Resumen de Sistema de comunicaciones V2X para vehículos inteligentes como soporte para sistemas cooperativos
En el desarrollo socioeconómico de la Unión Europea se contemplan los sistemas inteligentes de transporte cooperativos (C-ITS) como un medio para reducir la siniestralidad, mejorar la calidad medioambiental (ahorro de energía y reducción de la contaminación), aumento de la eficiencia del transporte, de la capacidad de la infraestructura existente y de la productividad de las empresas, especialmente las de transporte. Estos C-ITS están englobados en el plan 2020 de la Unión Europea sobre las Smart Cities. Un paso previo a conseguir las aplicaciones cooperativas es la puesta en servicio de VANETs (Vehicular Area NETworks) y para ello son necesarias las comunicaciones intervehiculares (V2V) y con la infraestructura (V2I), denominadas genéricamente como V2X. Sin embargo, en la actualidad no existe disponible comercialmente ningún tipo de tecnología ni hardware ni software para dar soporte a estas comunicaciones en el entorno vehicular, quedando los equipos disponibles al uso restringido de los fabricantes de automóviles o empresas de electrónica, por lo que la implantación de esta tecnología queda muy lejos de un uso masivo orientándose sobre todo hacia el ámbito de la investigación, en proyectos de desarrollo de sistemas cooperativos e, incluso, de vehículos autónomos.
Por tanto, en esta tesis doctoral se ha planteado el desarrollo de un hardware de comunicaciones y su software de control. Este debe ser capaz de dar servicios a comunicaciones V2X, siguiendo los estándares Europeos e internacionales en el ámbito y todos los elementos que caracterizan esta tecnología.
Asimismo, el correcto funcionamiento de esta tecnología de comunicaciones ha sido validado mediante la implementación y puesta en servicio de cuatro sistemas cooperativos que involucran a los tres elementos fundamentales de la carretera: el vehículo, la vía y los usuarios.
Para ello se ha colaborado con el grupo de investigación Sistemas Inteligentes para la Movilidad y Comunicación Accesible (SIMCA) perteneciente al Departamento de Inteligencia Artificial de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Informáticos y con el Instituto Universitario de investigación del Automóvil (INSIA) ambos de la Universidad Politécnica de Madrid.
Durante el desarrollo de esta tesis se ha utilizado la tecnología disponible más puntera en ese momento. En concreto se han utilizado dos tecnologías totalmente diferentes de comunicación, WSAN (Redes inalámbricas de sensores y actuadores) y DSRC (Comunicaciones dedicadas de corto alcance), las cuales tienen diferentes estándares de comunicación.
Inicialmente y gracias a la tecnología WSAN se desarrolló un novedoso algoritmo de enrutamiento basado en geoposicionamiento creando una VANET de recolección de datos. Una vez demostrada la capacidad de crear una VANET lo suficientemente robusta y fiable se desarrolló un sistema cooperativo para prevenir accidentes con peatones.
Posteriormente con la liberación de la normativa europea de comunicaciones intervehiculares, a través del Instituto Europeo de Estandarización de las Telecomunicaciones (ETSI), se pudo avanzar hacia la tecnología DSRC. Para ello se ha desarrollado un módulo de comunicaciones ITS de diseño propio, denominado ITS DSRC-UPM-INSIA. Los estándares de comunicación intervehicular han sido analizados y se ha desarrollado un software que cumple las especificaciones para poder realizar una geocomunicación. Durante la implementación de éstas se han detectado diferentes problemas y errores los cuales se han ido solucionando.
Finalmente gracias a los módulos DSRC-UPM-INSIA se han desarrollado aplicaciones cooperativas de asistencia al conductor ADAS (Advanced Driver Assistance System) para demostrar las funcionalidades y capacidades de los módulos. En esta tesis se muestran tres sistemas cooperativos que se han desarrollado con la tecnología DSRC que abordan diferentes problemáticas: - Un sistema de aviso a peatones en entornos urbanos e interurbanos, usando comunicaciones V2V y V2P.
- Sistema de aviso de la presencia de ciclistas en las inmediaciones del vehículo, usandocomunicaciones V2V y V2P.
- Aviso de motocicletas en carreteras con baja visibilidad incluyendo avisos de ángulo muerto, usando comunicaciones V2V.
El sistema cooperativo basado en WSAN y los tres sistemas cooperativos basados DSRC expuestos en la presente tesis han sido probados en condiciones controladas y de tráfico real obteniéndose unos resultados óptimos.
