong>en</strong>te a conductores de camiones pesados. La<br />
compañía ofrece tres módulos de capacidades difer<strong>en</strong>tes.<br />
- El módulo “Intertour” es un sistema de planificación de rutas p<strong>en</strong>sado<br />
especialm<strong>en</strong>te para operaciones de distribución y lanzadera. El usuario<br />
puede introducir como restricciones aspectos como los tiempos<br />
máximos de conducción, horarios laborales, reglam<strong>en</strong>tación sobre<br />
tiempos de descanso, horarios de apertura de almac<strong>en</strong>es o<br />
capacidades máximas de los vehículos. El sistema permite minimizar la<br />
longitud y duración de los viajes, optimizando al mismo tiempo el grado<br />
de utilización de la capacidad del vehículo. Otras prestaciones son:<br />
planificación de viajes previstos <strong>en</strong> varios días, coordinación de<br />
almac<strong>en</strong>es, cálculo de costes.<br />
- El módulo “Intertour Compact” es una alternativa diseñada para<br />
empresas con bajos volúm<strong>en</strong>es de transporte. El precio de la lic<strong>en</strong>cia es<br />
más bajo que el correspondi<strong>en</strong>te al módulo anterior, aunque<br />
conservando algunas de sus prestaciones.<br />
- El módulo “Intertour Strategy” está diseñado para operaciones<br />
recurr<strong>en</strong>tes. Permite planificar los desplazami<strong>en</strong>tos cuando existe un<br />
gran número de destinos que requier<strong>en</strong> <strong>en</strong>tregas periódicas.<br />
95
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
PC*Miller/Hazmat de ALK [56]<br />
Es un sistema de cálculo de rutas para los operadores norteamericanos de transporte<br />
de mercancías peligrosas.<br />
ArcLogistics Route, de ESRI [57]<br />
Es un sistema completo de gestión de flotas y planificación de rutas que permite hacer<br />
una asignación de vehículos a destinos y determinar la secu<strong>en</strong>cia óptima de paradas,<br />
de forma que los requisitos de los cli<strong>en</strong>tes sean satisfechos con unos tiempos de<br />
desplazami<strong>en</strong>to mínimos. A difer<strong>en</strong>cia de otros programas de planificación de rutas,<br />
este se basa <strong>en</strong> la utilización de sistemas de información geográfica para modelar de<br />
forma precisa el tiempo y la distancia. Algunas de sus características principales son:<br />
- Permite al usuario introducir las velocidades medias de circulación de<br />
los vehículos <strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes vías.<br />
- Diseña rutas <strong>en</strong> base a una caracterización precisa de calles y vías y a<br />
estimaciones reales de tiempos de desplazami<strong>en</strong>to.<br />
- Permite introducir como restricciones las características de vehículos y<br />
conductores.<br />
- Importa órd<strong>en</strong>es de trabajo de bases de datos externas.<br />
- Id<strong>en</strong>tifica las direcciones de los cli<strong>en</strong>tes mediante coord<strong>en</strong>adas<br />
geográficas.<br />
- Se integra con sistemas de localización del vehículo (AVL) y sistemas<br />
de planificación de recursos empresariales (ERP).<br />
3.3.3.4 Gestión de transporte intermodal<br />
Aunque aquí sólo se plantea el transporte por carretera, el transporte intermodal se<br />
considera como uno de los pilares básicos <strong>en</strong> la sost<strong>en</strong>ibilidad del transporte de<br />
mercancías. Sin embargo, dicho transporte intermodal sólo empieza a ser económico y<br />
competitivo a partir de una cierta distancia. Se fom<strong>en</strong>ta la intermodalidad cuando la<br />
docum<strong>en</strong>tación pasa del vehículo al c<strong>en</strong>tro antes de llegar a los puntos de cambio de<br />
modo y <strong>en</strong> los c<strong>en</strong>tros logísticos y se lleva a cabo una gestión automática de la carga.<br />
Los sistemas ITS favorec<strong>en</strong> la intermodalidad al t<strong>en</strong>er la carga y los vehículos<br />
ubicados <strong>en</strong> todo mom<strong>en</strong>to con lo que incid<strong>en</strong> <strong>en</strong> los sigui<strong>en</strong>tes aspectos:<br />
- Mejorar la efici<strong>en</strong>cia <strong>en</strong> las operaciones.<br />
- Mejorar la calidad de los servicios ofrecidos.<br />
- Favorecer a los pequeños operadores la <strong>en</strong>trada <strong>en</strong> el transporte<br />
intermodal.<br />
96
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Proporcionar una estimación más ajustada de tiempo de llegada.<br />
Muchos de los aspectos considerados <strong>en</strong> los apartados previos contribuy<strong>en</strong> <strong>en</strong> alguna<br />
medida a la mejora de la efici<strong>en</strong>cia de las operaciones de transporte intermodal.<br />
Pued<strong>en</strong> ser destacados los sigui<strong>en</strong>tes aspectos fundam<strong>en</strong>tales:<br />
- Seguimi<strong>en</strong>to de cont<strong>en</strong>edores y vehículos, que permit<strong>en</strong> gestionar el flujo<br />
de materiales y productos desde el c<strong>en</strong>tro de producción al usuario final. Se<br />
busca optimizar la visibilidad, seguridad y control de la mercancía a través<br />
del sistema logístico.<br />
- Integración de la cad<strong>en</strong>a logística. Se ti<strong>en</strong>de a un sistema integrado que<br />
<strong>en</strong>globe a suministradores, productores, operadores de transporte,<br />
distribuidores y v<strong>en</strong>dedores. En la mejora de la gestión del transporte<br />
intermodal, deberá jugar un papel fundam<strong>en</strong>tal el intercambio electrónico de<br />
datos (Electronic Data Interchange, EDI). Aunque se trata de una tecnología<br />
madura con un número creci<strong>en</strong>te de productos y servicios, exist<strong>en</strong> todavía<br />
algunos impedim<strong>en</strong>tos, como: (i) falta de interoperabilidad y compatibilidad<br />
de hardware y software, (ii) costes de inversión relativam<strong>en</strong>te altos, (iii) falta<br />
de acceso por parte de los operadores pequeños, (iv) posibilidad de que<br />
uso g<strong>en</strong>eralizado suponga una reducción de puestos de trabajo.<br />
- Optimización de las operaciones de carga y descarga <strong>en</strong> puertos, c<strong>en</strong>tros<br />
logísticos, etc., mediante el seguimi<strong>en</strong>to de vehículos y cont<strong>en</strong>edores, la<br />
id<strong>en</strong>tificación de las propiedades de la carga y la estimación <strong>en</strong> tiempo real<br />
de los tiempos de llegada.<br />
- Gestión del transporte intermodal ferrocarril-carretera, mediante la<br />
planificación de las operaciones y la determinación de la configuración<br />
óptima: transporte de cont<strong>en</strong>edor, “ferroutage” (transporte del<br />
semirremolque sobre el vagón), “carretera rodante” (transporte de los<br />
vehículos completos sobre vagones plataforma), “road railer” (uso de los<br />
semirremolques como vehículos ferroviarios, mediante el acoplami<strong>en</strong>to a<br />
bogies). El resultado es una optimización del espacio y las operaciones <strong>en</strong><br />
las terminales ferroviarias.<br />
- Mejora de la seguridad fr<strong>en</strong>te a robos y actos de vandalismo de vehículos,<br />
cont<strong>en</strong>edores y mercancías, durante las operaciones de embarque y<br />
almac<strong>en</strong>ami<strong>en</strong>to.<br />
- Sistemas de gestión de inv<strong>en</strong>tarios y stocks, <strong>basados</strong> <strong>en</strong> la localización de<br />
cont<strong>en</strong>edores y remolque <strong>en</strong> puertos, terminales y c<strong>en</strong>tros logísticos. Estos<br />
sistemas posibilitan la optimización del uso de espacio <strong>en</strong> terminales, la<br />
gestión del apilami<strong>en</strong>to de cont<strong>en</strong>edores de difer<strong>en</strong>tes longitudes, el uso<br />
efici<strong>en</strong>te de la mano de obra y los equipos de manipulación y la<br />
programación de las operaciones de reparación y mant<strong>en</strong>imi<strong>en</strong>to.<br />
- Gestión electrónica de pedidos y operaciones de pago.<br />
97
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Gestión de operaciones internacionales, mediante la automatización de la<br />
gestión de docum<strong>en</strong>tación para la importación y exportación de mercancías.<br />
- Automatización del proceso de id<strong>en</strong>tificación de vehículos, cargas y<br />
conductores, mediante tecnologías como GPS, RFID o reconocimi<strong>en</strong>to<br />
óptico.<br />
3.3.4 Gestión de flotas de transporte público<br />
La situación con la gestión de flotas de transporte público es similar a la del transporte<br />
de mercancías. El posicionami<strong>en</strong>to de los vehículos <strong>en</strong> todo mom<strong>en</strong>to y el <strong>en</strong>vío de<br />
dicha información a los c<strong>en</strong>tros de control permite el ajuste del servicio, intervalos y<br />
comp<strong>en</strong>sar desajustes. También, otra información disponible como tiempos de viaje,<br />
ocupación, etc., puede ser empleada para ajustar mejor la oferta a la demanda.<br />
Estos sistemas aum<strong>en</strong>tan la efici<strong>en</strong>cia y seguridad de los sistemas de transporte y<br />
ofrece mayor información a los usuarios. Así, los objetivos principales perseguidos se<br />
pued<strong>en</strong> sintetizar <strong>en</strong>:<br />
- Mejorar la calidad del servicio y la regularidad.<br />
- Mejorar la información proporcionada al usuario.<br />
- Adaptar la oferta a la demanda.<br />
- Reducir los costes de explotación, y las inversiones.<br />
- Mayor flexibilidad.<br />
- Mejor control de la flota.<br />
D<strong>en</strong>tro de los sistemas de operación del transporte público, intervi<strong>en</strong><strong>en</strong> los sigui<strong>en</strong>tes<br />
elem<strong>en</strong>tos:<br />
- Sistemas de gestión de flotas.<br />
- Sistemas de información al viajero.<br />
- Sistemas de pago electrónico.<br />
3.3.5 Pago electrónico<br />
Bajo el epígrafe de pago electrónico se pued<strong>en</strong> distinguir dos áreas principales: el<br />
pago de peajes y el pago de pasajes <strong>en</strong> el transporte público, En ambos casos, se<br />
pret<strong>en</strong>de sustituir el pago <strong>en</strong> metálico por otros medios automáticos.<br />
El pago automático de peajes reporta b<strong>en</strong>eficios <strong>en</strong> el aprovechami<strong>en</strong>to de las<br />
infraestructuras al reducir las ret<strong>en</strong>ciones <strong>en</strong> los puestos de peaje. Además supone<br />
v<strong>en</strong>tajas para los usuarios al no t<strong>en</strong>er que preocuparse del pago <strong>en</strong> metálico.<br />
Exist<strong>en</strong> difer<strong>en</strong>tes formas de implem<strong>en</strong>tar este pago electrónico, <strong>en</strong>tre las que se<br />
pued<strong>en</strong> destacar [43]:<br />
98
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
- Puestos de paso semejantes a los actuales, pero que no requier<strong>en</strong> la<br />
det<strong>en</strong>ción del vehículo para el pago.<br />
- Detectores de vehículo que son operativos a velocidades de circulación altas<br />
a lo largo de las autopistas con lo que se eliminan los puestos físicos.<br />
- Cobro a partir del posicionami<strong>en</strong>to GPS con lo que se detecta si un vehículo<br />
ha <strong>en</strong>trado <strong>en</strong> una zona de pago. Este sistema ofrece una gran flexibilidad.<br />
En la actualidad exist<strong>en</strong> numerosas experi<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> este campo, lo que ha permitido<br />
recoger datos sobre su efectividad. Así, <strong>en</strong> [58], se muestra que la implem<strong>en</strong>tación del<br />
sistema E-ZPass <strong>en</strong> Nueva Jersey ha logrado reducir el tiempo de espera de los<br />
vehículos <strong>en</strong> un 85 %. Esto se traduce <strong>en</strong> un ahorro de 19 millones de dólares por<br />
disminución de demoras y 1.5 millones de dólares <strong>en</strong> ahorro de combustible<br />
anualm<strong>en</strong>te. También se han realizado simulaciones con el fin de analizar su efecto.<br />
Una de las aplicaciones se recoge <strong>en</strong> [59], donde se muestra el efecto sobre las<br />
emisiones contaminantes de este tipo de sistemas, concluyéndose que se logran<br />
reducciones de CO y HC, pero aum<strong>en</strong>tos de NOx.<br />
Por otra parte, el pago <strong>en</strong> los transportes públicos mediante tarjetas de crédito o débito<br />
o monederos electrónicos permite agilizar las transacciones, con mayor comodidad<br />
para los usuarios.<br />
3.3.6 Control de la velocidad de los vehículos<br />
Por último, cabe incluir una breve refer<strong>en</strong>cia a los sistemas de control de velocidad de<br />
los vehículos de cualquier tipo, con propósitos de efici<strong>en</strong>cia <strong>en</strong>ergética y respeto<br />
medioambi<strong>en</strong>tal. El fundam<strong>en</strong>to de esta medida es semejante al control dinámico de la<br />
velocidad con fines de mejora de la seguridad (de hecho, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, son tratadas<br />
conjuntam<strong>en</strong>te), si bi<strong>en</strong>, <strong>en</strong> este caso, la actualización a las condiciones dinámicas es<br />
mucho más crítica.<br />
Parti<strong>en</strong>do de la base de que la forma de conducción condiciona notablem<strong>en</strong>te el<br />
consumo, la idea principal para la minimización del consumo mediante sistemas<br />
<strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> radica <strong>en</strong> la utilización de un “horizonte electrónico” más ext<strong>en</strong>so que el<br />
“horizonte visual”, es decir, aprovechar informaciones de los tramos sigui<strong>en</strong>tes de<br />
carretera que no son visibles para el conductor con el fin de adecuar la velocidad<br />
[37][60]. De esta forma, además de favorecer la seguridad y el ahorro de combustible,<br />
se pot<strong>en</strong>cia la conducción sin aceleraciones y deceleraciones bruscas ni cambios<br />
frecu<strong>en</strong>tes de marcha o velocidad, lo que redunda <strong>en</strong> un mayor confort. El horizonte<br />
electrónico se puede obt<strong>en</strong>er de s<strong>en</strong>sores (radar, láser, procesami<strong>en</strong>to de<br />
imág<strong>en</strong>es,...) o telecomunicaciones y posicionami<strong>en</strong>to mediante satélites y sistemas<br />
de navegación.<br />
El ahorro de combustible se puede lograr mediante una gestión adecuada del<br />
acelerador, el fr<strong>en</strong>o y las marchas <strong>en</strong> lo que ha sido d<strong>en</strong>ominado Situation Adaptive<br />
Drivetrain Managem<strong>en</strong>t (SAM). La filosofía reside <strong>en</strong> reducir al máximo la <strong>en</strong>ergía<br />
99
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
perdida <strong>en</strong> forma de calor <strong>en</strong> la fr<strong>en</strong>ada mediante el cese de la aceleración <strong>en</strong> el<br />
mom<strong>en</strong>to justo <strong>en</strong> función de limitaciones de velocidad cercanas. La aplicación de<br />
medios telemáticos permitiría esa adaptación <strong>en</strong> función, también, del estado más o<br />
m<strong>en</strong>os fluido del tráfico. Otro paso adicional sería el considerar, además de las<br />
p<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tes y rampas, que han sido t<strong>en</strong>idas <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta <strong>en</strong> los sistemas actualm<strong>en</strong>te <strong>en</strong><br />
desarrollo, las señales de tráfico y los vehículos que circulan delante como una<br />
integración del ACC, ISA dinámico y SAM. Con el fin de cumplir las exig<strong>en</strong>cias<br />
anteriores, BMW considera que la mejor solución es el empleo de un acelerador que<br />
ofrece una resist<strong>en</strong>cia variable e indica el punto óptimo <strong>en</strong> cada caso.<br />
Para realizar un análisis preliminar de la repercusión de este tipo de sistemas, se suele<br />
recurrir a modelos de simulación tanto a escala macroscópica como microscópica. De<br />
las simulaciones, se observa que el ahorro se ve pot<strong>en</strong>ciado con una mayor distancia<br />
de reacción del sistema mi<strong>en</strong>tras que se p<strong>en</strong>aliza el tiempo de viaje. Así, increm<strong>en</strong>tar<br />
dicha distancia de 300 a 500 metros, proporciona un ahorro relativo de combustible del<br />
9.8 %, aum<strong>en</strong>tando el tiempo empleado <strong>en</strong> el trayecto <strong>en</strong> un 2.3 % [60]. El mismo<br />
autor establece que, para ser aceptado por los usuarios y no perturbar al tráfico<br />
circundante, las respuestas del sistema ti<strong>en</strong><strong>en</strong> que ser análogas a las que tomaría un<br />
conductor con hábitos correctos de conducción, por lo que debe existir una analogía<br />
<strong>en</strong>tre ambos caminos de decisión.<br />
Los estados de conducción comunes son aceleración, velocidad constante,<br />
deceleración y ral<strong>en</strong>tí. De ellos, la deceleración es el que pres<strong>en</strong>ta mayores<br />
posibilidades de ahorro de combustible. Una deceleración muy suave sería la situación<br />
óptima por aprovechar mejor la pot<strong>en</strong>cia proporcionada. Sin embargo, pres<strong>en</strong>ta los<br />
inconv<strong>en</strong>i<strong>en</strong>tes de una gran distancia de reacción y una baja aceptación por parte de<br />
los usuarios.<br />
Con el fin de tomar decisiones, el sistema ti<strong>en</strong>e que id<strong>en</strong>tificar y clasificar las difer<strong>en</strong>tes<br />
situaciones que se dan <strong>en</strong> el tráfico. Estas situaciones pued<strong>en</strong> ser de posición fija<br />
(señales) o variable (ret<strong>en</strong>ciones,...), e implicar límites constantes (señales fijas<br />
conv<strong>en</strong>cionales) o variables (señales variables). Cada una de estas categorías implica<br />
unas tecnologías de reconocimi<strong>en</strong>to difer<strong>en</strong>tes y plantea dificultades distintas para<br />
ext<strong>en</strong>der el horizonte de visión.<br />
D<strong>en</strong>tro de la iniciativa INVENT, se planteó la estimación de la adecuada de circulación<br />
<strong>en</strong> base a s<strong>en</strong>sores embarcados y comunicaciones con el fin de adaptarse al tráfico,<br />
reducir las ondas de choque que se produc<strong>en</strong> por los cambios de velocidad y t<strong>en</strong>er<br />
una gestión más rápida de las ret<strong>en</strong>ciones.<br />
Por otra parte, el estudio de comportami<strong>en</strong>tos de conducción que redujes<strong>en</strong> las<br />
emisiones contaminantes se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra poco desarrollado a causa de la cre<strong>en</strong>cia muy<br />
ext<strong>en</strong>dida de que tal objetivo se lograba con una disminución del consumo, lo que se<br />
ha demostrado ser falso bajo ciertas condiciones mediante fórmulas empíricas [61].<br />
Las medidas que se suel<strong>en</strong> emplear para reducir los niveles actuales están más <strong>en</strong><br />
línea con la ing<strong>en</strong>iería y gestión del tráfico y <strong>en</strong> las mejoras tecnológicas <strong>en</strong> los<br />
motores y el sistema de escape que <strong>en</strong> incidir sobre la velocidad de circulación y el<br />
100
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
comportami<strong>en</strong>to del conductor. Sin embargo, <strong>en</strong> este último grupo, también se están<br />
realizando avances <strong>en</strong> la actualidad. En [62] sí id<strong>en</strong>tifican el comportami<strong>en</strong>to del<br />
conductor como una posibilidad pot<strong>en</strong>cial para la reducción de las emisiones de igual<br />
forma a como se hizo para minimizar el consumo. Ambos procesos de optimización<br />
pued<strong>en</strong> pasar por mejoras tecnológicas <strong>en</strong> los motores o el propio vehículo que reduce<br />
las resist<strong>en</strong>cias que <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra al avance y disminuye su peso, aunque, como ya se<br />
indicó, los esfuerzos <strong>en</strong> ese campo son costosos y el límite de mejora no es muy alto.<br />
Por el contrario, el comportami<strong>en</strong>to del conductor sí ti<strong>en</strong>e importantes repercusiones<br />
como se observa <strong>en</strong> la figura sigui<strong>en</strong>te.<br />
300<br />
Cambios <strong>en</strong> emisiones (%)<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
Circulación agresiva<br />
Circulación normal<br />
Circulación calmada<br />
50<br />
0<br />
CO HC NOx CO HC NOx<br />
Circulación urbana<br />
Circulación <strong>en</strong> carretera<br />
Figura 3.19. Influ<strong>en</strong>cia del estilo de conducción <strong>en</strong> las emisiones contaminantes [62]<br />
Las mejoras pot<strong>en</strong>ciales de cada factor sobre la reducción de emisiones se estiman <strong>en</strong><br />
un 10 % por disminución de peso, un 20 % por avances del motor, un 10 % por la<br />
transmisión y un 25 % por el estilo de conducción.<br />
101
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
4 Estudio de Vigilancia Tecnológica: t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cias de I+D<br />
En este capítulo, se incluye un estudio de Vigilancia Tecnológica c<strong>en</strong>trado <strong>en</strong> el ámbito<br />
de este informe a partir del análisis cuantitativo de publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas y pat<strong>en</strong>tes<br />
relacionadas. Se quiere con ello, no sólo destacar algunos indicadores de interés y<br />
conclusiones derivadas de ellos, sino poner de relieve la importancia que puede<br />
suponer para una organización el introducir procesos sistemáticos de vigilancia como<br />
elem<strong>en</strong>to formal <strong>en</strong> su cad<strong>en</strong>a de toma de decisiones.<br />
Por lo tanto, tomando como <strong>en</strong>trada información relevante detectada – resultados de<br />
I+D <strong>en</strong> la forma de pat<strong>en</strong>tes y publicaciones –, es posible adquirir un conocimi<strong>en</strong>to<br />
fiable del <strong>en</strong>torno de estudio y sus drivers, de los actores relevantes, de los c<strong>en</strong>tros de<br />
excel<strong>en</strong>cia, de la t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cia que el desarrollo de las tecnologías y aplicaciones<br />
involucradas muestran con el tiempo,…<br />
Como punto de partida de este estudio, se han id<strong>en</strong>tificado una serie de términos clave<br />
que delimit<strong>en</strong> su ámbito (Tabla 4.1).<br />
Área temática<br />
Aplicaciones al transporte,<br />
automóvil intelig<strong>en</strong>te y<br />
seguridad vial<br />
Tecnologías inalámbricas<br />
Términos clave<br />
ADAS (Advanced Driver Assistance System), electronic<br />
paym<strong>en</strong>t, traveller information, remote diagnosis, e-call,<br />
communications vehicle to vehicle, communications vehicle<br />
to infrastructure, fleet managem<strong>en</strong>t, traffic managem<strong>en</strong>t,<br />
cooperative collision avoidance system, Intellig<strong>en</strong>t Transport<br />
System, Vehicular Communication System<br />
VANET (Vehicle Area Network, Vehicle Ad-Hoc Network),<br />
vehicular Wireless networks, automotive wireless, wireless<br />
s<strong>en</strong>sor networks, WiMAX, WiFi, Bluetooth, Zigbee, CALM<br />
(),vehicle infrastructure integration, MANET (mobile ad hoc<br />
networks), V2V Communications (Vehicle to Vehicle<br />
Communications), V2I Communications (Vehicle to<br />
Infrastructure Communications), Car to car communications<br />
Tabla 4.1. Términos clave<br />
102
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
4.1 Análisis de vigilancia tecnológica <strong>en</strong> base a las<br />
publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas<br />
4.1.1 Metodología empleada<br />
La metodología empleada <strong>en</strong> el pres<strong>en</strong>te análisis ha sido la sigui<strong>en</strong>te:<br />
Fu<strong>en</strong>te formal: ISI Web of Sci<strong>en</strong>ce.<br />
o Web Of Sci<strong>en</strong>ce agrupa las bases de datos de publicaciones editadas por ISI<br />
(Institute for Sci<strong>en</strong>tific Information), con información sobre investigaciones<br />
multidisciplinares prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te de revistas especializadas <strong>en</strong> ci<strong>en</strong>cias, ci<strong>en</strong>cias<br />
sociales, artes y humanidades. Incluye alrededor de 9000 revistas, 27000 nuevos<br />
registros semanales y más de 500000 nuevas refer<strong>en</strong>cias citadas cada semana.<br />
o<br />
Períodos de análisis:<br />
o Análisis 1: 2000 – 2007.<br />
o Análisis 2: Enero-Octubre 2008.<br />
Las publicaciones, desde su mom<strong>en</strong>to de elaboración, pued<strong>en</strong> tardar hasta dos años<br />
<strong>en</strong> ver la luz. T<strong>en</strong>i<strong>en</strong>do <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta este retraso, con un análisis como el sigui<strong>en</strong>te se<br />
pret<strong>en</strong>de medir la evolución tecnológica de una línea más que su estado de arte <strong>en</strong> un<br />
mom<strong>en</strong>to dado.<br />
4.1.2 Evolución de la publicación ci<strong>en</strong>tífica<br />
Según la metodología descrita <strong>en</strong> el anterior apartado, y a partir de los términos clave<br />
de la Tabla 4.1, se ha analizado un total de 5071 publicaciones (incluy<strong>en</strong>do artículos y<br />
proceedings fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te) relacionadas con el ámbito de estudio de este<br />
informe. Se ha comprobado una predominio de publicaciones relacionadas con las<br />
<strong>redes</strong> mobile ad-hoc network (MANET), de las que las <strong>redes</strong> vehiculares ad-hoc<br />
(VANET) son un tipo.<br />
En la figura 5.1, se observa la evolución temporal de la publicación ci<strong>en</strong>tífica durante el<br />
período 2000-2007, junto con una aproximación al número registrado durante 2008<br />
hasta la fecha de realización de este estudio. Se comprueba un creci<strong>en</strong>te y rápido<br />
aum<strong>en</strong>to de la publicación <strong>en</strong>tre los años 2000 y 2005, pasando de 81 a 1056. Durante<br />
los dos sigui<strong>en</strong>tes años, parece que la producción se estabiliza al mismo nivel, aunque<br />
destaca que a fecha de realización de este estudio (octubre de 2008), el número de<br />
publicaciones relacionadas registrado durantes este último año es notablem<strong>en</strong>te<br />
superior (1379) al de los anteriores años completos. Esto parece indicar un mom<strong>en</strong>to<br />
expansivo y de desarrollo de las tecnologías analizadas <strong>en</strong> este informe, t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cia<br />
que deberá confirmarse o no <strong>en</strong> un futuro próximo.<br />
103
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Evolución de publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas<br />
1400<br />
1200<br />
Nº de publicaciones<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Enero -<br />
octubre<br />
2008<br />
Evolución del crecimi<strong>en</strong>to del nº de publicaciones<br />
Nº de publicaciones acumuladas<br />
7000<br />
6000<br />
5000<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
0<br />
178<br />
402<br />
769<br />
1307<br />
1996<br />
3052<br />
4091<br />
5168<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Enero -<br />
octubre<br />
2008<br />
6547<br />
Figura 4.1. Evolución de la publicación ci<strong>en</strong>tífica<br />
4.1.3 Instituciones de orig<strong>en</strong> de las publicaciones<br />
En la tabla 4.2, se muestran las instituciones con un mayor número de publicaciones a<br />
nivel mundial para el período 2000 – 2007:<br />
Entidades/años 2000-2007<br />
1 UCLA, Los Angeles (EEUU)<br />
75<br />
104
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
2 UNIV TEXAS (EEUU)<br />
3 NANYANG TECHNOL UNIV (Singapur)<br />
4 UNIV ILLINOIS (EEUU)<br />
5 NATL CHIAO TUNG UNIV (Taiwán)<br />
6 INDIAN INST TECHNOL (India)<br />
7 QUEENS UNIV (Canadá)<br />
8 UNIV MARYLAND (EEUU)<br />
9 ARIZONA STATE UNIV (EEUU)<br />
10 NATL UNIV SINGAPORE (Singapur)<br />
11 PURDUE UNIV (EEUU)<br />
12 UNIV FLORIDA (EEUU)<br />
13 UNIV OTTAWA (Canadá)<br />
14 KOREA UNIV (Corea del Sur)<br />
15 UNIV CINCINNATI (EEUU)<br />
16 GEORGIA INST TECHNOL (EEUU)<br />
17 UNIV CALIF BERKELEY (EEUU)<br />
18 NATL TAIWAN UNIV (Taiwán)<br />
19 TEXAS A&M UNIV (EEUU)<br />
20 SEOUL NATL UNIV (Corea del Sur)<br />
59<br />
57<br />
51<br />
45<br />
42<br />
41<br />
36<br />
35<br />
35<br />
35<br />
35<br />
33<br />
32<br />
32<br />
31<br />
31<br />
30<br />
30<br />
29<br />
Destacamos:<br />
Tabla 4.2. Instituciones de orig<strong>en</strong> de publicaciones [2000-2007]<br />
o Se comprueba <strong>en</strong> este campo de la publicación ci<strong>en</strong>tífica un predominio<br />
absoluto de universidades y c<strong>en</strong>tros de investigación, de orig<strong>en</strong><br />
estadounid<strong>en</strong>se fundam<strong>en</strong>talm<strong>en</strong>te.<br />
o Existe una gran dispersión <strong>en</strong> cuanto al orig<strong>en</strong> de estas publicaciones, ya que<br />
la primera <strong>en</strong> este ranking ap<strong>en</strong>as supone un 1,5% del total. No existe por tanto<br />
ninguna institución que se imponga como líder <strong>en</strong> este ámbito, hecho éste que<br />
no sucede <strong>en</strong> cuanto a países.<br />
o<br />
No existe ningún c<strong>en</strong>tro europeo <strong>en</strong> las primeras posiciones del anterior listado.<br />
La primera de ellas, el CNR italiano, acredita 22 publicaciones, quedando <strong>en</strong> el<br />
105
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
lugar 32º. En el sigui<strong>en</strong>te análisis realizado por países, se confirma esta<br />
t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cia por la cual lidera EEUU y países asiáticos.<br />
o En el primer lugar de esta clasificación aparece la Universidad de California,<br />
Los Ángeles (UCLA). Destacamos al respecto el Network Research Lab<br />
(http://nrlweb.cs.ucla.edu) del Departam<strong>en</strong>to de Ci<strong>en</strong>cias de Computación, con<br />
líneas de investigación específicas <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas de comunicación<br />
aplicadas al transporte. El coordinador de dicho laboratorio, Mario Gerla,<br />
acredita 40 publicaciones analizadas y se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra <strong>en</strong>tre los autores más<br />
destacados <strong>en</strong> el análisis hecho. Entre sus líneas de investigación se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra el diseño y evaluación de protocolos y esquemas de control para<br />
<strong>redes</strong> inalámbricas ad-hoc.<br />
En la sigui<strong>en</strong>te tabla, se relacionan los c<strong>en</strong>tros con mayor actividad publicadora<br />
durante los primeros meses de 2008:<br />
Enero-Octubre<br />
Entidades/años 2008<br />
1 CONCORDIA UNIV (Canadá)<br />
2 UNIV MARYLAND (EEUU)<br />
3 CARNEGIE MELLON UNIV (EEUU)<br />
4 UNIV WATERLOO (Canadá)<br />
5 SHANGHAI JIAO TONG UNIV (China)<br />
15<br />
13<br />
12<br />
12<br />
11<br />
Tabla 4.3. Instituciones de orig<strong>en</strong> de publicaciones [2008]<br />
A nivel nacional, para el período amplio de análisis de 2000 – 2007, destaca la<br />
Universidad Politécnica de Val<strong>en</strong>cia, con 21 publicaciones, y la Universidad Politécnica<br />
de Cataluña, con 15.<br />
4.1.4 Países de publicación<br />
En la figura 4.2, se muestra una distribución geográfica de los países de orig<strong>en</strong> de las<br />
publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas analizadas <strong>en</strong> este estudio.<br />
Destacamos:<br />
o EEUU manti<strong>en</strong>e una posición de liderazgo <strong>en</strong> esta actividad publicadora, con<br />
una amplia difer<strong>en</strong>cia respecto del resto de países.<br />
o Los primeros países europeos (Alemania, Francia e Inglaterra) quedan también<br />
por detrás de China y de los países del sudeste asiático (Japón o Corea del<br />
Sur).<br />
o<br />
De cualquier forma, el orig<strong>en</strong> de estas publicaciones está bastante diversificado<br />
(23% de ellas, de países no recogidos <strong>en</strong> esta figura).<br />
106
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
o España queda <strong>en</strong> la posición 12º del ranking global, con un 2% de la<br />
producción total.<br />
Países de orig<strong>en</strong> de las publicaciones [2000-2007]<br />
Resto del mundo<br />
23%<br />
EEUU<br />
34%<br />
INGLATERRA<br />
3%<br />
FRANCIA<br />
4%<br />
TAIWAN<br />
5%<br />
CANADA<br />
5%<br />
ALEMANIA<br />
5%<br />
JAPÓN<br />
6%<br />
CHINA<br />
9%<br />
COREA DEL SUR<br />
6%<br />
Figura 4.2. Países de orig<strong>en</strong> de publicaciones<br />
4.1.5 Citación de publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas<br />
En la figura 4.3, se analiza la producción de publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas por países <strong>en</strong><br />
función de su calidad, tomando para ello el ratio de citación media 1 como indicador de<br />
esta excel<strong>en</strong>cia y como medio de conocer publicaciones y autores de refer<strong>en</strong>cia.<br />
Destacamos:<br />
o EEUU lidera <strong>en</strong>tonces, tanto <strong>en</strong> producción de publicaciones – como se ha<br />
visto anteriorm<strong>en</strong>te – como <strong>en</strong> calidad de las mismas, a t<strong>en</strong>or del índice de<br />
citación media que se ha registrado (2.75 citas de media por cada artículo).<br />
o Tomando como refer<strong>en</strong>cia esta tasa de citación media, las publicaciones<br />
europeas parec<strong>en</strong> mejor valoradas y quedan por <strong>en</strong>cima de las acreditadas <strong>en</strong><br />
c<strong>en</strong>tros asiáticos: Alemania ocupa el segundo lugar <strong>en</strong> este s<strong>en</strong>tido, con un<br />
índice de 1.9.<br />
o La producción de publicaciones de países como China o Corea del Sur parece<br />
que aún no es comparable con el interés que despierta <strong>en</strong>tre el resto de<br />
investigadores de este ámbito, <strong>en</strong> función de unas tasas de citación bajas.<br />
1 Tasa de citación media: número de citas / número de artículos<br />
107
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
3<br />
Comparativa: publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas vs. índice de citación<br />
[2000 - 2007]<br />
EEUU<br />
2,5<br />
Taiwán<br />
Tasa de citación<br />
2<br />
1,5<br />
Francia<br />
Alemania<br />
Canadá<br />
Japón<br />
1<br />
0,5<br />
Inglaterra<br />
España<br />
Corea del Sur<br />
China<br />
0<br />
0 250 500 750 1000 1250 1500 1750 2000<br />
Nº publicaciones<br />
Figura 4.3. Comparación publicación ci<strong>en</strong>tífica vs. calidad<br />
4.1.6 Áreas temáticas<br />
La sigui<strong>en</strong>te tabla refleja las áreas de aplicación principales, según la clasificación de<br />
la base de datos consultada (Web of Sci<strong>en</strong>ce) y ord<strong>en</strong>adas según el período 2000-<br />
2007.<br />
Áreas de aplicación 2000-2007<br />
1 TELECOMMUNICATIONS<br />
2 ENGINEERING, ELECTRICAL & ELECTRONIC<br />
3 COMPUTER SCIENCE, INFORMATION SYSTEMS<br />
4 COMPUTER SCIENCE, THEORY & METHODS<br />
5 COMPUTER SCIENCE, ARTIFICIAL<br />
INTELLIGENCE<br />
2760<br />
1667<br />
1360<br />
1293<br />
687<br />
108
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
6 TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY<br />
7 COMPUTER SCIENCE, HARDWARE &<br />
ARCHITECTURE<br />
525<br />
430<br />
Tabla 4.4. Áreas temáticas de las publicaciones<br />
Destacamos:<br />
• La primera de estas áreas – Telecomunicaciones – no resulta excesivam<strong>en</strong>te<br />
concreta y no permite acotar posibles ámbitos de aplicación.<br />
• El área definida como ‘Transportation sci<strong>en</strong>ce & technology’ se ajusta más al<br />
ámbito de este informe.<br />
• Estas áreas así definidas no están lo sufici<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te acotadas para obt<strong>en</strong>er<br />
información de mayor valor.<br />
4.1.7 Fu<strong>en</strong>tes de publicaciones<br />
En la sigui<strong>en</strong>te tabla, se observan las fu<strong>en</strong>tes de publicaciones, revistas y orig<strong>en</strong> de<br />
proceedings más relevantes <strong>en</strong> el período analizado. El indicador de impacto durante<br />
2007, extraído de la base de datos Journal Citation Reports para las fu<strong>en</strong>tes de este<br />
listado que ti<strong>en</strong>e registradas, es una medida de la frecu<strong>en</strong>cia media con el que un<br />
artículo de cada publicación es citado y puede servir para evaluar la importancia<br />
relativa de dichas fu<strong>en</strong>tes.<br />
Fu<strong>en</strong>te<br />
1 LECTURE NOTES IN COMPUTER SCIENCE<br />
2 IEEE VEHICULAR TECHNOLOGY CONFERENCE<br />
PROCEEDINGS<br />
3 IEEE WIRELESS COMMUNICATIONS AND<br />
NETWORKING CONFERENCE<br />
4 IEEE GLOBAL TELECOMMUNICATIONS<br />
CONFERENCE (GLOBECOM)<br />
5 IEICE TRANSACTIONS ON COMMUNICATIONS<br />
6 COMPUTER COMMUNICATIONS<br />
7 INTERNATIONAL FEDERATION FOR<br />
INFORMATION PROCESSING<br />
8 WIRELESS COMMUNICATIONS & MOBILE<br />
Impacto<br />
2007 2000-2007<br />
- 602<br />
- 130<br />
2 93<br />
- 74<br />
0.25 64<br />
0.39 59<br />
- 53<br />
1.22 46<br />
109
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
COMPUTING<br />
9 IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR<br />
TECHNOLOGY<br />
10 IEEE TRANSACTIONS ON MOBILE COMPUTING<br />
1.19 45<br />
1.71 44<br />
Tabla 4.5. Fu<strong>en</strong>tes de las publicaciones<br />
Destacamos:<br />
o<br />
Lecture Notes in Computer Sci<strong>en</strong>ce es una línea publicadora por Springer<br />
Sci<strong>en</strong>ce c<strong>en</strong>trada <strong>en</strong> ci<strong>en</strong>cias de la computación.<br />
o La línea de publicaciones IEEE Transactions on Vehicular Technology es<br />
específica del ámbito de estudio de este informe y debe considerarse como de<br />
refer<strong>en</strong>cia.<br />
4.2 Análisis de vigilancia tecnológica <strong>en</strong> base a la solicitud de<br />
pat<strong>en</strong>tes<br />
4.2.1 Metodología empleada<br />
La metodología que se ha empleado para realizar el análisis de las solicitudes de<br />
pat<strong>en</strong>tes se detalla a continuación.<br />
• Fu<strong>en</strong>te formal: Derw<strong>en</strong>t World Pat<strong>en</strong>ts Index.<br />
Derw<strong>en</strong>t World Pat<strong>en</strong>ts Index (DWPI) es la mayor base de datos de docum<strong>en</strong>tos<br />
de pat<strong>en</strong>tes con valor agregado que se publica <strong>en</strong> el mundo. Se actualiza y<br />
desarrolla constantem<strong>en</strong>te, y conti<strong>en</strong>e 15,5 millones de docum<strong>en</strong>tos de pat<strong>en</strong>tes<br />
tomados de 41 autoridades de expedición de pat<strong>en</strong>tes, que son evaluados,<br />
clasificados e indexados por un equipo de 350 editores especializados.<br />
• Períodos de análisis:<br />
o Análisis 1: 2000 - 2007.<br />
o Análisis 2: Enero – octubre 2008.<br />
Cabe destacar que una pat<strong>en</strong>te puede tardar unos tres años de media <strong>en</strong> ser<br />
concedida, pero <strong>en</strong> ser publicada el tiempo aproximado está <strong>en</strong>tre uno y dos años. En<br />
el análisis que efectuamos a continuación, se consideran las solicitudes de pat<strong>en</strong>tes,<br />
es decir, tanto las concedidas como las que aún están <strong>en</strong> trámite, o incluso no han<br />
sido concedidos, pero que igualm<strong>en</strong>te ti<strong>en</strong><strong>en</strong> validez para el análisis que pret<strong>en</strong>demos<br />
realizar.<br />
110
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
4.2.2 Evolución de pat<strong>en</strong>tabilidad<br />
Las sigui<strong>en</strong>tes figuras repres<strong>en</strong>tan la evolución del número de solicitudes de pat<strong>en</strong>tes<br />
(por año y acumulativa) hasta octubre de 2008. El número de solicitudes de pat<strong>en</strong>tes<br />
analizadas durante el período 2000 - 2007 asci<strong>en</strong>de a 3980.<br />
Evolución de la solicitud de pat<strong>en</strong>tes<br />
Nº de pat<strong>en</strong>tes<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Enero -<br />
octubre<br />
2008<br />
6000<br />
5000<br />
Evolución de crecimi<strong>en</strong>to de la solicitud de pat<strong>en</strong>tes<br />
4966<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
0<br />
124<br />
350<br />
679<br />
1212<br />
1774<br />
2465<br />
3083<br />
3980<br />
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 Enero-<br />
Octubre<br />
2008<br />
Figura 4.4. Evolución y crecimi<strong>en</strong>to <strong>en</strong> la solicitud de pat<strong>en</strong>tes<br />
Destacamos:<br />
o La evolución <strong>en</strong> la solicitud de pat<strong>en</strong>tes durante estos últimos años ha sido<br />
asc<strong>en</strong>d<strong>en</strong>te, a excepción del dato registrado <strong>en</strong> 2006. No obstante, la evolución<br />
111
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
que se comprueba <strong>en</strong> 2007 y, sobre todo, <strong>en</strong> 2008 a fecha de realización de<br />
este informe, demuestra un creci<strong>en</strong>te interés por pat<strong>en</strong>tar los resultados<br />
obt<strong>en</strong>idos <strong>en</strong> este ámbito y una mayor <strong>en</strong>trada <strong>en</strong> fase comercial de las<br />
tecnologías y aplicaciones relacionadas.<br />
4.2.3 Instituciones solicitantes y países<br />
Se trata <strong>en</strong> este apartado la relación de organismos más activos <strong>en</strong> la solicitud de<br />
pat<strong>en</strong>tes relacionadas con el ámbito de estudio de este informe, analizando los<br />
períodos de 2000-2007 y meses de <strong>en</strong>ero a octubre de 2008 (tabla 4.6). Junto con el<br />
número de solicitudes registradas para cada c<strong>en</strong>tro, <strong>en</strong> la tercera columna, <strong>en</strong>tre<br />
corchetes, se especifica la posición relativa que ocuparía el organismo <strong>en</strong> el ranking<br />
provisional de 2008.<br />
INSTITUCIÓN PAÍS 2000-2007 Ene-oct 2008<br />
1 DENSO CO LTD Japón<br />
2 GENERAL MOTORS CORP EEUU<br />
3 MOTOROLA INC EEUU<br />
157 40 [1]<br />
155 21 [3]<br />
78 23 [2]<br />
MATSUSHITA DENKI<br />
4 SANGYO KK Japón<br />
71 7 [12]<br />
5 MITSUBISHI ELECTRIC CORP Japón<br />
6 HITACHI LTD Japón<br />
7 TOYOTA JIDOSHA KK Japón<br />
8 TOSHIBA KK Japón<br />
9 HYUNDAI MOTOR CO LTD Corea del Sur<br />
68 6 [19]<br />
61 4 [40]<br />
61 18 [4]<br />
49 5 [29]<br />
47 10 [6]<br />
SUMITOMO ELECTRIC IND<br />
10 LTD Japón<br />
42 4 [46]<br />
11 IBM CORP EEUU<br />
12 BOSCH GMBH ROBERT Alemania<br />
13 HONDA MOTOR CO LTD Japón<br />
14 LG ELECTRONICS INC Corea del Sur<br />
15 NEC CORP Japón<br />
16 SIEMENS AG Alemania<br />
40 4 [42]<br />
36 3 [54]<br />
35 4 [41]<br />
33 6 [16]<br />
33 7 [13]<br />
33 -<br />
112
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
17 DAIMLER CHRYSLER AG Alemania<br />
18 NISSAN MOTOR CO LTD Japón<br />
19 NOKIA CORP Finlandia<br />
20 SAMSUNG ELECTRONICS CO Corea del Sur<br />
32 -<br />
30 6 [20]<br />
29 -<br />
27 12 [5]<br />
Tabla 4.6. Empresas/c<strong>en</strong>tros solicitantes de pat<strong>en</strong>tes<br />
Destacamos:<br />
o<br />
D<strong>en</strong>so Corporation, de orig<strong>en</strong> japonés, es un conglomerado de empresas<br />
c<strong>en</strong>tradas <strong>en</strong> el desarrollo y distribución de tecnología avanzada, sistemas y<br />
productos <strong>en</strong> el campo de la automoción. Una de sus líneas de actividad se<br />
c<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> el campo de ITS (Intellig<strong>en</strong>t Transport Systems).<br />
o Se distingu<strong>en</strong> grandes compañías automovilísticas, con c<strong>en</strong>tros de I+D <strong>en</strong> el<br />
ámbito de estudio de este informe (G<strong>en</strong>eral Motors, Toyota, Hyundai), junto con<br />
empresas del ámbito del equipami<strong>en</strong>to electrónico o de las comunicaciones<br />
inalámbricas.<br />
o Resulta muy significativa la notable pres<strong>en</strong>cia de empresas de orig<strong>en</strong> japonés<br />
<strong>en</strong> este ranking, probablem<strong>en</strong>te debido al gran desarrollo de la industria<br />
automovilística <strong>en</strong> este país. Únicam<strong>en</strong>te 4 empresas de esta relación son de<br />
orig<strong>en</strong> europeo.<br />
o Durante 2008, el análisis de solicitudes registradas manti<strong>en</strong>e a D<strong>en</strong>so Co.,<br />
G<strong>en</strong>eral Motors y Motorola <strong>en</strong> las tres primeras posiciones. Toyota y Samsung<br />
Electronics aparec<strong>en</strong> como empresas con creci<strong>en</strong>te actividad pat<strong>en</strong>tadora <strong>en</strong><br />
este campo.<br />
4.2.4 Clasificación internacional de pat<strong>en</strong>tes y áreas de aplicación<br />
Según la Clasificación Internacional de Pat<strong>en</strong>tes (IPC), las pat<strong>en</strong>tes analizadas se<br />
agrupan <strong>en</strong> las sigui<strong>en</strong>tes familias (tabla 4.7). Esta información es útil de cara a<br />
comprobar los pot<strong>en</strong>ciales usos y aplicaciones de los resultados protegidos.<br />
Código Descripción 2000-2007<br />
1 H04B-007/26<br />
2 H04L-012/28<br />
3 H04Q-007/20<br />
Radio transmission systems, i.e. using radiation field at least<br />
one of which is mobile<br />
Data switching networks (interconnection of, or transfer of<br />
information or other signals betwe<strong>en</strong>, memories, input/output<br />
devices or c<strong>en</strong>tral processing units) characterised by path<br />
configuration, e.g. local area networks (LAN), wide area<br />
networks (WAN)<br />
Selecting arrangem<strong>en</strong>ts to which subscribers are connected<br />
via radio links or inductive links in which the radio or inductive<br />
links are two-way links, e.g. mobile radio systems<br />
11.23%<br />
10%<br />
8.04%<br />
113
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
4 H04Q-007/38<br />
Selecting arrangem<strong>en</strong>ts to which subscribers are connected<br />
via radio links or inductive links; Arrangem<strong>en</strong>ts for completing 7.28%<br />
call to or from mobile subscriber<br />
5 G08G-001/09 Traffic control systems for road vehicles; Arrangem<strong>en</strong>ts for<br />
giving variable traffic instructions<br />
7.26%<br />
6 G06F-017/60 Digital computing or data processing equipm<strong>en</strong>t or methods,<br />
specially adapted for specific functions<br />
5.42%<br />
7 G08G-001/00 Traffic control systems for road vehicles 4.37%<br />
8 H04M-001/00<br />
9 G01C-021/00<br />
10 H04B-007/00<br />
Substation equipm<strong>en</strong>t, e.g. for use by subscribers (subscriber<br />
services or facilities provided at exchanges; prepaym<strong>en</strong>t 4.27%<br />
telephone coin boxes; curr<strong>en</strong>t supply arrangem<strong>en</strong>ts; keyboard<br />
switches in g<strong>en</strong>eral,)<br />
Navigation, navigational instrum<strong>en</strong>ts (measuring distance<br />
traversed on the ground by a vehicle; measuring linear or 3.97%<br />
angular speed or acceleration; control of position, course,<br />
altitude or attitude of vehicles; traffic control systems)<br />
Radio transmission systems, i.e. using radiation field 3.82%<br />
Tabla 4.7. Categorías IPC<br />
Destacamos:<br />
o En g<strong>en</strong>eral, estos grupos son excesivam<strong>en</strong>te g<strong>en</strong>éricos y no aportan una<br />
información útil. Distinguimos, no obstante, algunos campos de aplicación de<br />
interés: sistemas de control de tráfico para vehículos, sistemas de navegación<br />
y, <strong>en</strong> g<strong>en</strong>eral, aplicaciones <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos inalámbricos.<br />
La base de datos consultada Derw<strong>en</strong>t Innovations Index clasifica las pat<strong>en</strong>tes<br />
registradas según un sistema jerárquico desarrollado por los técnicos de Derw<strong>en</strong>t.<br />
Dichos códigos hac<strong>en</strong> refer<strong>en</strong>cia a posibles áreas técnicas de aplicación.<br />
Código Descripción 2000-2007<br />
1<br />
Digital computers Data processing systems For industrial<br />
T01-J07D1 process control Vehicle/aircraft/missile process control<br />
systems<br />
2<br />
Telephone and data transmission systems Selecting <br />
W01-B05A1A Connecting via radio or inductive links Radio For mobile<br />
radio telephone system<br />
3 T01-C03C Digital computers Input/output arrangem<strong>en</strong>ts Data<br />
exchange with distant stations<br />
4 T01-S03 Digital computers Software cont<strong>en</strong>t<br />
15.12%<br />
11.88%<br />
11.43%<br />
10.47%<br />
5<br />
6<br />
7<br />
W01-A06B5A<br />
W01-A06C4<br />
W01-C01D3C<br />
Telephone and data transmission systems Digital<br />
information transmisión Exchanges; connections betwe<strong>en</strong><br />
exchanges (incl. LAN) Characterised by structure <br />
Networks<br />
Telephone and data transmission systems Digital<br />
information transmisión Exchanges; connections betwe<strong>en</strong><br />
exchanges (incl. LAN) Characterised by medium<br />
Telephone and data transmission systems Telephony <br />
Subscriber equipm<strong>en</strong>t Cordless, mobile radio telephone <br />
Mobile radio telephone<br />
9.65%<br />
9.57%<br />
9.27%<br />
114
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
8 X22-X Automotive electrics<br />
6.46%<br />
Tabla 4.8. Áreas tecnológicas de clasificación - Derw<strong>en</strong>t<br />
Destacamos:<br />
o<br />
Estas áreas, si bi<strong>en</strong> g<strong>en</strong>éricas, introduc<strong>en</strong> campos de aplicación muy<br />
relevantes <strong>en</strong> este ámbito: sistemas de control para el vehículo,<br />
comunicaciones móviles, <strong>redes</strong> inalámbricas o electrónica para la automoción.<br />
115
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
5 VISIÓN ESTRATÉGICA<br />
Se va a exponer a continuación los principales proyectos de investigación relacionados<br />
con esta línea de trabajo. Mi<strong>en</strong>tras que la Unión Europea ha pot<strong>en</strong>ciado el desarrollo<br />
de proyectos sobre el tema de este estudio, a través del VI y VII Programa Marco, <strong>en</strong><br />
EEUU no ha sido el caso. Por ello se van a mostrar cuáles han sido los principales<br />
proyectos europeos mi<strong>en</strong>tras que los resultados americanos aparec<strong>en</strong> a los largo del<br />
estudio de forma más dispersa dada la dificultad <strong>en</strong> agruparlos.<br />
En este apartado se nombran los proyectos principales, se agrupan por t<strong>en</strong>d<strong>en</strong>cias<br />
comunes y se pres<strong>en</strong>tan los principales logros. En el Anexo IV se describ<strong>en</strong> las<br />
características principales del proyecto <strong>en</strong> una ficha y se explicará cada uno con más<br />
detalle.<br />
5.1 Proyectos del VI Programa Marco<br />
En <strong>en</strong>torno de VI Programa Marco (VI PM) se plantearon unas líneas de actuación que<br />
perseguían la aplicación de las nuevas tecnologías a la seguridad vial, antes de<br />
com<strong>en</strong>zar la evaluación de los proyectos <strong>en</strong>globados <strong>en</strong> este programa merece la<br />
p<strong>en</strong>a destacar algunos desarrollos pioneros <strong>en</strong> esta área de conocimi<strong>en</strong>to que<br />
constituyeron el embrión de posteriores proyectos de investigación. Entre ellos se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran los proyectos:<br />
• Chauffeur<br />
• CiberCars<br />
• ULTra<br />
Su importancia radica <strong>en</strong> que abrieron la puerta a la investigación posterior,<br />
demostrando que sus ideas de partida y desarrollos posteriores eran válidos. De<br />
hecho, dos de ellos, Chauffeur y CyberCars, tuvieron una continuación <strong>en</strong> el VI PM.<br />
En Chauffeur se investiga <strong>en</strong> la posibilidad de desarrollar convoyes <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong>,<br />
lográndose la automatización de un vehículo pesado capaz de detectar y seguir a una<br />
distancia fijar a otro conducido manualm<strong>en</strong>te. Con cybercars se demostró cómo se<br />
podía automatizar una flota de vehículos eléctricos y su posible uso <strong>en</strong> <strong>en</strong>torno<br />
urbanos para el trasporte de pasajeros. Ultra es un bu<strong>en</strong> ejemplo para analizar el<br />
impacto y la acogida de este tipo de sistemas <strong>en</strong> la sociedad dado su carácter<br />
comercial. Es un sistema de transporte basado <strong>en</strong> vehículos eléctricos que se<br />
desplazan a través de carriles especiales con balizado magnético <strong>en</strong> el aeropuerto de<br />
Heathrow.<br />
D<strong>en</strong>tro del VI PM se ti<strong>en</strong>e:<br />
• Coopers • Friction • I-WAY • Reposit • Watch-Over<br />
• Cover • Good Route • Moryne • Safespot<br />
116
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• CyberCars-2 • GST • Prev<strong>en</strong>t • TRACKSS<br />
Estos proyectos se pued<strong>en</strong> agrupar según las sigui<strong>en</strong>tes líneas:<br />
• Aviso de situaciones peligrosas <strong>en</strong> la carretera: Good Route, Friction, I-WAY,<br />
Coopers.<br />
• Evitar accid<strong>en</strong>tes: Cover, Prev<strong>en</strong>t, Reposit, Watch-Over, Safespot.<br />
• Gestión de flotas: Cybercars, Moryne, GST<br />
• Mejorar la efici<strong>en</strong>cia del transporte: Trackss<br />
Sistemas de aviso de situaciones peligrosas <strong>en</strong> la carretera se desarrollaron <strong>en</strong> Good<br />
Route que plantea de un sistema cooperativo que permita la monitorización <strong>en</strong> ruta de<br />
vehículos para transporte de mercancías peligrosas. En el marco de este proyecto se<br />
ha desarrollado un sistema de comunicación intervehicular que permite el flujo de<br />
información asociada a la carretera, tal es el caso de problemas vinculados con las<br />
condiciones meteorológicas, d<strong>en</strong>sidad de tráfico, accid<strong>en</strong>tes, condiciones de la<br />
carretera, etc. En el proyecto Friction se valora la situación de agarre vehículocarretera<br />
y la comunicación de esta información vehículo-vehículo y con el conductor.<br />
El objetivo de I-WAY es percibir el estado de la carretera y supervisar al conductor, <strong>en</strong><br />
tiempo real. Para ello se obt<strong>en</strong>drán los datos de los s<strong>en</strong>sores a bordo del vehículo, la<br />
infraestructura viaria, y los vehículos vecinos. Para ello se utilizarán comunicaciones<br />
Infraestructura-Vehículo y Vehículo- Vehículo. Coopers proporciona a los vehículos y a<br />
los conductores información individualizada, <strong>en</strong> tiempo-real, referida a la seguridad del<br />
tráfico y al estado de la infraestructura mediante comunicaciones Infraestructura-<br />
Vehículo.<br />
Para evitar accid<strong>en</strong>tes se plantean varias alternativas. En el proyecto Reposit se<br />
emplean varios s<strong>en</strong>sores que perciban el <strong>en</strong>torno, la posición del vehículo y la<br />
trayectoria del resto de vehículos. La comunicación wireless <strong>en</strong>tre los vehículos<br />
avisará a todos los conductores de posible situaciones peligrosas. Los casos de<br />
estudio son intersecciones y colisiones longitudinales. En Prev<strong>en</strong>t se desarrollan<br />
sistemas embarcados que facilitan información del riesgo e inmin<strong>en</strong>cia del siniestro y<br />
se utilizan también comunicaciones vehículo-vehículo. En Cover se añade el uso de<br />
las comunicaciones vehículo-infraestructura. Watch-Over diseña y desarrolla sistemas<br />
cooperativos para la prev<strong>en</strong>ción de accid<strong>en</strong>tes tanto <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos urbanos como<br />
interurbanos para vehículos, motoristas, ciclistas y peatones. En Safespot se c<strong>en</strong>tran<br />
<strong>en</strong> la cooperación <strong>en</strong>te vehículos y carreteras <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong>.<br />
La gestión de flotas de vehículos se trata <strong>en</strong> Cybercars donde se hace hincapié <strong>en</strong> el<br />
diseño de vehículos autónomos para <strong>en</strong>tornos urbanos o infraestructuras dedicadas<br />
mediante las comunicaciones vehículo-vehículo, vehículo-infraestructura y la<br />
coordinación <strong>en</strong>tre vehículos. En el proyecto Moryne se plantea <strong>en</strong> una red de nodos<br />
donde los elem<strong>en</strong>tos de transporte actúan como s<strong>en</strong>sores móviles a nivel local. En<br />
GST también se trata la interacción <strong>en</strong>tre los vehículos <strong>en</strong>tre sí y <strong>en</strong>tre éstos y la<br />
infraestructura.<br />
117
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
La mejora <strong>en</strong> la efici<strong>en</strong>cia del transporte se trata <strong>en</strong> Trackss mediante la cooperación<br />
y la fusión s<strong>en</strong>sorial. Con ello se puede predecir el flujo de transporte y las condiciones<br />
de la infraestructura, el medioambi<strong>en</strong>te y el tráfico circundante.<br />
5.2 Proyectos del VII Programa Marco<br />
D<strong>en</strong>tro de los proyectos de investigación <strong>en</strong>cuadrados <strong>en</strong> el VII Programa Marco se<br />
van a com<strong>en</strong>tar aquellos que han pot<strong>en</strong>ciado el desarrollo de sistemas de ayuda a la<br />
conducción a través del empleo de los distintos medios y sistemas de comunicaciones.<br />
Dado que su comi<strong>en</strong>zo es bastante reci<strong>en</strong>te se ti<strong>en</strong>e mucha m<strong>en</strong>os información sobre<br />
ellos y su número es m<strong>en</strong>or al falta todavía una convocatoria sobre sistemas<br />
cooperativos.<br />
En concreto son:<br />
• ARTIC • E-FRAME • Geonet • INTERSAFE 2<br />
• iTETRIS<br />
• NEARCTIS • PRECIOSA • PRE-DRIVE C2X<br />
Estos proyectos se pued<strong>en</strong> agrupar según las sigui<strong>en</strong>tes líneas, continuación del VI<br />
PM:<br />
• Evitar accid<strong>en</strong>tes: INTERSAFE<br />
• Mejorar la efici<strong>en</strong>cia del transporte: NEARCTIS<br />
Y nuevas líneas:<br />
• Definir un protocolo de comunicaciones: Geonet, PRE-DRIVE C2X<br />
• Tecnología de ant<strong>en</strong>as: ARTIC<br />
• Promoción de los sistemas cooperativos: E-FRAME<br />
• Simulación: iTETRIS<br />
• Salvaguarda de la intimidad: PRECIOSA<br />
INTERSAFE 2 es la continuación del subproyecto del mismo nombre que se<br />
<strong>en</strong>contraba d<strong>en</strong>tro de PReVENT y sigue c<strong>en</strong>trándose <strong>en</strong> la aplicación de los sistemas<br />
cooperativos a las intersecciones.<br />
NEARCTIS es una Red de Excel<strong>en</strong>cia formada por grupos cuya línea principal de<br />
trabajo sea la gestión del tráfico con especial interés <strong>en</strong> la utilización de sistemas<br />
cooperativos para la optimización del tráfico viario.<br />
El objetivo del proyecto Geonet (Geo-addressing and geo-routing for vehicular<br />
communications) es establecer un protocolo que permita el intercambio de m<strong>en</strong>sajes<br />
de alerta <strong>en</strong>tre los vehículos y <strong>en</strong>tre estos y la infraestructura d<strong>en</strong>tro de una<br />
determinada área geográfica, ext<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do las especificaciones del protocolo IPv6 para<br />
lograrlo. PRE-DRIVE C2X se c<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> las comunicaciones Vehículo –X. Toma como<br />
base la descripción g<strong>en</strong>eral definida por COMeSafety con el objetivo de desarrollar y<br />
118
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
detallar especificaciones y funcionalidades, que deberán ser probadas de forma<br />
robusta <strong>en</strong> prototipos reales. También se desarrollará un modelo de simulación integral<br />
y las herrami<strong>en</strong>tas y métodos necesarios para la evaluación de las tecnologías de<br />
comunicaciones para vehículos tanto <strong>en</strong> los laboratorios como <strong>en</strong> las condiciones<br />
reales del tráfico.<br />
El objetivo ARTIC es resolver los requisitos que la Iniciativa por el coche Intelig<strong>en</strong>te<br />
(Intellig<strong>en</strong>t Car Initiative) ha planteado desde el punto de vista de las comunicaciones.<br />
Para ello se c<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> la tecnología de ant<strong>en</strong>as y su aplicación a la automoción y sirve<br />
de <strong>en</strong>lace <strong>en</strong>tre el Ant<strong>en</strong>nas Virtual C<strong>en</strong>tre of Excell<strong>en</strong>ce y el proyecto COMeSafety.<br />
E-FRAME es una Support Action que apoya la creación de Sistemas Cooperativos<br />
d<strong>en</strong>tro de la Unión Europea. Es un c<strong>en</strong>tro de conocimi<strong>en</strong>to neutral desde el punto de<br />
vista comercial y político. El citado apoyo se lleva a cabo mediante los sigui<strong>en</strong>tes<br />
objetivos<br />
iTETRIS ti<strong>en</strong>e como objetivo principal la creación de una plataforma de simulación del<br />
tráfico y de las comunicaciones de los vehículos que sea abierta, global y sost<strong>en</strong>ible.<br />
Ti<strong>en</strong>e <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta comunicaciones vehículo-vehículo y vehículo-infraestructura.<br />
Con el desarrollo de sistemas cooperativos y las comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos y<br />
<strong>en</strong>tre éstos y las infraestructuras, surge el tema de la salvaguarda de la intimidad <strong>en</strong><br />
este tipo de comunicaciones. Éste es el aspecto <strong>en</strong> el que se c<strong>en</strong>tra el proyecto<br />
PRECIOSA.<br />
119
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
6 CONCLUSIONES / OPORTUNIDADES<br />
Hemos visto cómo <strong>en</strong> un futuro cercano, las comunicaciones inalámbricas empezarán<br />
a t<strong>en</strong>er lugar d<strong>en</strong>tro del propio vehículo, comunicando los distintos compon<strong>en</strong>tes del<br />
mismo vehículo sin necesidad de cables. El vehículo será capaz por tanto de<br />
conectarse y gestionar toda clase de dispositivos portátiles (teléfono móvil, PDA,…)<br />
proporcionando un uso fácil e intuitivo, minimizando la distracción del conductor, y<br />
mejorando la seguridad del vehículo. El desarrollo e implem<strong>en</strong>tación de estas <strong>redes</strong> de<br />
comunicación avanzadas irán más allá del propio vehículo, favoreci<strong>en</strong>do la<br />
comunicación: <strong>en</strong>tre vehículos, usuario-vehículo y vehículo-infraestructura, superando<br />
los actuales obstáculos de cobertura, interoperabilidad y seguridad. Asimismo, será<br />
necesario mant<strong>en</strong>er unos elevados niveles de fiabilidad, robustez, calidad de servicio y<br />
disponibilidad.<br />
Las tecnologías de fusión de datos, análisis de contexto y el desarrollo de sistemas de<br />
soporte a la decisión, supon<strong>en</strong> también una magnífica oportunidad. Pero además de<br />
las <strong>redes</strong> de s<strong>en</strong>sores que proporcion<strong>en</strong> datos, los sistemas de visión artificial<br />
implem<strong>en</strong>tados sobre sistemas embebidos contribuirán a optimizar esta toma de<br />
decisiones, mejorando la seguridad vial y apoyando las acciones del conductor.<br />
Por otro lado, el desarrollo de sistemas de id<strong>en</strong>tificación, bi<strong>en</strong> inalámbricos, a través de<br />
un emisor que la persona lleve (tarjeta, llave) bi<strong>en</strong> mediante parámetros biométricos<br />
(huella dactilar, reconocimi<strong>en</strong>to facial) bi<strong>en</strong> por combinación de ambas, permitirá al<br />
vehículo adaptarse a las prefer<strong>en</strong>cias del usuario (altura del asi<strong>en</strong>to/volante, posición<br />
retrovisores, cad<strong>en</strong>a musical, etc.<br />
Las aplicaciones tipo ADAS (Advanced Drivers Assistance Systems) se popularizarán,<br />
gracias a la computación distribuida, s<strong>en</strong>sorización, intelig<strong>en</strong>cia ambi<strong>en</strong>tal, etc.<br />
AUTOSAR va camino de imponerse como estándar, creándose una red de<br />
proveedores de módulos AUTOSAR, fabricantes de herrami<strong>en</strong>tas AUTOSAR, etc. que<br />
hoy es incipi<strong>en</strong>te.<br />
OSGi y tecnologías java serán usadas <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos automoción para implem<strong>en</strong>tar<br />
algunos servicios multimedia, de comunicaciones para la efici<strong>en</strong>cia vial (información<br />
del tráfico,…).<br />
120
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
7 ANEXO I. RELACIÓN DE EMPRESAS EN EL<br />
SECTOR.<br />
7.1.1 Empresas Europeas<br />
Empresas Ámbito Dirección URL<br />
ALPINE<br />
Soluciones multimedia para el<br />
automóvil<br />
http://www.alpine.com/<br />
AUDI Fabricante automóviles http://www.audi.com<br />
AUTOLIV<br />
Dispositivos de seguridad para el<br />
automóvil<br />
http://www.autoliv.com<br />
BOSCH Dispositivos de seguridad y<br />
electrónicos para el automóvil<br />
http://www.bosch.de<br />
BMW GROUP Fabricante automóviles http://www.bmw.com<br />
DAIMLER Fabricante automóviles http://www.daimler.com<br />
DELCAN Ing<strong>en</strong>iería para infraestructuras http://www.delcan.com<br />
DENSO Compon<strong>en</strong>tes http://www.d<strong>en</strong>so-europe.com/<br />
EFKON<br />
MOBILITY<br />
Hardware y software para el<br />
automóvil<br />
http://www.efkon-mobility.com<br />
FIAT GROUP Fabricante automóviles http://www.fiat.com<br />
HONDA Fabricante automóviles http://www.honda.com<br />
KAPSCH<br />
LESSWIRE AG<br />
MAGNETI<br />
MARELLI<br />
MARKIV<br />
NEC<br />
OPEL<br />
RENAULT<br />
Comunicaciones<br />
Transmisión inalámbrica de datos<br />
Integración de sistemas<br />
Compon<strong>en</strong>tes<br />
Hardware<br />
Fabricante automóviles<br />
Fabricante automóviles<br />
http://www.kapsch.at<br />
http://www.lesswire.com<br />
http://www.magnetimarelli.com<br />
http://www.mark-iv.com/<br />
http://www.nec.de/<br />
http://www.opel.com<br />
http://www.r<strong>en</strong>ault.com<br />
121
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
SATELLIC<br />
SENSYS<br />
NETWORKS<br />
SIEMENS<br />
TRAFICON<br />
VOLVO<br />
Sistemas de gestión del tráfico<br />
Transmisión inalámbrica de datos<br />
Compon<strong>en</strong>tes<br />
Sistemas de video detección<br />
Fabricante automóviles<br />
http://www.satellic.com/<br />
http://www.s<strong>en</strong>sysnetworks.com<br />
http://w1.siem<strong>en</strong>s.com<br />
http://www.traficon.com/<br />
http://www.volvo.com<br />
WAVETRONIX Gestión del tráfico http://www.wavetronix.com<br />
WOLKSWAGEN<br />
Fabricante automóviles<br />
http://www.volkswag<strong>en</strong>ag.com<br />
7.1.2 Empresas Americanas<br />
Empresas Ámbito Dirección URL<br />
ASCOM<br />
AVAIL TECH<br />
Comunicaciones para aplicaciones<br />
its<br />
Tecnologías its para el transporte<br />
público<br />
http://www.ascom.com<br />
http://www.availtec.com<br />
AVL Gps para its http://www.cepoint.com<br />
CHRYSLER Fabricante automóviles http://www.chrysler.com<br />
CLEVER<br />
DEVICES<br />
ECONOLITE<br />
DELPHI<br />
Corporation<br />
DIGITAL<br />
RECORDERS<br />
Fabricante de equipos its para la<br />
industria del transporte<br />
Fabricante de equipos de control<br />
para sistemas de tráfico<br />
Dispositivos de seguridad y<br />
electrónicos para el automóvil<br />
Fabricante de equipos its para la<br />
industria del transporte<br />
http://www.cleverdevices.com<br />
http://www.econolite.com<br />
http://www.delphi.com<br />
http://www.digitalrecorders.com<br />
FORD Fabricante automóviles http://www.ford.com<br />
GENERAL<br />
MOTORS<br />
Fabricante automóviles<br />
http://www.gm.com<br />
122
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
ITERIS<br />
MENTOR<br />
Engineering Inc.<br />
ONTIRA<br />
Communications<br />
QUIXOTE<br />
Transportation<br />
Technologies Inc.<br />
TRANSITVUE<br />
TRANSURBAN<br />
Consultora y desarrolladora de<br />
equipos para its, ing<strong>en</strong>iería de<br />
tráfico y transporte<br />
Comunicaciones para aplicaciones<br />
its<br />
Sistemas automáticos de<br />
información a viajeros<br />
Comunicaciones para aplicaciones<br />
its<br />
Comunicaciones para aplicaciones<br />
its<br />
Desarrollador y administrador de<br />
peajes<br />
http://www.iteris.com<br />
http://www.m<strong>en</strong>tor<strong>en</strong>g.com<br />
http://www.ontira.com<br />
http://www.ssiweather.com<br />
http://www.transitvue.com<br />
http://www.transurban.com.au<br />
TRW Dispositivos de seguridad y<br />
electrónicos para el automóvil<br />
http://www.trw.com<br />
IDA Corp.<br />
Comunicaciones para aplicaciones<br />
its<br />
http://www.idaco.com<br />
123
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
8 ANEXO II. LISTADO DE PATENTES NOVEDOSAS EN<br />
EL ÁREA.<br />
Se incluye una relación de pat<strong>en</strong>tes de interés relacionadas con el ámbito de estudio<br />
de este informe.<br />
Es posible acceder a mayor información de la mayoría de estas pat<strong>en</strong>tes a través del<br />
servicio de búsqueda del fondo docum<strong>en</strong>tal de pat<strong>en</strong>tes proporcionado por<br />
esp@c<strong>en</strong>et 2 , utilizando los números de publicación indicados.<br />
Números Título descriptivo Solicitante<br />
publicación<br />
JP2002044005-A Distance communication system for<br />
vehicle, distributes data into data slots<br />
and transmits to mobile station device<br />
where data is assembled<br />
JP2002008077-A Vehicle communication method for<br />
electronic toll collection system, involves<br />
transmitting id<strong>en</strong>tity information of vehicle<br />
passing through a communication point,<br />
to c<strong>en</strong>ter for preparing bill for the vehicle<br />
HITACHI LTD; HITACHI<br />
TSUSHIN SYSTEM CO<br />
MITSUBISHI JUKOGYO KK<br />
KR2001064808-A;<br />
KR625442-B1<br />
WO200215150-A;<br />
WO200215150-A1;<br />
AU200161950-A;<br />
US6611739-B1<br />
Method for installing dsrc roadside base<br />
station for bidirectional communication<br />
betwe<strong>en</strong> dsrc loading device and c<strong>en</strong>ter<br />
server and method for operating<br />
communication using thereof<br />
Vehicle operation diagnostic and control<br />
system for a bus has local bus control<br />
c<strong>en</strong>ters receiving bus operation data and<br />
transmitting control signal to bus through<br />
wireless communication network<br />
KOREA TELECOM; KT CORP<br />
NEW FLYER IND<br />
WO200215148-A;<br />
KR353649-B1<br />
Navigation system for moving objects<br />
such as vehicle, has navigation terminal<br />
connected to information c<strong>en</strong>ter by<br />
wireless communication network, for<br />
notifying message about node point by<br />
audio<br />
SAMSUNG<br />
CO LTD<br />
ELECTRONICS<br />
US2002014976-A1;<br />
EP1184828-A2<br />
On-vehicle dedicated short range<br />
communication equipm<strong>en</strong>t in intellig<strong>en</strong>t<br />
NEC CORP<br />
2 http://es.espac<strong>en</strong>et.com/advancedSearch?locale=es_es<br />
124
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
transport system, searches radio<br />
frequ<strong>en</strong>cies so that search ratio for radio<br />
frequ<strong>en</strong>cies for electronic toll collection<br />
service is larger<br />
WO2003019493-A;<br />
US2002026266-A1;<br />
WO2003019493-<br />
A1; US6642844-B2;<br />
AU2002319823-A1<br />
EP1189393-A;<br />
EP1189393-A2;<br />
JP2002176427-A;<br />
US6801942-B1<br />
Direct wireless communication system for<br />
emerg<strong>en</strong>cy ev<strong>en</strong>t notification, monitors<br />
location of emerg<strong>en</strong>cy vehicles and<br />
notifies vehicles closest to s<strong>en</strong>sed<br />
emerg<strong>en</strong>cy ev<strong>en</strong>t to provide emerg<strong>en</strong>cy<br />
assistance<br />
Vehicle based controller area network<br />
node remote accessing method involves<br />
communicating data addressing, reply<br />
and <strong>en</strong>d messages betwe<strong>en</strong> selected<br />
CAN node, CAN gateway and remote<br />
accessor<br />
SIVAN LLC<br />
BOSCH GMBH ROBERT<br />
US6340928-B1 Emerg<strong>en</strong>cy assistance apparatus for<br />
vehicles, carries out communication<br />
betwe<strong>en</strong> emerg<strong>en</strong>cy station and cellular<br />
phone, on receipt of vehicle crash signal<br />
through bluetooth port<br />
TRW INC<br />
JP2002032747-A<br />
JP2002046609-A<br />
US2002001398-A1;<br />
EP1179803-A2;<br />
JP2002083297-A;<br />
US7031496-B2<br />
JP2002015396-A<br />
JP2001126187-A;<br />
JP3397185-B2<br />
Vehicles detection method used in traffic<br />
managem<strong>en</strong>t, involves determining line<br />
segm<strong>en</strong>t which lies beyond threshold<br />
value, from the digitized decoded image<br />
of vehicle<br />
Vehicle driving control system has control<br />
unit to stop vehicle compon<strong>en</strong>t which is<br />
disconnected from vehicle, if vehicle<br />
compon<strong>en</strong>t <strong>en</strong>ters into prohibited route<br />
Object recognition method for intellig<strong>en</strong>t<br />
transport system, involves switching<br />
betwe<strong>en</strong> several databases provided in<br />
association with each camera, and<br />
performing pattern matching<br />
Traffic monitoring system for roads,<br />
outputs warning wh<strong>en</strong> vehicle is judged to<br />
deviate from specific moving pattern<br />
Communication system for vehicles, has<br />
CGI script in server which updates<br />
homepage, based on received pres<strong>en</strong>t<br />
position and destination information from<br />
communication apparatus<br />
DAINI DENDEN KK<br />
TOSHIBA KK<br />
MATSUSHITA ELECTRIC IND<br />
CO LTD (MATU);<br />
MATSUSHITA DENKI<br />
SANGYO KK<br />
TOSHIBA KK (TOKE);<br />
TOSHIBA ENG KK<br />
NIPPONDENSO CO LTD<br />
125
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
JP2001101599-A;<br />
JP3436202-B2<br />
US6292747-B1<br />
Vehicle-mounted driving assistance<br />
apparatus for intellig<strong>en</strong>t transport system,<br />
performs indication for controlling vehicle<br />
speed, based on information about<br />
vehicles running ahead<br />
Heterog<strong>en</strong>eous wireless network e.g. for<br />
network of travelling vehicles adapted to<br />
exchange network travelling information<br />
with each other, has GPS receiver,<br />
suitable for determining the vehicle's<br />
geographic position<br />
TOYOTA JIDOSHA KK<br />
INT BUSINESS MACHINES<br />
CORP<br />
JP2001060297-A Distance communication apparatus<br />
mounted on vehicle in intellig<strong>en</strong>t transport<br />
system, has communication control<br />
section to set receiver to standby<br />
condition for receiving both radio<br />
frequ<strong>en</strong>cies from base station<br />
HITACHI LTD<br />
US2001018628-<br />
A1<br />
US6249742-B1<br />
Vehicle effici<strong>en</strong>cy/driver performance<br />
monitoring system, for commercial<br />
vehicle fleet managem<strong>en</strong>t system, has<br />
transceiver which transmit vehicle<br />
effici<strong>en</strong>cy/driver performance and<br />
receives route/<strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>t information<br />
Navigation system for vehicle, determines<br />
output route preview ev<strong>en</strong>t, by evaluating<br />
output data based on which data<br />
repres<strong>en</strong>ting road name of target route is<br />
stored<br />
MERITOR HEAVY VEHICLE<br />
SYSTEMS LLC<br />
NAVIGATION<br />
TECHNOLOGIES CORP<br />
EP1071056-A;<br />
EP1071056-A2;<br />
DE19933318-C1<br />
Wireless transmission of messages<br />
betwe<strong>en</strong> vehicle communication system<br />
and external c<strong>en</strong>tral computer by<br />
converting text to phonetic repres<strong>en</strong>tation<br />
before transmission and outputting as<br />
speech<br />
BAYERISCHE<br />
WERKE AG<br />
MOTOREN<br />
EP1089579-A<br />
EP1087589-A;<br />
EP1087589-A1;<br />
US6594557-B1<br />
JP2001204058-A;<br />
JP3752939-B2<br />
Road vehicle communication system with<br />
<strong>en</strong>hanced system ext<strong>en</strong>dibility includes<br />
frequ<strong>en</strong>cy converters and<br />
multiplexer/demultiplexer to handle<br />
signals in a duplex way<br />
S<strong>en</strong>ding and receiving information<br />
betwe<strong>en</strong> vehicle data processing system<br />
and resource data system via wireless<br />
communication system<br />
Automatic controller for vehicle, controls<br />
vehicle based on communication<br />
condition of communication terminal in<br />
OKI ELECTRIC IND CO LTD;<br />
JAPAN MIN POSTS &<br />
TELECOMMUNICATIONS;<br />
NAT INST INFORMATION &<br />
COMMUNICATIONS TE<br />
(NAIN-Non-standard)<br />
FORD MOTOR CO; VISTEON<br />
GLOBAL TECHNOLOGIES<br />
INC<br />
TOYOTA JIDOSHA KK<br />
126
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
vehicle<br />
JP2001101594-A;<br />
JP3456177-B2<br />
EP1096457-A;<br />
EP1096457-A2;<br />
DE19952153-A1;<br />
EP1096457-B1;<br />
DE50005400-G;<br />
EP1096457-B2<br />
Vehicle mounted driving assistance<br />
information providing apparatus has<br />
selector which selects either of or both<br />
obstruction information and lane deviation<br />
information, based on level of demand.<br />
Method and device for recognizing traffic<br />
signals electronically detects signals with<br />
an electronic camera in a motor vehicle<br />
indicating comparisons and affecting the<br />
vehicle's speed controls<br />
TOYOTA JIDOSHA KK<br />
VOLKSWAGEN AG<br />
JP2000298745-A;<br />
JP3226509-B2<br />
Vehicle-mounted dedicated short range<br />
communication device for intellig<strong>en</strong>t<br />
transport system has high-frequ<strong>en</strong>cy<br />
terminal with high frequ<strong>en</strong>cy signal whose<br />
wavel<strong>en</strong>gth is set to quarter wavel<strong>en</strong>gth<br />
MITSUBISHI<br />
CORP<br />
ELECTRIC<br />
JP2001014589-A<br />
Motor vehicle communication system e.g.<br />
intellig<strong>en</strong>t transport system,.notifies<br />
discrimination information of base station<br />
to mobile station by.managem<strong>en</strong>t device,<br />
wh<strong>en</strong> detecting its <strong>en</strong>try to related<br />
communication area<br />
HITACHI LTD<br />
JP2005333225-A<br />
JP2005332263-A<br />
US2005225457-A1;<br />
JP2005301581-A;<br />
US7304589-B2<br />
Traffic control system for motor vehicle,<br />
has vehicle mounted communication<br />
apparatus transmitting data to be<br />
transmitted to c<strong>en</strong>ter apparatus to<br />
another vehicle mounted communication<br />
apparatus by short range radio<br />
communication<br />
Emerg<strong>en</strong>cy vehicle notification method in<br />
communication terminal, involves<br />
performing call to judged communication<br />
terminal at vicinity of position of<br />
emerg<strong>en</strong>cy vehicle, to notify approach of<br />
emerg<strong>en</strong>cy vehicle<br />
Vehicle-to-vehicle communication device<br />
used to detect and report traffic<br />
information has signal processor that<br />
processes information from subject<br />
vehicle and communication device to<br />
report processed information to other<br />
vehicles<br />
NAKAMURA K; YOSHIDA I;<br />
KANAMORI T.<br />
NIPPONDENSO CO LTD<br />
GOTO M. SONY ERICSSON<br />
MOBILE COMMUNICATIONS<br />
KK<br />
KAGAWA M. DENSO CORP;<br />
NIPPONDENSO CO LTD<br />
127
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
US2005222751-A1;<br />
US7366606-B2<br />
WO2005069246-<br />
A2;<br />
US2005203683-A1;<br />
EP1706849-A2<br />
US2005073435-A1;<br />
US6982653-B2<br />
US2004078141-A1;<br />
US6826460-B2<br />
JP2003150994-A;<br />
JP3820966-B2<br />
Traffic information providing method for<br />
vehicle navigation system, involves<br />
receiving location data and speed data<br />
from vehicle navigation device, and<br />
broadcasting refined traffic information to<br />
navigation device<br />
Vehicle s<strong>en</strong>sor data collection automating<br />
system for fleet operation, has telematics<br />
device with interface for collecting data<br />
from s<strong>en</strong>sors disposed in vehicle to s<strong>en</strong>d<br />
signal to driver if vehicle is in certain<br />
distance of object<br />
Service system for automotives, includes<br />
computer which is configured to utilize<br />
radio frequ<strong>en</strong>cy id<strong>en</strong>tification (RFID)<br />
interrogator to retrieve stored data from<br />
RFID transponders<br />
Fleet managem<strong>en</strong>t system of electric and<br />
fuel cell vehicles, has computer that links<br />
task inputs with predicted vehicle range<br />
and measured vehicle position<br />
Electronic toll collection device for<br />
vehicles, has communication interfaces<br />
that process protocol of Bluetooth (RTM)<br />
specification to perform communication<br />
betwe<strong>en</strong> data transceiver and integrated<br />
circuit card interface<br />
UYEKI R. HONDA MOTOR CO<br />
LTD<br />
OLSEN J; BRADLEY D;<br />
JENKINS R. UNITED PARCEL<br />
SERVICE AMERICA<br />
VOELLER D A; CLASQUIN J.<br />
VOELLER D A ; CLASQUIN J;<br />
HUNTER ENG CO<br />
KITTELL R P; SCHNECK M M;<br />
SCHNECK T. KITTELL R P;<br />
SCHNECK M M; SCHNECK T<br />
NIPPONDENSO CO LTD<br />
128
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
9 ANEXO III. LISTADO DE PUBLICACIONES<br />
NOVEDOSAS EN EL ÁREA.<br />
Se incluye una relación de publicaciones ci<strong>en</strong>tíficas de interés relacionadas con el<br />
ámbito de estudio de este informe.<br />
Autores Título Publicación<br />
Wang, YH, Chuang,<br />
CC, Chao, CF<br />
Manzie, C, Watson,<br />
HC, Halgamuge, S,<br />
Lim, K<br />
Biswas, S,<br />
Tatchikou, R, Dion,<br />
F<br />
Okabe, T, Shizuno,<br />
T, Kitamura, T<br />
Fukuhara, T,<br />
Warabino, T,<br />
Ohseki, T, Saito, K,<br />
Sugiyama, K,<br />
Nishida, T, Eguchi,<br />
K<br />
Durresi, M, Durresi,<br />
A, Barolli, L<br />
Furst<strong>en</strong>berg, K,<br />
Russler, B, Valldorf,<br />
J; Gessner, W<br />
Anda, J, LeBrun, J,<br />
Ghosal, D, Chuah,<br />
CN, Zhang, M<br />
A distributed backup routes mechanism<br />
for mobile ad hoc networks<br />
A comparison of fuel consumption<br />
betwe<strong>en</strong> hybrid and intellig<strong>en</strong>t vehicles<br />
during urban driving<br />
Vehicle-to-vehicle<br />
wireless<br />
communication protocols for <strong>en</strong>hancing<br />
highway traffic safety<br />
Wireless LAN access network system for<br />
moving vehicles<br />
Broadcast methods for inter-vehicle<br />
communications system<br />
Optimized geographical routing protocol<br />
for inter-vehicle communications<br />
A new European approach for<br />
intersection safety - The EC-Project<br />
INTERSAFE<br />
VGrid: Vehicular adhoc networking and<br />
computing grid for intellig<strong>en</strong>t traffic<br />
IEICE TRANSACTIONS ON<br />
INFORMATION AND<br />
SYSTEMS<br />
PROCEEDINGS OF THE<br />
INSTITUTION<br />
OF<br />
MECHANICAL ENGINEERS<br />
PART D-JOURNAL OF<br />
AUTOMOBILE<br />
ENGINEERING, 2006<br />
IEEE COMMUNICATIONS<br />
MAGAZINE, 2006<br />
10th IEEE Symposium on<br />
Computers<br />
and<br />
Communications, Proceedings,<br />
2005<br />
2005 IEEE Wireless<br />
Communications and<br />
Networking Confer<strong>en</strong>ce, 2005<br />
25th IEEE International<br />
Confer<strong>en</strong>ce on Distributed<br />
Computing<br />
Systems<br />
Workshops, Proceedings, 2005<br />
Advanced Microsystems for<br />
Automotive Applications 2005,<br />
9th International Forum on<br />
Advanced Microsystems for<br />
Automotive Application, 2005<br />
VTC2005-Spring: 2005 IEEE<br />
61st Vehicular Technology<br />
Confer<strong>en</strong>ce, 2005<br />
129
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Khaled, Y,<br />
Ducourthial, B,<br />
Shawky, M<br />
IEEE 802.11 performances for intervehicle<br />
communication networks<br />
VTC2005-Spring: 2005 IEEE<br />
61st Vehicular Technology<br />
Confer<strong>en</strong>ce, 2005<br />
Conci, N, De<br />
Natale, FGB,<br />
Bustamante, J,<br />
Zangherati, S<br />
A wireless multimedia framework for the<br />
managem<strong>en</strong>t of emerg<strong>en</strong>cy situations in<br />
automotive applications: The AIDER<br />
system<br />
SIGNAL<br />
IMAGE<br />
2005<br />
PROCESSING-<br />
COMMUNICATION,<br />
Koike, T, Tanaka,<br />
M, Yoshida, S<br />
Sugiura, A,<br />
Dermawan, C<br />
Chu, HW; Savoie,<br />
MJ; Sanchez, B;<br />
Saito, N<br />
Wu, Zhaohui,<br />
Zh<strong>en</strong>g, Z<strong>en</strong>gwei,<br />
Wang, Lei, Yang,<br />
Guoqing, Zhao,<br />
Mingde<br />
Lee, G, Slezak, D,<br />
Kim, TH, Sloot, P,<br />
Kim, HK, Szczuka,<br />
M<br />
Lee, G, Slezak, D,<br />
Kim, TH, Sloot, P,<br />
Kim, HK, Szczuka,<br />
M<br />
Sh<strong>en</strong>g, W., Yang,<br />
Q., Guo, Y.<br />
Daoud, R. M., El-<br />
Dakroury, M. A.,<br />
Elsayed, H. M.<br />
Wu, Z., Chu, H.,<br />
Pan, Y., Yang, X.<br />
Capacity improvem<strong>en</strong>t of multihop intervehicle<br />
communication networks by<br />
STBC cooperative relaying<br />
In traffic jam IVC-RVC system for ITS<br />
using Bluetooth<br />
Ad-hoc networks security<br />
Asos-IV: A smart s<strong>en</strong>sor network<br />
software platform for intellig<strong>en</strong>t vehicle<br />
Design and prototype implem<strong>en</strong>tation of a<br />
novel automatic vehicle parking system<br />
A selective flooding method for<br />
propagating emerg<strong>en</strong>cy messages in<br />
vehicle safety communications<br />
Cooperative driving based on intervehicle<br />
communications: Experim<strong>en</strong>tal<br />
platform and algorithm<br />
Wireless vehicle communication for traffic<br />
control in urban areas<br />
Bus priority control system based on<br />
Wireless S<strong>en</strong>sor Network (WSN) and<br />
Zigbee<br />
IEICE TRANSACTIONS ON<br />
COMMUNICATIONS, 2005<br />
IEEE TRANSACTIONS ON<br />
INTELLIGENT<br />
TRANSPORTATION<br />
SYSTEMS, 2005<br />
3rd International Confer<strong>en</strong>ce<br />
on<br />
Computing,<br />
Communications and Control<br />
Technologies, 2005<br />
DETC 2005: ASME<br />
International<br />
Design<br />
Engineering Technical<br />
Confer<strong>en</strong>ces and Computers<br />
and Information in Engineering<br />
Confer<strong>en</strong>ce, 2005<br />
2006 International Confer<strong>en</strong>ce<br />
on Hybrid Information<br />
Technology, 2006<br />
2006 International Confer<strong>en</strong>ce<br />
on Hybrid Information<br />
Technology, 2006<br />
2006 IEEE/RSJ International<br />
Confer<strong>en</strong>ce on Intellig<strong>en</strong>t<br />
Robots and Systems, 2006<br />
IECON 2006 - 32nd Annual<br />
Confer<strong>en</strong>ce on IEEE Industrial<br />
Electronics, 2006<br />
Proceedings of the 2006 IEEE<br />
International Confer<strong>en</strong>ce on<br />
Vehicular Electronics and<br />
Safety, 2006<br />
Ulrich, F; Masayuki, UWB radio propagation inside vehicle 7th International Confer<strong>en</strong>ce<br />
130
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
F; Christain, B;<br />
Massimiliano, L;<br />
Shozo, K;<br />
Guangjun, W<br />
Taleb, T., Sakhaee,<br />
E., Jamalipour, A.,<br />
Hashimoto, K.,<br />
Kato, N., Nemoto,<br />
Y.<br />
Sampigethaya, K.,<br />
Li, M., Huang, L.,<br />
Poov<strong>en</strong>dran, R.<br />
<strong>en</strong>vironm<strong>en</strong>ts<br />
A stable routing protocol to support ITS<br />
services in VANET networks<br />
AMOEBA: Robust location privacy<br />
scheme for VANET<br />
on ITS Telecommunications,<br />
Proceedings, 2007<br />
IEEE TRANSACTIONS ON<br />
VEHICULAR TECHNOLOGY,<br />
2007<br />
IEEE JOURNAL ON<br />
SELECTED AREAS IN<br />
COMMUNICATIONS, 2007<br />
Cardno, C. A. Vehicle infrastructure integration test<br />
planned for Detroit<br />
CIVIL ENGINEERING, 2007<br />
131
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
10 ANEXO IV. Proyectos del VI y VII Programa Marco<br />
10.1 Proyectos del VI Programa Marco<br />
En <strong>en</strong>torno de VI Programa Marco se plantearon unas líneas de actuación que<br />
perseguían la aplicación de las nuevas tecnologías a la seguridad vial, antes de<br />
com<strong>en</strong>zar la evaluación de los proyectos <strong>en</strong>globados <strong>en</strong> este programa merece la<br />
p<strong>en</strong>a destacar algunos desarrollos pioneros <strong>en</strong> esta área de conocimi<strong>en</strong>to que<br />
constituyeron el embrión de posteriores proyectos de investigación. Entre ellos se<br />
<strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tran los proyectos CyberCars, ULTra y Chauffeur.<br />
10.1.1 CyberCars<br />
Los cybercars son vehículos con pl<strong>en</strong>as capacidades para conducción automática <strong>en</strong><br />
<strong>en</strong>tornos viarios, su finalidad es la de pot<strong>en</strong>ciar la aplicación de los sistemas<br />
avanzados de transporte para una mejor y más efectiva organización del transporte<br />
urbano. Este proyecto fue desarrollado por un consorcio constituido por c<strong>en</strong>tros de<br />
investigación de la unión europea, del cual su principal expon<strong>en</strong>te es el Instituto<br />
Nacional Francés de Investigación <strong>en</strong> Automática e Informática (INRIA). La<br />
participación Española ti<strong>en</strong>e como repres<strong>en</strong>tantes al Instituto de Automática Industrial<br />
(CSIC) y Robotiker.<br />
Figura 10.1. Algunos ejemplos de Cybercars<br />
Este desarrollo está basado <strong>en</strong> el uso de automóviles eléctricos autónomos para el<br />
transporte urbano de pasajeros (Figura 10.1). Cybercars fue el primero de numerosos<br />
proyectos desarrollados tales como CyberMove y NetMobil, y cuya finalidad fue la de<br />
promover este tipo de sistemas y su implantación <strong>en</strong> esc<strong>en</strong>arios urbanos reales. El<br />
primer vehiculo basado <strong>en</strong> esta concepción se puso <strong>en</strong> funcionami<strong>en</strong>to <strong>en</strong> Holanda <strong>en</strong><br />
1997 y ha estado operando de forma satisfactoria durante 24 horas al día. Es preciso<br />
m<strong>en</strong>cionar, que este tipo de sistemas trabaja únicam<strong>en</strong>te <strong>en</strong> determinadas áreas<br />
específicas, bajo una demanda perfectam<strong>en</strong>te estructurada y con una velocidad<br />
máxima limitada de 30 km/h [63].<br />
132
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Los primeros desarrollos de cybercars se basaron <strong>en</strong> sistemas de balizado inductivo,<br />
aunque posteriorm<strong>en</strong>te se propusieron otras alternativas más complejas que<br />
fusionaban la integración odométrica con estos balizados [64], ya fueran inductivas o<br />
por láser (Figura 10.2), o bi<strong>en</strong> con sistemas de visión artificial con reconstrucción 3D<br />
para la localización de rutas [65].<br />
Figura 10.2. Scan láser.<br />
El empleo de sistemas de visión por computador ha demostrado un increm<strong>en</strong>to<br />
importante <strong>en</strong> las capacidades que inicialm<strong>en</strong>te se atribuyeron a estos sistemas,<br />
habilitándolos para la detección de obstáculos y peatones.<br />
Otro de los aspectos abordados <strong>en</strong> el marco de este proyecto es la comunicación<br />
<strong>en</strong>tre vehículos y <strong>en</strong>tre un vehículo y una red (Figura 10.3). La arquitectura planteada<br />
permite <strong>en</strong>tre otras cosas, unir sistemas de percepción de los difer<strong>en</strong>tes automóviles<br />
para ser accesibles desde cualquier punto de la red, ya sea un servidor fijo o<br />
embebido <strong>en</strong> otro automóvil, comunicación con infraestructuras para recibir<br />
información sobre otros coches o acceso a ciertos recursos (permitir paso <strong>en</strong> cruces),<br />
intercambio de trayectorias, etc. Se ha implem<strong>en</strong>tado un protocolo para el intercambio<br />
de información sobre la situación de cada vehículo de tal forma que estos son capaces<br />
de calcular el cruce. Este sistema básicam<strong>en</strong>te se <strong>en</strong>carga de indicar a los distintos<br />
vehículos de los alrededores donde esta cada uno de los demás, de tal manera que<br />
gracias al planificador de trayectorias estos son capaces de evitarse, es pues una<br />
forma de indicar donde están los objetos móviles del <strong>en</strong>torno, pudiéndose analizar una<br />
simple intersección de dos automóviles sin emplear s<strong>en</strong>sores.<br />
133
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.3. Comunicación <strong>en</strong>tre vehículos.<br />
D<strong>en</strong>tro de esta última línea de trabajo, se ha desarrollado un simulador que permite<br />
simular cada cybercar de forma íntegra, con todos sus s<strong>en</strong>sores (láser, GPS y brújula)<br />
e incluso con la posibilidad de añadirle ruido a cada uno de éstos. Además, permite<br />
simular colisiones y facilita la inserción de objetos móviles. Un punto muy destacable<br />
del sistema es la capacidad de simular comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos. El simulador<br />
ha sido desarrollado para facilitar incluso comunicaciones con los vehículos reales.<br />
La utilización int<strong>en</strong>siva de comunicaciones y s<strong>en</strong>sores, junto con las nuevas<br />
g<strong>en</strong>eraciones de vehículos automáticos sin conductor <strong>en</strong> <strong>en</strong>tornos de tráfico urbano se<br />
concreta <strong>en</strong> la implantación de sistemas de comunicación vehículo-vehículo y<br />
vehículo-infraestructura. Estos sistemas autónomos, que incorporan sistemas de<br />
seguridad, implem<strong>en</strong>tan nuevas soluciones y tecnologías de coordinación <strong>en</strong>tre ellos,<br />
principalm<strong>en</strong>te <strong>en</strong> zonas peligrosas como cruces de carretera y circulación <strong>en</strong><br />
caravana.<br />
10.1.2 ULTra<br />
El proyecto ULTra supuso el desarrollo de un sistema avanzado, efici<strong>en</strong>te y de bajo<br />
coste para el transporte de personas. La Universidad de Bristol y ATS han sido los<br />
<strong>en</strong>cargados de llevar a cabo el diseño de este sistema de transporte basado <strong>en</strong><br />
vehículos eléctricos que se desplazan a través de carriles especiales con balizado<br />
magnético (Figura 10.4).<br />
134
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.4. Vehículo ULTra<br />
Los vehículos van dotados de s<strong>en</strong>sores de ultrasonido y láser para la implem<strong>en</strong>tación<br />
del módulo de control de colisiones [66]. El sistema está basado <strong>en</strong> una unidad de<br />
c<strong>en</strong>tral que recibe las peticiones de los usuarios a través de unos terminales táctiles<br />
(Figura 10.5). Esta unidad calcula la ruta más idónea a seguir y se la transmite al<br />
vehículo a través de un sistema de comunicaciones para que éste sigua el itinerario<br />
prefijado a partir de la información del balizado magnético de la carretera.<br />
Figura 10.5. Interfaz Hombre-máquina<br />
La implantación real de este sistema ha demostrado la gran v<strong>en</strong>taja de que un usuario<br />
sea llevado directam<strong>en</strong>te de un punto a otro sin escalas, con escasos costes de<br />
desarrollo y garantías de seguridad propias de los tr<strong>en</strong>es.<br />
Figura 10.6. Implantación <strong>en</strong> Heathrow<br />
135
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Las primeras pruebas de implantación se realizaron <strong>en</strong> Cardiff, para pasar, vi<strong>en</strong>do los<br />
excel<strong>en</strong>tes resultados mostrados, a su instalación <strong>en</strong> el aeropuerto de Heathrow <strong>en</strong><br />
Londres (Figura 10.6).<br />
El carácter inmin<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te comercial que ti<strong>en</strong>e este proyecto y su implantación física<br />
lo transforma <strong>en</strong> un bu<strong>en</strong> ejemplo para analizar el impacto y la acogida de este tipo de<br />
sistemas <strong>en</strong> la sociedad.<br />
10.1.3 Chauffeur<br />
El increm<strong>en</strong>to del tráfico <strong>en</strong> las autopistas europeas <strong>en</strong> los últimos quince años ha<br />
supuesto la motivación del proyecto Chauffeur, <strong>en</strong> el que se plantea la posibilidad de<br />
desarrollar convoyes <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> (Figura 10.7) capaces de permitir a un solo conductor<br />
conducir una flota completa de camiones.<br />
Figura 10.7. Convoy intelig<strong>en</strong>te.<br />
Este proyecto fue desarrollado por un consorcio formado por empresas del sector<br />
automovilístico tales como DaimlerChrysler, IVECO, Bosch y Wabco, junto con c<strong>en</strong>tros<br />
de investigación como el INRIA y LIVIC [67].<br />
Figura 10.8. Controlador<br />
El proyecto Chauffeur perseguía el desarrollo de sistemas electrónicos de conducción<br />
que permities<strong>en</strong> increm<strong>en</strong>tar la d<strong>en</strong>sidad del transporte de mercancías, preservando la<br />
seguridad y mejorando el uso de las infraestructuras exist<strong>en</strong>tes. El sistema simula un<br />
remolcador electrónico que relaciona dos camiones. El controlador electrónico de<br />
136
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
seguimi<strong>en</strong>to (Figura 10.8) está basado <strong>en</strong> el empleo de sistemas de visión por<br />
computador y radar para la detección del camión que circula delante. La información<br />
suministrada permite el accionami<strong>en</strong>to del volante, fr<strong>en</strong>o, así como del ajuste de la<br />
velocidad de crucero.<br />
El trabajo realizado se completó con un estudio exhaustivo de las implicaciones<br />
legales y administrativas que supondría la implantación de un sistema como el<br />
planteado, así como de los pasos precisos para posibles certificaciones y análisis de<br />
los pot<strong>en</strong>ciales problemas que pudieran derivarse.<br />
Entre las conclusiones establecidas se consideró la pot<strong>en</strong>cialidad de establecer<br />
sistemas de comunicación <strong>en</strong>tre los distintos vehículos que formaran el convoy con el<br />
objetivo de robustecer los posibles controladores implem<strong>en</strong>tados.<br />
La continuación de este proyecto condujo <strong>en</strong> el marco del Chauffeur II a desarrollar un<br />
producto que pudiese ser comercializado, d<strong>en</strong>ominado "CHAUFFEUR Assistant" que<br />
ayudase al conductor de un camión a seguir al vehículo que lo precediese. El<br />
experim<strong>en</strong>to final consistió <strong>en</strong> un pelotón de tres camiones maniobrando de forma<br />
conjunta <strong>en</strong> un circuito de pruebas. Para ello se desarrollaron estrategias de<br />
funcionami<strong>en</strong>to <strong>en</strong> pelotón y comunicaciones <strong>en</strong>tre los diversos vehículos que lo<br />
formanban. El s<strong>en</strong>sor principal era una cámara de vídeo y se modificó el control del<br />
vehículo, especialm<strong>en</strong>te los fr<strong>en</strong>os. Los camiones se mant<strong>en</strong>ían de forma automática<br />
d<strong>en</strong>tro de los límites de la carretera y detectaban y evitaban obstáculos <strong>en</strong> ella [68].<br />
D<strong>en</strong>tro de los proyectos de investigación <strong>en</strong>cuadrados <strong>en</strong> el VI Programa Marco se<br />
van a com<strong>en</strong>tar aquellos que han destacado <strong>en</strong> el empleo de comunicaciones <strong>en</strong>tre<br />
vehículos o bi<strong>en</strong> vehículo-infraestructura.<br />
10.1.4 Good Route<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Dic-2008 4.887.402 € 2.800.000<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport www.goodroute-eu.org C<strong>en</strong>tre for Research and<br />
Technology Hellas, Informatics<br />
and Telematics Institute (Grecia).<br />
Resto participantes<br />
C<strong>en</strong>tre for Research and Technology Hellas, Hell<strong>en</strong>ic Institute of Transport (Grecia),<br />
C<strong>en</strong>tro Ricerche Fiat (Italia), Iveco S.P.A. (Italia), Planung Transport Verkehr AG<br />
(Alemania), University of Stuttgart (Alemania), Universidad Politecnica De Madrid/Life<br />
Supporting Technologies (España), Telefonica Investigacion Y Desarrollo Sociedad<br />
137
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Anonima Unipersonal (España), DESTIA (Finlandia).<br />
Good Route es el acrónimo de “Dangerous Goods Transportation Routing, Monitoring<br />
and Enforcem<strong>en</strong>t”. El objetivo de este proyecto es el desarrollo de un sistema<br />
cooperativo que permita la monitorización <strong>en</strong> ruta de vehículos para transporte de<br />
mercancías peligrosas. El sistema planteado permite una gestión dinámica de riesgos<br />
facilitando la planificación de rutas y su monitorización (Figura 10.9), así como su<br />
aplicación a una red de transporte [69].<br />
Figura 10.9. Sistema de navegación<br />
En el marco de este proyecto se ha desarrollado un sistema de comunicación<br />
intervehicular que permite el flujo de información asociada a la carretera, tal es el caso<br />
de problemas vinculados con las condiciones meteorológicas, d<strong>en</strong>sidad de tráfico,<br />
accid<strong>en</strong>tes, condiciones de la carretera, etc.<br />
Figura 10.10. Sistema de comunicación.<br />
El conductor redirecciona toda esta información a otros vehículos proporcionando las<br />
coord<strong>en</strong>adas y el tiempo asociado a dicho ev<strong>en</strong>to. Otra posibilidad contemplada por el<br />
sistema es la recepción de información prov<strong>en</strong>i<strong>en</strong>te de los C<strong>en</strong>tros de Gestión de<br />
138
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Tráfico (TMC), normalm<strong>en</strong>te asociada al estado de la carretera, accid<strong>en</strong>tes, etc., y<br />
viceversa [70].<br />
Otra de las tareas vinculadas al sistema es la comunicación con la Autoridad<br />
Compet<strong>en</strong>te <strong>en</strong> cuestión de tráfico (Figura 10.10) para facilitarle información sobre<br />
algún tipo de violación detectada <strong>en</strong> algún transporte de mercancías peligrosas (tipo<br />
de carga, galibo, etc.).<br />
10.1.5 Reposit<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Dic-2007 947.296 € 543.098 €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport<br />
www.ist-reposit.org<br />
GMV (España).<br />
Resto participantes<br />
Grupo Antolín (España), C<strong>en</strong>tro Richerche Fiat (Italia), Jean Pierre Magny (Francia),<br />
Tadiran Spectalink (Israel)<br />
El objetivo del proyecto Reposit (Relative positioning for collision avoidance systems)<br />
es desarrollar un sistema que evite colisiones (Collision Avoidance Systems) usando<br />
s<strong>en</strong>sores que perciban el <strong>en</strong>torno, la posición del vehículo y la trayectoria del resto de<br />
vehículos [71]. La comunicación wireless <strong>en</strong>tre los vehículos avisará a todos los<br />
conductores de posible situaciones peligrosas (Figura 10.11). Los casos de estudio<br />
son intersecciones y colisiones longitudinales. Las comunicaciones están basadas <strong>en</strong><br />
la familia de protocolos IEEE 802.11<br />
Figura 10.11. Modulo REPOSIT.<br />
10.1.6 Moryne<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Mar-2008 3.901.015 € 1.999.940<br />
financiados<br />
139
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport www.fp6-moryne.org European Aeronautics Def<strong>en</strong>ce<br />
and Space Company<br />
Resto participantes<br />
Berlin Buses Authority (Alemania), University of Applied Sci<strong>en</strong>ces Osnabrück (Alemania),<br />
Euskaltel SA (España), GMV Sistemas SA (España), Martec (Francia), Ministere de la<br />
Region de Bruxelles Capitale (Belgica), Multitel (Belgica).<br />
El objetivo principal de este proyecto es el desarrollo de un sistema de gestión de<br />
tráfico por carretera que pueda operar a nivel urbano, regional e internacional, su<br />
implem<strong>en</strong>tación se basa <strong>en</strong> una red de nodos donde los elem<strong>en</strong>tos de transporte<br />
actúan como s<strong>en</strong>sores móviles a nivel local [72].<br />
El sistema desarrollado implem<strong>en</strong>ta difer<strong>en</strong>tes tipos de comunicación (Figura 10.12):<br />
1. Recepción y procesami<strong>en</strong>to de la información proced<strong>en</strong>te de los vehículos <strong>en</strong><br />
carretera.<br />
2. Envío de la información recibida al c<strong>en</strong>tro de gestión de tráfico.<br />
3. Transmisión de la información proced<strong>en</strong>te del c<strong>en</strong>tro de gestión de tráfico a los<br />
vehículos <strong>en</strong> carretera, c<strong>en</strong>tros de control y los dispositivos distribuidos de<br />
control de tráfico.<br />
Los elem<strong>en</strong>tos de bajo nivel que forman parte de la red son autónomos <strong>en</strong> su gestión<br />
del tráfico. Éstos <strong>en</strong>vían información a su nivel inmediatam<strong>en</strong>te superior resumi<strong>en</strong>do la<br />
situación del tráfico <strong>en</strong> su zona de cobertura y recib<strong>en</strong> información <strong>en</strong> cuanto a tareas<br />
de cooperación y optimización. La información fluye <strong>en</strong>tre los distintos elem<strong>en</strong>tos de la<br />
red a través de radio digital, <strong>redes</strong> inalámbricas y tecnología GPRS y UMTS [73].<br />
Los resultados ofrecidos por el proyecto se han aplicado a través de la empresa<br />
municipal de transporte público de Berlín (BVG) que <strong>en</strong>globa transporte ferroviario y<br />
por carretera.<br />
140
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.12. Sistemas de comunicación <strong>en</strong> Moryne.<br />
10.1.7 CyberCars-2<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Dic-2008 4.044.500 € 2.068.000<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport www.cybercars.org INRIA<br />
Resto participantes<br />
Univ. Stuttgart (Alemania), Netherlands Organisation for Applied Sci<strong>en</strong>tici Research<br />
(Holanda), Frog Navigation Systems (Holanda), Shangai Jiao Tong Univ. (China),<br />
141
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Robotiker (España), Robosoft (Francia), C<strong>en</strong>tro Richerche Fiat (Italia), CSIC (España),<br />
Eurolum (Francia), Griffith Univ. (Australia)<br />
Continuación del proyecto Cybercars y Cybermove, ti<strong>en</strong>e como objetivo el diseño de<br />
vehículos autónomos para <strong>en</strong>tornos urbanos o infraestructuras dedicadas [74][75]. La<br />
innovación respecto a los proyectos anteriores está <strong>en</strong> el énfasis <strong>en</strong> las<br />
comunicaciones vehículo-vehículo, vehículo-infraestructura y la coordinación <strong>en</strong>tre<br />
vehículos [76]. Esta cooperación se ha estudiado para los casos de funcionami<strong>en</strong>to <strong>en</strong><br />
pelotón (a cortas distancias) y la gestión de intersecciones (llegada y cruce).<br />
También se ha estudiado como vehículos equipados con Sistemas de Ayuda a la<br />
Conducción (Advanced Drivers Assistance Systems - ADAS) se b<strong>en</strong>efician al poder<br />
comunicarse con los vehículos cercanos [77].<br />
Utilizan la arquitectura CALM (Communications, Air-interface, Long and Medium<br />
range) que consiste <strong>en</strong> un protocolo de comunicaciones wirelss para Sistemas<br />
Intelig<strong>en</strong>tes de Transporte (Figura 10.13).<br />
(a) (b) (c)<br />
(d)<br />
(e)<br />
Figura 10.13. Vehículos desarrollados <strong>en</strong> el marco de Cybercars 2. (a) Vehículo Frog (b)<br />
Robotsoft (c) Serp<strong>en</strong>tine Vehicles (d) Ultra (e) Yamaha.<br />
10.1.8 Prev<strong>en</strong>t<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Feb-2004 31-Ene-2008 55 Mill € 29,8 Mill financiados<br />
142
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport<br />
www.prev<strong>en</strong>t-ip.org/<br />
DaimlerChrysler AG (Alemania)<br />
Resto participantes<br />
Audi (Alemania), BMW F+T (Alemania), C<strong>en</strong>tro Ricerche FIAT (Italia), DaimlerChrysler<br />
(Alemania), Ford AG (Alemania), PSA Peugeot Citroën (Francia), Regi<strong>en</strong>ov (Francia),<br />
Volvo Technology Corporation (Suecia), Volkswag<strong>en</strong><br />
(Alemania), Blaupunkt (Alemania), Bosch (Alemania), Delphi Delco (Alemania), IBEO<br />
(Alemania), Navteq (Holanda), Philips (Alemania), Siem<strong>en</strong>s (Alemania), Sagem<br />
(Francia), Siem<strong>en</strong>s VDO (Alemania), Tele Atlas (Holanda), TRW Conekt (Reino Unido),<br />
FCS Simulator Systems (Holanda), Imita, Lewicki (Alemania), Navigon (Alemania),<br />
Transver (Alemania), ERTICO (Belgica), Ministerie van Verkeer <strong>en</strong> Waterstaat (Holanda),<br />
Fraunhofer Gesellschaft (Alemania), Niedersaechsisches Ministerium fuer Wirtschaft,<br />
Arbeit und Verkehr (Alemania), TNO (Holanda), TRL (Reino Unido), Cidaut (España),<br />
CNRS Idfe (Francia), Technische Universitaet Chemnitz (Alemania), CERTH/HIT<br />
(Grecia), Forgis (Alemania), ICCS (Grecia), INRIA (Francia), LCPC (Francia), Lunds<br />
Universitaet (Suecia), NTUA (Grecia), Universitaet Hannover (Alemania), Universita degli<br />
Studi di Si<strong>en</strong>a (Italia), Universita degli Studi di Tr<strong>en</strong>to (Italia), Universita degli Studi di<br />
Parma (Italia), Forwiss (Alemania), IMC (Alemania), INRETS (Francia), VTT (Finlandia).<br />
El proyecto integrado Prev<strong>en</strong>t pret<strong>en</strong>de contribuir a la seguridad del tráfico por<br />
carretera a través del desarrollo de tecnologías y aplicaciones prev<strong>en</strong>tivas de<br />
seguridad. El objetivo de las aplicaciones prev<strong>en</strong>tivas es el de ayudar al conductor a<br />
evitar o mitigar el accid<strong>en</strong>te a través de sistemas embarcados que facilitan información<br />
del riesgo e inmin<strong>en</strong>cia del siniestro [78].<br />
EL modo de actuación del sistema se divide <strong>en</strong> varios pasos (Figura 10.14):<br />
1. Informar al conductor lo antes posibles de la exist<strong>en</strong>cia de una situación de<br />
riesgo.<br />
2. Advertir al conductor <strong>en</strong> el caso de que no haya habido reacción por su parte a<br />
la información.<br />
3. Activar la asist<strong>en</strong>cia o interv<strong>en</strong>ir <strong>en</strong> último caso para int<strong>en</strong>tar evitar el accid<strong>en</strong>te<br />
o mitigar sus consecu<strong>en</strong>cias.<br />
143
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.14. Sistema Prev<strong>en</strong>t.<br />
El sistema prev<strong>en</strong>tivo de seguridad [79] ayuda al conductor a mant<strong>en</strong>er una velocidad<br />
y distancia de seguridad adecuada, a permanecer d<strong>en</strong>tro del carril, evitar situaciones<br />
de riesgo <strong>en</strong> adelantami<strong>en</strong>tos e intersecciones, etc. Son empleados s<strong>en</strong>sores de<br />
infrarrojos, cámaras de video, radar, sistemas de navegación inercial, acelerómetros,<br />
etc.<br />
Figura 10.15. Interfase MMI.<br />
Este sistema prev<strong>en</strong>tivo emplea tecnologías de la información, comunicaciones y<br />
posicionami<strong>en</strong>to para poder así operar de forma autónoma <strong>en</strong> el vehículo o bi<strong>en</strong> con<br />
144
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
carácter cooperativo a través de comunicaciones con otros vehículos o la propia<br />
infraestructura, con la int<strong>en</strong>ción de disminuir el número de accid<strong>en</strong>tes y su severidad.<br />
La interfase hombre-máquina desarrollada asegura que las aplicaciones de seguridad<br />
prev<strong>en</strong>tiva operan de forma correcta <strong>en</strong> at<strong>en</strong>ción a las restricciones ergonómicas y<br />
psicológicas del conductor (Figura 10.15). Una vez evaluado el riesgo a través de la<br />
información adquirida por el sistema s<strong>en</strong>sorial son <strong>en</strong>viadas señales de alarma y de<br />
asist<strong>en</strong>cia al conductor a través de la interfase para que este pueda actuar y adecuar<br />
la conducción <strong>en</strong> función de los peligros percibidos.<br />
10.1.9 Cover<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Marzo-2006 28-Feb-2009 4.137.330 € 2.244.000<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport<br />
www.ist-cover.org<br />
Tieliikelaitos (Finlandia)<br />
Resto participantes<br />
Turun Yliopisto (Finlandia), Siso Auto Trucks (Finlandia), E4T (Chequia), C<strong>en</strong>tro<br />
Richerche Fiat (Italia), Mitrom (Finlandia), Loqu<strong>en</strong>do (Italia), Infoblu (Italia), Ribes (Italia),<br />
Netxcalibur (Italia).<br />
El proyecto Cover (Semantic-driv<strong>en</strong> cooperative vehicle infrastructure systems for<br />
advanced e-safety applications) se c<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> sistema cooperativos vehículo-vehículo y<br />
vehículo-infraestructura [80]. Concretam<strong>en</strong>te se han tratado los sigui<strong>en</strong>tes aspectos:<br />
• Adaptación intelig<strong>en</strong>te de la velocidad. Donde se estudian límites de velocidad<br />
que sean estáticos, temporales y dinámicos.<br />
• Sistemas avanzados de ayuda a la velocidad de los vehículos. Donde el<br />
sistema detecta situaciones de peligro que ni el conductor ni los s<strong>en</strong>sores de vehículo<br />
pued<strong>en</strong> detector.<br />
• Gestión de grupos de camiones. Donde se gestiona el paso de estos para<br />
mejorar la seguridad y la efici<strong>en</strong>cia de colas y congestión <strong>en</strong> la autopista.<br />
Las tecnologías que utiliza son: semántica, ag<strong>en</strong>tes, s<strong>en</strong>sores, comunicaciones,<br />
interfaces multimodales.<br />
145
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
10.1.10 Friction<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Dic-2008 4.3 Mill € 2.6 Mill €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport friction.vtt.fi VTT Technical Research C<strong>en</strong>tre<br />
(Finlandia)<br />
Resto participantes<br />
Helsinki University of Technology (Finlandia), C<strong>en</strong>tro Ricerche FIAT (Italia), IBEO<br />
Automobile S<strong>en</strong>sor GMBH (Alemania), Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule<br />
Aach<strong>en</strong> (Alemania), Siem<strong>en</strong>s VDO Automotive (Alemania), Magneti Marelli (Italia), Pirelli<br />
Pneumatici (Italia), Nokian Tyres (Suecia), VOLVO Technology Corporation (Suecia)<br />
El objetivo del proyecto Friction [81] es la creación de un sistema embarcado que<br />
permita valorar la situación de agarre vehículo-carretera y que mejore el desarrollo de<br />
los sistemas de seguridad integrados y cooperativos <strong>en</strong> la comunicación vehículovehículo<br />
y con el conductor. Las aplicaciones que podrían b<strong>en</strong>eficiarse de esta<br />
información [82] son las relacionadas con los sistemas de control de la conducción<br />
tales como los sistemas de control de tracción, de asist<strong>en</strong>cia a la fr<strong>en</strong>ada de<br />
emerg<strong>en</strong>cia, de estabilidad, de control adaptativo de velocidad, etc.<br />
Figura 10.16. Funcionami<strong>en</strong>to.<br />
146
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Entre los objetivos del proyecto se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra el uso de los actuales s<strong>en</strong>sores que<br />
embarcan los vehículos que junto con otros s<strong>en</strong>sores de bajo coste tales como visión<br />
por computador, láser, etc. actú<strong>en</strong> como <strong>en</strong>tradas a un nuevo modelo de predicción y<br />
estimación de la fricción y deslizami<strong>en</strong>to <strong>en</strong>tre el neumático y la carretera (Figura<br />
10.16).<br />
Los resultados experim<strong>en</strong>tales del proyecto se han planteado sobre vehículos turismos<br />
así como de transporte de mercancías.<br />
10.1.11 I-WAY<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Feb-2006 31-Ene-2009 4.591.998€ 2.600.000<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
www.iway-project.eu<br />
ICT for Transport Elettronica e sistemi per<br />
automazione (Italia)<br />
Resto participantes<br />
Sword Technologies (Luxemburgo), Panepistimio Ioanninon (Grecia), Datablue (Grecia),<br />
ABM Merchant (Italia), OHB Teledata (Alemania) C<strong>en</strong>tro Richerche FIAT (Italia), TWT<br />
Information & Engineering Technologies (Alemania), GOV3 (Reino Unido), Loqu<strong>en</strong>do<br />
(Italia), Universidad Politécnica de Madrid (España), Eurotech France (Francia)<br />
El objetivo de I-WAY es percibir el estado de la carretera y supervisar al conductor, <strong>en</strong><br />
tiempo real [83]. Para ello se obt<strong>en</strong>drán los datos de:<br />
• S<strong>en</strong>sores a bordo del vehículo.<br />
• La infraestructura viaria.<br />
• Los vehículos vecinos.<br />
147
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.17. Arquitectura del proyecto I-Way.<br />
Para ello se utilizarán comunicaciones Infraestructura-Vehículo y Vehículo- Vehículo.<br />
La información que recibe el conductor puede ser una señal de aviso o de alerta,<br />
dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do de la gravedad de la situación <strong>en</strong> la que se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tre (Figura 10.17).<br />
Estas situaciones pued<strong>en</strong> ser:<br />
• Condiciones atmosféricas<br />
• Atascos, accid<strong>en</strong>tes<br />
• Obstáculos <strong>en</strong> la carretera, alejami<strong>en</strong>to del carril<br />
• Fatiga o adormecimi<strong>en</strong>to del conductor o de uno de los coches vecinos.<br />
El sistema ti<strong>en</strong>e dos grandes grupos de módulos: Sistemas embarcados y sistemas<br />
externos de transporte. Para cada uno de ellos se ti<strong>en</strong>e:<br />
Sistemas embarcados.<br />
1. Modulo s<strong>en</strong>sorial del vehículo. Captura la información <strong>en</strong> bruto de todos los<br />
s<strong>en</strong>sores a bordo del vehículo, la procesa y la analiza.<br />
2. Módulo de adquisición de datos. Agrega, combina y correla la información<br />
interna con la que se capta de fu<strong>en</strong>tes externas.<br />
3. Módulo de interface. Se relaciona con el conductor a través de interface gráfica<br />
y vocal.<br />
4. Módulo de evaluación de la situación. Estima la situación <strong>en</strong> la carretera.<br />
5. Módulo de comunicaciones. Maneja las comunicaciones con otros vehículos y<br />
con la infraestuctura.<br />
Los módulos del sistema externo de transporte son:<br />
148
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
1. El equipami<strong>en</strong>to de la carretera. Adquiere información de esta <strong>en</strong> lugares<br />
donde los s<strong>en</strong>sores de los vehículos no van a ser capaces de precisar su grado de<br />
peligrosidad<br />
2. Sistema de administración de la carretera. A través de aplicaciones y bases de<br />
datos administra <strong>en</strong> tiempo real toda la información referida a la carretera.<br />
10.1.12 TRACKSS<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Junio-2009 4.427.186 € 2.499.967<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport www.trackss.net ETRA Investigación y Desarrollo,<br />
S.A (España)<br />
Resto participantes<br />
Robert Bosch (Alemania), C<strong>en</strong>trum dopravního vy´zkumu v.v.i. (Chequia), Citilog<br />
(Francia), C<strong>en</strong>tro Ricerche Fiat (Italia), DLR (Alemania), INRETS (Francia), ITACA<br />
(España), LCPC (Francia), Institute for transport Sci<strong>en</strong>ces (Hungría), Moviquity (España),<br />
TRW Conekt (Reino Unido), University of Newcastle (Reino Unido), Ayuntami<strong>en</strong>to de<br />
Val<strong>en</strong>cia (España)<br />
El objetivo de Trackss (Technologies for Road Advanced Cooperative Knowledge<br />
Sharing S<strong>en</strong>sors) es mejorar la seguridad y efici<strong>en</strong>cia del transporte [84]. Para ello se<br />
hace especial énfasis <strong>en</strong> la cooperación y la fusión s<strong>en</strong>sorial. Con ello se puede<br />
predecir el flujo de transporte y las condiciones de la infraestructura, el medioambi<strong>en</strong>te<br />
y el tráfico circundante [85].<br />
Los objetivos específicos se c<strong>en</strong>tran <strong>en</strong> [86]:<br />
1. El desarrollo de nuevas técnicas s<strong>en</strong>soriales.<br />
2. El diseño e integración de la capacidad de compartir conocimi<strong>en</strong>to d<strong>en</strong>tro de<br />
una red de s<strong>en</strong>sores que a su vez se integran <strong>en</strong> un sistema de transporte<br />
cooperativo.<br />
3. Capacidad de integrar los s<strong>en</strong>sores de forma modular d<strong>en</strong>tro de la arquitectura<br />
del sistema de transporte cooperativo.<br />
4. El desarrollo de nuevas técnicas de fusión e integración s<strong>en</strong>sorial.<br />
149
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
5. Desarrollo de sistemas de ayuda a la decisión (DSS -Decision Support System)<br />
basado <strong>en</strong> el conocimi<strong>en</strong>to para evaluar y predecir las condiciones que afectan a la<br />
seguridad y a la efici<strong>en</strong>cia del transporte.<br />
6. Validación de la ideas del proyecto. Esto se llevará a cabo <strong>en</strong> tres esc<strong>en</strong>arios:<br />
• Pista de pruebas. Donde se probarán los resultados <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno<br />
controlado.<br />
• Intersección. Donde se probarán los resultados <strong>en</strong> una intersección real.<br />
• Red de transporte: Donde se probarán los resultados <strong>en</strong> un ambi<strong>en</strong>te<br />
real.<br />
Las tecnologías s<strong>en</strong>soriales que se investigan d<strong>en</strong>tro del proyecto dotarán de<br />
capacidad de percepción a los vehículos y a la infraestructura (Figura 10.18).<br />
Las principales son [86]:<br />
Figura 10.18. Capacidades s<strong>en</strong>soriales del proyecto TRACKSS.<br />
1. Remote S<strong>en</strong>sing: Optimización del uso de sistemas aéreos para difer<strong>en</strong>tes<br />
aplicaciones d<strong>en</strong>tro del proyecto. Estos sistemas están <strong>basados</strong> <strong>en</strong> helicópteros,<br />
dirigibles y aviones.<br />
2. CCTV Intelig<strong>en</strong>te: Desarrollo de cámaras <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> dedicadas a la detección<br />
y seguimi<strong>en</strong>to de autobuses para la optimización de la administración del tráfico y la<br />
provisión del servicio.<br />
3. Escáner láser: Desarrollo de escáneres láser avanzados para el<br />
reconocimi<strong>en</strong>to de vehículos y la obt<strong>en</strong>ción de su velocidad.<br />
4. Smart Dust: Investigación y desarrollo de aplicaciones basadas <strong>en</strong> smart dust<br />
(una red de s<strong>en</strong>sores microelectromecánicos, sin hilos y minúsculos) aplicadas al<br />
150
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
transporte, así como el desarrollo e implem<strong>en</strong>tación de las pruebas que valid<strong>en</strong> estas<br />
técnicas.<br />
5. Detección de peatones: El sistema disparará otros que impidan o minimic<strong>en</strong> la<br />
gravedad del atropello.<br />
6. Ice Detection: Desarrollo de tecnologías que permitan reducir el coste, tamaño<br />
y mejor<strong>en</strong> los s<strong>en</strong>sores actuales.<br />
7. Cámara HDHR/CMOS: diseño de una cámara CMOS de alta resolución y<br />
rango dinámico alto para aplicaciones del transporte.<br />
8. Tecnologías avanzadas de id<strong>en</strong>tificación de vehículos: diseño de un emisor<br />
infrarrojo par id<strong>en</strong>tificar al vehículo <strong>en</strong> un carril y permita su localización.<br />
9. Sistemas de inducción electro magnética: desarrollo de los sistemas de<br />
captura, los algoritmos de procesami<strong>en</strong>to y clasificación de estas señales.<br />
10.1.13 Coopers<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Feb-2006 31-Ene-2010 16.778.293 € 9.799.209<br />
Financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport www.coopers-ip.eu Austriatech-Gesellschaft des<br />
Bundes Fuer<br />
Technologiepolitische<br />
Massnahm<strong>en</strong> (Austria)<br />
Resto participantes<br />
Technische Universitaet Wi<strong>en</strong> (Austria), Technical University of Crete (Grecia), LGAI<br />
Technological C<strong>en</strong>ter (España), Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der<br />
Angewandt<strong>en</strong> Forschung (Alemania), Transver (Alemania), Efkon Mobility (Alemania),<br />
Stat<strong>en</strong>s Vaeg (Suecia), GEWI (Alemania), Oesterreichischer Rundfunk (Austria), Navteq<br />
(Holanda), S&T (Eslov<strong>en</strong>ia), Univ. fo Southampton (Reino Unido), Efkon (Austria),<br />
Swarco (Austria), JAST (Suiza), ICI (Rumania), Politechnika Lodzka (Polonia), Teamnet<br />
Int (Rumania), INESC (Portugal), PWP (Alemania), Bayerisches Staatsministerium des<br />
Innern (Alemania), Ernst & Young (Italia), Kybertec (República Checa), Ascom<br />
(Suiza),Autobahn<strong>en</strong> unSchellstrass<strong>en</strong> Finanzierung (Austria), Forshungs und<br />
Anw<strong>en</strong>dugsverbund (Alemania), Vereinigung (Austria), Autostrada del Br<strong>en</strong>nero (Italia),<br />
Austrian Research C<strong>en</strong>ters (Austria), Dornier (Alemania), VEGA (Alemania), Kungliga<br />
Tekniska Hogskolan (Suecia), Bayerische Motor<strong>en</strong> Werke Akti<strong>en</strong>gesellschaft (Alemania),<br />
ARS (Holanda), Association des Societes Francaises des Autoroutes (Francia), Luc<strong>en</strong>t<br />
Tech. (Alemania).<br />
151
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
El objetivo es la construcción de un sistema que proporcione a los vehículos y a los<br />
conductores información individualizada, <strong>en</strong> tiempo-real, referida a la seguridad del<br />
tráfico y al estado de la infraestructura [87][88]. Esto se conseguirá mediante<br />
comunicaciones Infraestructura-Vehículo. Las pruebas se realizarán <strong>en</strong> zonas con<br />
gran d<strong>en</strong>sidad de tráfico donde las posibilidades de atasco o accid<strong>en</strong>tes son mayores.<br />
También se contempla la posibilidad de comunicaciones Vehículo-Infraestructura, lo<br />
que permitiría t<strong>en</strong>er unos vehículos dotados de s<strong>en</strong>sores que pudieran moverse por la<br />
carretera <strong>en</strong>viando información sobre el estado de ésta (Figura 10.19).<br />
La información que t<strong>en</strong>drán los vehículos será [89]:<br />
1. Aviso y ayuda ante atascos.<br />
2. Alerta de los límites de velocidad <strong>en</strong> cada instante.<br />
3. Especificación del carril por donde pued<strong>en</strong> circular.<br />
4. Prohibición selectiva a los camiones.<br />
5. Tiempo estimado de llegada dep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do de las condiciones del tráfico.<br />
6. Avería de un coche, llamada a los servicios especiales.<br />
Figura 10.19. Arquitectura proyecto Coopers.<br />
10.1.14 Watch-Over<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Ene-2006 31-Dic-2008 5.914.601€ 3.315.000€<br />
financiados<br />
152
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport<br />
www.watchover-eu.org/<br />
C<strong>en</strong>tro Ricerche FIAT (Italia)<br />
Resto participantes<br />
DaimlerChrysler AG (Alemania), Piaggio & C. S.p.A. (Italia), Robert Bosch GmbH<br />
(Alemania), MIRA Limited (Reino Unido), Technische Universität<br />
Chemnitz (Alemania), ARC Seibersdorf research GmbH (Austria), University of Stuttgart<br />
(Alemania), Steinbeis Research Institute Wireless Communications (Alemania), Faber<br />
Software S.r.l. (Italia), LogicaCMG Nederland B.V. (Holanda), Università di Mod<strong>en</strong>a e<br />
Reggio Emilia (Italia)<br />
En el marco del proyecto Watch-Over (Vehicle-to-vulnerable road user cooperative<br />
communication and s<strong>en</strong>sing technologies to improve transport safety) se pret<strong>en</strong>d<strong>en</strong><br />
diseñar y desarrollar sistemas cooperativos para la prev<strong>en</strong>ción de accid<strong>en</strong>tes tanto <strong>en</strong><br />
<strong>en</strong>tornos urbanos como interurbanos. El sistema t<strong>en</strong>drá la capacidad de adaptarse a<br />
los difer<strong>en</strong>tes usuarios: vehículos, motoristas, ciclistas y peatones, posicionando los<br />
usuarios vulnerables a través de la información proporcionada por los s<strong>en</strong>sores<br />
<strong>basados</strong> <strong>en</strong> visión por computador embarcados <strong>en</strong> el vehículo (Figura 10.20) y<br />
difundi<strong>en</strong>do está información a través de un sistema de comunicaciones de corto<br />
alcance [90].<br />
Figura 10.20. Capacidades de Watch-Over.<br />
El sistema s<strong>en</strong>sorial propuesto está basado <strong>en</strong> cámaras de espectro visible para<br />
modelado 2D y 3D, cámaras de infrarrojo cercano y lejano, así como tecnología láser y<br />
radar. El empleo de los difer<strong>en</strong>tes sistemas se ha asociado al tipo de usuario y a<br />
difer<strong>en</strong>tes esc<strong>en</strong>arios <strong>en</strong> función de la casuística de este tipo de accid<strong>en</strong>tes (Figura<br />
4.1.21).<br />
153
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.21. Esc<strong>en</strong>ario de trabajo.<br />
El sistema de comunicación propuesto debe ser bidireccional, es decir, debe permitir<br />
que el vehículo y el usuario intercambi<strong>en</strong> información <strong>en</strong> un rango de distancias<br />
próximas al vehículo y con un posicionami<strong>en</strong>to <strong>en</strong> coord<strong>en</strong>adas absolutas o relativas al<br />
vehículo del usuario [91].<br />
10.1.15 Safespot<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Feb-2006 31-Dic-2010 37.903.960€ 20.590.972€<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport<br />
www.safespot-eu.org<br />
C<strong>en</strong>tro Ricerche FIAT (Italia)<br />
Resto participantes<br />
Anas (Italia), Bosch (Alemania), Cofiroute (Frnacia), Daimler Chrysler (Alemania),<br />
Magneti Marelli (Italia), R<strong>en</strong>ault (Francia), TNO (Holanda), Volvo Technology Corporation<br />
(Suecia), Dipartim<strong>en</strong>to di Ingegneria Biofisica ed Elettronica - Università degli Studi di<br />
G<strong>en</strong>ova (Italia), C<strong>en</strong>tre for Research and Technology (Grecia), Institute of<br />
154
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Communication and Computer Systems (Grecia), Laboratoire C<strong>en</strong>tral des Ponts et<br />
Chaussées (Francia), Istituto Superiore Mario Boella (Italia), Technische Universität<br />
Chemnitz (Alemania), Technische Universität Münch<strong>en</strong> (Alemania), University of<br />
Stuttgart (Alemania), Universidad Politécnica de Madrid (España), Telefónica<br />
Investigación y Desarrollo (España), AT4 wireless (España), C<strong>en</strong>tre National de la<br />
Recherche Sci<strong>en</strong>tifique (Francia).<br />
Safespot es un proyecto integrado cuyo objetivo primordial es compr<strong>en</strong>der como los<br />
vehículos y las carreteras <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> pued<strong>en</strong> cooperar de cara a avanzar <strong>en</strong> la<br />
seguridad vial. La idea principal es prev<strong>en</strong>ir accid<strong>en</strong>tes a partir de Sistemas de<br />
Asist<strong>en</strong>cia a la Seguridad que sean capaces de detectar situaciones de riesgo (Figura<br />
10.22), dichos sistemas estarán <strong>basados</strong> <strong>en</strong> sistemas de comunicación <strong>en</strong>tre vehículos<br />
y vehículo infraestructura.<br />
El nuevo concepto de red dinámica de comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos e<br />
infraestructura increm<strong>en</strong>ta el rango operativo que <strong>en</strong> la actualidad se circunscribe al<br />
vehículo y permite al conductor recibir información del <strong>en</strong>torno pudi<strong>en</strong>do evitar<br />
situaciones críticas [92].<br />
Figura 10.22. Arquitectura Safespot.<br />
Entre los objetivos del proyecto se <strong>en</strong>cu<strong>en</strong>tra el desarrollo de una nueva g<strong>en</strong>eración de<br />
infraestructuras basadas <strong>en</strong> la percepción del <strong>en</strong>torno, así como el establecimi<strong>en</strong>to de<br />
figuras de mérito que permitan evaluar el impacto y la aceptación de este tipo de<br />
tecnologías por parte del usuario final.<br />
155
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
El desarrollo del sistema de asist<strong>en</strong>cia de seguridad se ha planteado valorando<br />
esc<strong>en</strong>arios estáticos y dinámicos que compr<strong>en</strong>d<strong>en</strong> situaciones de riesgo tales como<br />
circulación <strong>en</strong> pu<strong>en</strong>tes, túneles, curvas cerradas, así como, circulación con niebla, alta<br />
d<strong>en</strong>sidad de tráfico, pres<strong>en</strong>cia de vehículos averiados, etc.<br />
10.1.16 A Global System for Telematics <strong>en</strong>abling on-line safety services (GST)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Marzo-2004 28-Febr-2007 21.55 Mill € 11.1 Mill €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT for Transport www.gstforum.org/ ERTICO ITS Europe (Bélgica)<br />
Resto participantes<br />
ERTICO ITS Europe (Bélgica), TDF (Francia) , CENTRO RICERCHE FIAT (Italia),<br />
NETHERLANDS ORGANISATION FOR APPLIED SCIENTIFIC RESEARCH (Holanda),<br />
TELECOM ITALIA SPA (Italia), FORD GMBH (Alemania), TECHNISCHE<br />
UNIVERSITAET MUENCHEN (Alemania), TRUSTED LOGIC (Francia), PTV PLANUNG<br />
TRANSPORT VERKEHR AG (Alemania), EUROPEAN BROADCASTING UNION<br />
(Suiza), TRIALOG, FRANCE TELECOM (Francia), KATHOLIEKE UNIVERSITEIT<br />
LEUVEN (Bélgica), TELEMATICS CLUSTER VZW (Bélgica), VIALIS VERKEER &<br />
MOBILITEIT BV (Holanda), TUEV INTER TRAFFIC GMBH (España), PROSYST<br />
SOFTWARE AG (Alemania), KREIS OFFENBACH (Alemania), ALLIANZ ZENTRUM<br />
FUER TECHNIK GMBH (Alemania), MOTOROLA ELECTRONICS S.P.A. (España),<br />
AIRCRAFT DEVELOPMENT AND SYSTEMS ENGINEERING (ADSE) B.V. (Holanda),<br />
RSA SECURITY IRELAND LIMITED (Irlanda), SIEMENS VDO AUTOMOTIVE AG<br />
(Alemania), ISTITUTO SUPERIORE MARIO BOELLA SULLE TECNOLOGIE<br />
DELL'INFORMAZIONE E DELLE TELECOMUNICAZIONI (Italia), ROBERT BOSCH<br />
GMBH (Alemania), TSYSTEMS (Alemania), Universidad de Málaga (España)<br />
GST supone un proyecto integrado con financiación de la Unión Europea para crear<br />
una arquitectura abierta y estandarizada para servicios telemáticos <strong>en</strong> el <strong>en</strong>torno del<br />
automóvil, con el objetivo de que los nuevos servicios telemáticos puedan ser<br />
desarrollados y usados bajo un coste razonable tanto para el fabricante como el<br />
cli<strong>en</strong>te.<br />
Este proyecto integrado está constituido por siete subproyectos que van desde el<br />
establecimi<strong>en</strong>to de los difer<strong>en</strong>tes requisitos de funcionami<strong>en</strong>to que permitan consolidar<br />
el resto de desarrollos, pasando por los distintos procesos de certificación y validación<br />
156
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
de los compon<strong>en</strong>tes telemáticos, sistemas y servicios, para que estos sean flexibles,<br />
transpar<strong>en</strong>tes y aceptados por los usuarios. También han sido tratados aspectos de<br />
comunicación <strong>en</strong> tiempo real, prioridades y emerg<strong>en</strong>cias <strong>en</strong> función de las condiciones<br />
del tráfico, la carretera y la meteorología con el objetivo de mejorar el flujo de<br />
información y operación <strong>en</strong> situaciones de rescate.<br />
Figura 10.23. Arquitectura GST<br />
10.2 Proyectos del VII Programa Marco<br />
D<strong>en</strong>tro de los proyectos de investigación <strong>en</strong>cuadrados <strong>en</strong> el VII Programa Marco se<br />
van a com<strong>en</strong>tar aquellos que han pot<strong>en</strong>ciado el desarrollo de sistemas de ayuda a la<br />
conducción a través del empleo de los distintos medios y sistemas de comunicaciones.<br />
10.2.1.1 Geonet<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Feb-2008 31-Ene-2010 2.985.964 € 1.899.208<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
'ICT for Transport'<br />
Insitut National de Recherche <strong>en</strong><br />
Informatique et <strong>en</strong> Automatique<br />
(Francia).<br />
Resto participantes<br />
157
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
NEC EUROPE (Reino Unido), Hitachi Europe (Francia), Lesswire (Alemania), Efkon<br />
(Austria), Broadbit (Hungría), Fundación IMDEA Redes (España)<br />
El objetivo del proyecto Geonet (Geo-addressing and geo-routing for vehicular<br />
communications) es establecer un protocolo que permita el intercambio de m<strong>en</strong>sajes<br />
de alerta <strong>en</strong>tre los vehículos y <strong>en</strong>tre estos y la infraestructura d<strong>en</strong>tro de una<br />
determinada área geográfica, ext<strong>en</strong>di<strong>en</strong>do las especificaciones del protocolo IPv6 para<br />
lograrlo [90]. Dado que la topología de la red será altam<strong>en</strong>te cambiante se basarán <strong>en</strong><br />
la arquitectura IPv6 NEMO.<br />
GeoNet implem<strong>en</strong>tará y comprobará un mecanismo de conexión que sea transpar<strong>en</strong>te<br />
ante la conectividad <strong>en</strong>tre el vehículo y la infraestructura, aunque la comunicación<br />
t<strong>en</strong>ga que saltar <strong>en</strong>tre varios vehículos. Este mecanismo de conexión t<strong>en</strong>drá que ser<br />
fiable y escalable. La información se t<strong>en</strong>drá que hacer llegar solo a los vehículos para<br />
los que sea importante conocerla. Así la posición, velocidad o actuaciones sobre los<br />
pedales o el volante solo se hará llegar a aquellos coches que por cercanía u otras<br />
circunstancias les sea útil conocerlas para iniciar acciones de alarma o mitigación de<br />
daños.<br />
10.2.2 Ant<strong>en</strong>na Research and Technology for the Intellig<strong>en</strong>t Car<br />
(ARTIC)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Abr-2008 31-Marz-2010 466.000 € 361.000 €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
FP7-ICT, ICT for mobility<br />
www.ant<strong>en</strong>nasvce.org<br />
Ingegneria dei Sistemi Spa (Italia)<br />
Resto participantes<br />
Università di Si<strong>en</strong>a (Italia), Katholieke Universiteit Leuv<strong>en</strong> (Bélgica), Ant<strong>en</strong>na Systems<br />
Consulting ApS (Dinamarca), University of R<strong>en</strong>nes 1 (Francia), Universität Karlsruhe<br />
(Alemania), IMST GmbH (Alemania), Universidad Politécnica de Madrid (España), SAAB<br />
Space (Suecia), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suiza), Alcatel Luc<strong>en</strong>t<br />
Telecom Limited (Reino Unido)<br />
El objetivo de este proyecto es resolver los requisitos que la Iniciativa por el coche<br />
Intelig<strong>en</strong>te (Intellig<strong>en</strong>t Car Initiative) ha planteado desde el punto de vista de las<br />
comunicaciones. Para ello se c<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> la tecnología de ant<strong>en</strong>as y su aplicación a la<br />
158
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
automoción y sirve de <strong>en</strong>lace <strong>en</strong>tre el Ant<strong>en</strong>nas Virtual C<strong>en</strong>tre of Excell<strong>en</strong>ce [94] y el<br />
proyecto COMeSafety [95].<br />
D<strong>en</strong>tro de los sistemas cooperativos se fija <strong>en</strong>:<br />
• Comunicaciones Vehículos-Infraestructura (V2I).<br />
• Comunicaciones Vehículos- Vehículos (V2V).<br />
• Comunicaciones inalámbricas d<strong>en</strong>tro del vehículo.<br />
Las tecnologías referidas a las ant<strong>en</strong>as que se están estudiando son:<br />
• Ant<strong>en</strong>as integradas de onda milimétrica<br />
• S<strong>en</strong>sores y ant<strong>en</strong>as de dim<strong>en</strong>siones reducidas<br />
• Ant<strong>en</strong>as de gran ancho de banda<br />
• Conjuntos de ant<strong>en</strong>as<br />
• Ant<strong>en</strong>as <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong><br />
Con este proyecto se espera que d<strong>en</strong>tro de la Unión Europea se t<strong>en</strong>gan una serie de<br />
soluciones técnicas homogéneas d<strong>en</strong>tro de la tecnología de ant<strong>en</strong>as para el<br />
transporte.<br />
10.2.3 Ext<strong>en</strong>d FRAMEwork architecture for cooperative<br />
systems (E-FRAME)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Mayo-2008 30-Abr-2011 1.045.000 €<br />
Llamada Web Coordinador<br />
FP7-ICT, ICT for<br />
Cooperative Systems<br />
www.frame-online.net<br />
Peter Jesty Consulting Ltd (Reino<br />
Unido)<br />
Resto participantes<br />
Siem<strong>en</strong>s Traffic Controls (Reino Unido), AustriaTech – Federal Ag<strong>en</strong>cy for Technological<br />
Measures (Austria), Rijkswaterstaat Di<strong>en</strong>st Verkeer <strong>en</strong> Scheepvaart (Holanda), Czech<br />
Technical University in Prague (Chequia), C<strong>en</strong>tre d’Etudes sur les Réseaux, les<br />
Transports, l’Urbanisme et les constructions publique (CERTU) (Francia), MIZAR<br />
Automatizione S.p.A. (Italia)<br />
E-FRAME es una Support Action que apoya la creación de Sistemas Cooperativos<br />
d<strong>en</strong>tro de la Unión Europea. Es un c<strong>en</strong>tro de conocimi<strong>en</strong>to neutral desde el punto de<br />
159
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
vista comercial y político. El citado apoyo se lleva a cabo mediante los sigui<strong>en</strong>tes<br />
objetivos [96]:<br />
• Ext<strong>en</strong>der la arquitectura europea ITS Framework (FRAME) para que incluya<br />
Sistemas Cooperativos.<br />
• Promocionar y mostrar d<strong>en</strong>tro de los Estados Miembros y de otros proyectos que<br />
esta arquitectura puede ser usada para desarrollar e implem<strong>en</strong>tar Sistemas<br />
Cooperativos<br />
• Proporcionar ayuda y consejo para el desarrollo de los aspectos operatives de una<br />
arquitectura ITS concreta.<br />
• Estudiar los aspectos que lleva la estandarización de los Sistemas Cooperativos y<br />
proporcionar un conjunto de recom<strong>en</strong>daciones a las organizaciones apropiadas.<br />
• Organizar Grupos de Trabajos, Seminarios y Workshops dirigidas al sector<br />
financiero e industrial.<br />
• Proporcionar ayuda y guía para la aplicación de la arquitectura Ext<strong>en</strong>ded FRAME<br />
Los requisitos detectados <strong>en</strong> los Proyectos Integrados COOPERS, CVIS y SAFESPOT<br />
se han integrado d<strong>en</strong>tro de la arquitectura FRAME (Figura 10.24). Una vez que estos<br />
requisitos hayan sido revisados la arquitectura actual será modificada dando lugar a la<br />
arquitectura Ext<strong>en</strong>ded FRAME que incluya los Sistemas Cooperativos.<br />
Algunos ejemplos de utilización deb<strong>en</strong> de estar listos para el ITS World Congress que<br />
se celebrará <strong>en</strong> Estocolmo <strong>en</strong> el otoño de 2009.<br />
160
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
Figura 10.24. Interrelación <strong>en</strong>tre E-FRAME con COOPERS, CVIS y SAFESPOT<br />
10.2.4 Cooperative Intersection Safety (INTERSAFE 2)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Jun-2008 31-Mayo-2011 6.500.000€ 3.860.000 €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT-2007.6.2 ICT for<br />
cooperative systems<br />
www.intersafe-2.eu<br />
Ibeo Automobile S<strong>en</strong>sor GmbH<br />
Resto participantes<br />
161
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
BMW Forschung und Technik GmbH (Alemania), Institut für Kraftfahrwes<strong>en</strong> Aach<strong>en</strong><br />
(Alemania), Institut National de Recherche <strong>en</strong> Informatique et <strong>en</strong> Automatique (Francia),<br />
NEC Europe (Reino Unido), Signalbau Huber (Alemania), TRW Ltd (Reino Unido),<br />
Technical University of Cluj-Napoca (Rumania), Volvo Technology (Suecia), VTT<br />
Technical Research C<strong>en</strong>tre of Finland (Finlandia), Volkswag<strong>en</strong> Akti<strong>en</strong>gesellschaft<br />
(Alemania)<br />
Es la continuación del proyecto INTERSAFE que se <strong>en</strong>contraba d<strong>en</strong>tro de PReVENT y<br />
sigue c<strong>en</strong>trándose <strong>en</strong> la aplicación de los sistemas cooperativos a las intersecciones<br />
[97]. Se construirá un prototipo d<strong>en</strong>ominado Cooperative Intersection Safety System<br />
(CISS). El demostrador estará formado por tres vehículos: dos turismos y un camión y<br />
el sistema avisará y tomará el control de los vehículos para asegurar la seguridad de<br />
ellos.<br />
Se utlizarán varios s<strong>en</strong>sores y para la fusión s<strong>en</strong>sorial de sus informaciones se t<strong>en</strong>drá<br />
<strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta:<br />
• El reconocimi<strong>en</strong>to de objetos y la posición relativa <strong>en</strong>tre ellos<br />
• Mapas de navegación<br />
• La información suministrada por el canal de comunicaciones:<br />
o<br />
o<br />
Otros usuarios de la vía<br />
Los s<strong>en</strong>sores de la infraestructura<br />
10.2.5 An Integrated Wireless and Traffic Platform for Real-Time<br />
Road Traffic Managem<strong>en</strong>t Solutions (iTETRIS)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Jul-2008 31-Dic-2010 4.420.000 €<br />
Llamada Web Coordinador<br />
FP7 ICT Call 2 ‘ICT for<br />
Cooperative Systems<br />
www.ict-itetris.eu<br />
Thales Communications (Francia)<br />
Resto participantes<br />
CBT, Comunicación & Multimedia (España), Comune di Bologna (Italia), German<br />
Aerospace C<strong>en</strong>ter – DLR (Alemania), Eurecom (Francia), Hitachi Europe SAS (Francia),<br />
Innovalia Association (España), Peek Traffic B.V. (Holanda), University Miguel<br />
Hernandez (España)<br />
162
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
iTETRIS ti<strong>en</strong>e como objetivo principal la creación de una plataforma de simulación del<br />
tráfico y de las comunicaciones de los vehículos que sea abierta, global y sost<strong>en</strong>ible.<br />
Ti<strong>en</strong>e <strong>en</strong> cu<strong>en</strong>ta comunicaciones vehículo-vehículo y vehículo-infraestructura [98].<br />
Este simulador permitirá el estudio del routing y la distribución de datos <strong>en</strong> un <strong>en</strong>torno<br />
inalámbrico vehicular así como las adecuadas combinaciones de las diversas<br />
tecnologías V2V y V2I.<br />
Para conseguir este objetivo se ti<strong>en</strong>e que lograr los sigui<strong>en</strong>tes pasos intermedios:<br />
• Afrontar los casos <strong>en</strong> que las comunicaciones se t<strong>en</strong>gan que realizar a gran<br />
escala.<br />
• Facilitar una plataforma abierta y capaz de ser estandarizada d<strong>en</strong>tro del ámbito<br />
europeo y que sirva para evaluar las soluciones ICT cooperativas para la<br />
administración del tráfico viario.<br />
• Desarrollar nuevas estrategias de control del tráfico que sean más autónomas,<br />
adaptativas que se apoy<strong>en</strong> <strong>en</strong> las tecnologías cooperativas.<br />
• Desarrollar protocolos de comunicaciones para vehículos que sean autoadaptables<br />
y robustos y que garantiz<strong>en</strong> la Calidad de Servicio (QoS) y <strong>en</strong> último<br />
lugar la seguridad del usuario.<br />
10.2.6 A Network of Excell<strong>en</strong>ce for Advanced Road for<br />
cooperative traffic managem<strong>en</strong>t in the Information Society<br />
(NEARCTIS)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Jul-2008 30-Jun-2012 3.130.000 € 2.500.000 €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
ICT-2007.6.2 ICT for<br />
cooperative systems<br />
www.nearctis.org Europe Recherce Transport<br />
(Francia)<br />
Resto participantes<br />
Institut National de Recherche sur les Transports et leur Securite (Francia), Technical<br />
University of Crete (Grecia), Imperial College of Sci<strong>en</strong>ce, Technology and Medicine<br />
(Reino Unido), Technische Universiteit Delft (Holanda), Ecole Polytechnique Federale de<br />
Lausanne (Suiza), Deutsches Z<strong>en</strong>trum fur Luft und Raumfahrt (Alemania), University<br />
163
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
College London (Reino Unido), University of Southampton (Reino Unido)<br />
NEARCTIS es una Red de Excel<strong>en</strong>cia formada por grupos cuya línea principal de<br />
trabajo sea la gestión del tráfico con especial interés <strong>en</strong> la utilización de sistemas<br />
cooperativos para la optimización del tráfico viario [99]. Aunque se c<strong>en</strong>tre <strong>en</strong> estos<br />
sistemas no quiere perder de vista el cuadro global ya que los sistemas cooperativos<br />
deberán integrarse d<strong>en</strong>tro de los sistemas de administración del tráfico.<br />
El objetivo principal es crear un instituto virtual de investigación. Para ello se debe de<br />
definir un programa de investigación, una serie de recursos que se compartan <strong>en</strong>tre<br />
los miembros, y los canales de diseminación del conocimi<strong>en</strong>to y resultados de<br />
investigación.<br />
Quiere ser un primer paso para la constitución de un instituto virtual perman<strong>en</strong>te.<br />
10.2.7 Privacy Enabled Capability In co-Operative systems and<br />
Safety Applications (PRECIOSA)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Marz-2008 28-Feb-2010 2.465.870 € 1.667.000 €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
FP7 ICT Call 2 'ICT for<br />
Cooperative Systems<br />
www.preciosa-project.org<br />
Resto participantes<br />
TRIALOG (Francia)<br />
Humboldt-Universität zu Berlin (Alemania), Oracle (Bélgica), PTV (Alemania), Universität<br />
Ulm (Alemania)<br />
Con el desarrollo de sistemas cooperativos y las comunicaciones <strong>en</strong>tre vehículos y<br />
<strong>en</strong>tre éstos y las infraestructuras, surge el tema de la salvaguarda de la intimidad <strong>en</strong><br />
este tipo de comunicaciones. Éste es el aspecto <strong>en</strong> el que se c<strong>en</strong>tra el proyecto<br />
PRECIOSA [100] que hace hincapié <strong>en</strong> la seguridad de <strong>redes</strong> ad-hoc y móviles <strong>en</strong><br />
donde la localización e id<strong>en</strong>tificación del usuario así como su trayectoria van a ser<br />
necesarias. Por ello se ha de estudiar cómo <strong>en</strong>contrar un equilibrio <strong>en</strong>tre el respeto a<br />
la intimidad y la eficacia de los sistemas cooperativos<br />
El objetivo principal del proyecto es demostrar, con un ejemplo real, que estos dos<br />
fines no son contradictorios y que <strong>en</strong>contrar ese punto de equilibrio es posible.<br />
Los objetivos intermedios son:<br />
164
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• Proponer cómo se puede evaluar el respecto a la intimidad <strong>en</strong> sistemas<br />
cooperativos <strong>en</strong> función de las comunicaciones privadas y el almac<strong>en</strong>ami<strong>en</strong>to de<br />
datos personales.<br />
• Definir una arquitectura para sistemas cooperativos que incluya modelos de<br />
“confianza” tanto para comunicaciones vehículos-vehículos, vehículosinfraestructuras<br />
<strong>en</strong> las que se pueda verificar ese respeto a la intimidad y que<br />
incluyan los compon<strong>en</strong>te para protección de datos, detección de infracciones y<br />
auditoría.<br />
• Investigar los retos específicos para la intimidad de los usuarios<br />
10.2.8 PREparation for DRIVing implem<strong>en</strong>tation and Evaluation<br />
of C-2-X communication technology (PRE-DRIVE C2X)<br />
Duración<br />
Coste<br />
1-Jul-2008 30-Jun-2010 8.520.000 € 5.010.000 €<br />
financiados<br />
Llamada Web Coordinador<br />
FP7 ICT Call 2 'ICT for<br />
Cooperative Systems<br />
www.cvisproject.org/<strong>en</strong>/links/predrive_c2x.htm<br />
Resto participantes<br />
Daimler (Alemania)<br />
Audi (Alemania), BMW R&T (Alemania), CRF (Italia), Opel (Alemania), Volkswag<strong>en</strong><br />
(Alemania), Volvo TEC (Suecia), Delphi (Alemania), Hitachi Europe (Francia), NEC<br />
Europe (Reino Unido), R<strong>en</strong>esas Europe (Alemania), SAP AG (Alemania), PTV Planung<br />
Transport Verkehr AG (Alemania), DLR (Alemania), EICT (Alemania), Fraunhofer<br />
FOKUS (Alemania),Institut National de Recherche sur les Transports et leur Securite<br />
(Francia), IMEC (Bégica), IMC (Alemania), PBS (Alemania), TNO (Holanda), TU Graz<br />
(Austria), Universität Karlsruhe (Alemania), University of Surrey (Reino Unido)<br />
Se c<strong>en</strong>tra <strong>en</strong> las comunicaciones Vehículo –X [101]. Toma como base la descripción<br />
g<strong>en</strong>eral definida por COMeSafety con el objetivo de desarrollar y detallar<br />
especificaciones y funcionalidades, que deberán ser probadas de forma robusta <strong>en</strong><br />
prototipos reales. También se desarrollará un modelo de simulación integral y las<br />
herrami<strong>en</strong>tas y métodos necesarios para la evaluación de las tecnologías de<br />
comunicaciones para vehículos tanto <strong>en</strong> los laboratorios como <strong>en</strong> las condiciones<br />
reales del tráfico.<br />
Esto se logrará con los sigui<strong>en</strong>tes objetivos concretos:<br />
165
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
• Establecer d<strong>en</strong>tro de Europa una arquitectura marco para sistemas cooperativos<br />
que asegure la inter-operatividad de las difer<strong>en</strong>tes aplicaciones de las<br />
comunicaciones vehículo- vehículo y vehículo – infraestructura dedicadas a la<br />
seguridad y movilidad.<br />
• Llevar a cabo una estimación coher<strong>en</strong>te del impacto <strong>en</strong> seguridad y movilidad <strong>en</strong> el<br />
tráfico de los sistemas cooperativos<br />
• Preparar el terr<strong>en</strong>o a los futuros test reales de sistemas cooperativos.<br />
• Id<strong>en</strong>tificar los factores claves para la introducción de estos sistemas <strong>en</strong> el mercado.<br />
166
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
11 Refer<strong>en</strong>cias<br />
[1] DIRECCIÓN GENERAL DE TRÁFICO (2007). Base de datos de accid<strong>en</strong>tes<br />
con víctimas <strong>en</strong> las carreteras de España.<br />
[2] APARICIO, F., ARENAS, B., GÓMEZ, A., JIMÉNEZ, F., LÓPEZ, J. M.,<br />
MARTÍNEZ, L., PÁEZ, F. J. (2008). Ing<strong>en</strong>iería del transporte. Madrid: Dossat.<br />
[3] EUROPEAN ROAD TRANSPORT RESEARCH ADVISORY COUNCIL<br />
(2008). ERTRAC Research Framework. ‘Steps to Implem<strong>en</strong>tation’<br />
[4] JIMÉNEZ, Felipe, APARICIO, Francisco. “Aportación de los ITS a la<br />
sost<strong>en</strong>ibilidad y mejora del transporte”. DYNA, 2008. vol. 83, núm 7.<br />
[5] IEEE 802.11,2007 IEEE Standard for Information technology-<br />
Telecommunications and information exchange betwe<strong>en</strong> systems-Local and<br />
metropolitan area networks-Specific requirem<strong>en</strong>ts - Part 11: Wireless LAN<br />
Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications<br />
[6] Harvey J. Miller and Shih-Lung Shaw (2001). Geographic Information<br />
Systems for Transportation. Oxford University Press. (DSRC)<br />
[7] Fixed, nomadic, portable and mobile applications for 802.16-2004 and<br />
802.16e WiMAX networks. WiMAX Forum. Nov. 2005.<br />
[8] M. Ahmed, C.U. Saraydar, T. ElBatt, J. Yim, T. Talty, M. Ames, “Intra-<br />
Vehicular Wireless Networks”, IEEE Globecom Workshop 2007, 26-30<br />
Noviembre, 2007.<br />
[9] Bluetooth Special Interest Group, “Bluetooth Specification version 2.0”, 2004.<br />
[10] IEEE 802.15.1-2005 IEEE Standard for Information technology--<br />
Telecommunications and information exchange betwe<strong>en</strong> systems-- Local and<br />
metropolitan area networks--Specific requirem<strong>en</strong>ts. Part 15.1: Wireless<br />
Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for<br />
Wireless Personal Area Networks (WPANs(tm)).<br />
[11] A. García, J. Martínez, J. López, A: Prayati, and L. Redondo, “Problem<br />
Solving for Wireless S<strong>en</strong>sor Networks” Springer, 2008.<br />
[12] Zigbee Alliance. “ZIGBEE SPECIFICATION”, 2005.<br />
[13] IEEE 802.15.4-2006 IEEE Standard for Information technology--<br />
Telecommunications and information exchange betwe<strong>en</strong> systems--Local and<br />
metropolitan area networks-- Specific requirem<strong>en</strong>ts Part 15.4: Wireless<br />
Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for<br />
Low Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs).<br />
[14] ORGANIZATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT<br />
(2003) Road safety. Impact of new technologies. OECD.<br />
167
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
[15] EUROPEAN COMMISSION (2001). White Paper: European Transport policy<br />
for 2010: time to decide.<br />
[16] FEDERAL HIGHWAY ADMINISTRATION (2006). Safety applications of<br />
Intellig<strong>en</strong>t Transportation Systems in Europe and Japan. FHWA-PL-06-001<br />
[17] http://ec.europa.eu/information_society/activities/esafety/index_<strong>en</strong>.htm<br />
[18] HOBBS, F. D. (1989). Traffic planning and <strong>en</strong>gineering. Oxford: Pergamon<br />
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[19] www.cvisproject.org<br />
[20] HUBER, W., LÄDKE, M. Y OGGER, R. (1999). Ext<strong>en</strong>ded floating-car data for<br />
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[22] ROHR, S. N., LIND, R. C., MYERS, R. J., BAUSON, W. A., KOSIAK, W. K. Y<br />
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[24] APARICIO, F., PÁEZ, J., MORENO, F., JIMÉNEZ, F. (2005). El sistema de<br />
control intelig<strong>en</strong>te de velocidad (ISA). Madrid: Fundación Instituto<br />
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FISITA World Automotive Congress, Barcelona, 23-27 Mayo 2004.<br />
[27] BAUM, G. 2003. The infrastructure and evolution of mapmaking. 10th World<br />
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Madrid: 16 – 20 November 2003<br />
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llamada de emerg<strong>en</strong>cia (e-call). Madrid: Fundación Instituto Tecnológico para<br />
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[29] KHAN, M. S. (2003). Leveraging wireless connectivity for digital maps in<br />
automobiles. 10th World Congress and Exhibition on Intellig<strong>en</strong>t Transport<br />
Systems and Services. Madrid: 16 – 20 Noviembre 2003<br />
168
<strong>Entornos</strong> <strong>intelig<strong>en</strong>tes</strong> <strong>basados</strong> <strong>en</strong> <strong>redes</strong> inalámbricas: aplicaciones al transporte, automóvil<br />
intelig<strong>en</strong>te/conectado y seguridad vial<br />
[30] BARNIOL, A. Y MARUGG, J. (2004). Navigable databases for intellig<strong>en</strong>t<br />
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FISITA World Automotive Congress, Barcelona, 23-27 Mayo 2004.<br />
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Congreso Nacional de Sistemas Intelig<strong>en</strong>tes de Transporte. Zamora, 27 – 30<br />
abril 2004<br />
[33] FERNÁNDEZ, J. M. (2004) Evolución de los sistemas de navegación al nivel<br />
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Intelig<strong>en</strong>tes de Transporte. Zamora, 27 – 30 abril 2004<br />
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Navegador embarcado EGNOS basado <strong>en</strong> Pocket-PC y SISNET. IV<br />
Congreso Nacional de Sistemas Intelig<strong>en</strong>tes de Transporte. Zamora, 27 – 30<br />
abril 2004<br />
[35] www.itsdocs.fhwa.dot.gov/jpodocs/reptste/2KC01.pdf<br />
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Transport Systems and Services. Madrid: 16 – 20 Noviembre 2003<br />
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