Caso de estudio Infraestructura vial inteligente para apoyar vehículos automatizados y conectados

La situación inicial:

En busca de una solución para mejorar la seguridad de los VRUs

Las ciudades enfrentan el desafío de avanzar en la transición de la movilidad, con la seguridad vial y la sostenibilidad como factores clave. El rápido desarrollo de la conducción automatizada y conectada ofrece oportunidades para hacer el tráfico más eficiente y seguro, pero también presenta riesgos. Los vehículos automatizados pueden aumentar la seguridad de los usuarios vulnerables de la vía (VRUs) en el entorno urbano, ya que aproximadamente el 90% de los accidentes son causados por error humano. Por otro lado, no se debe pasar por alto que, a pesar de los grandes avances técnicos en el campo de la conducción automatizada, la tecnología todavía enfrenta desafíos en el tráfico fluido. Sin embargo, la seguridad de los peatones y ciclistas, especialmente en zonas críticas como intersecciones complejas, debe garantizarse a toda costa.

Por lo tanto, es crucial establecer soluciones tecnológicas innovadoras como una inversión en la infraestructura del mañana para estar preparados para la movilidad del futuro.

El laboratorio de campo de VITRONIC:

En términos de áreas de tráfico urbano, las intersecciones son un punto conflictivo particular de accidentes, donde las colisiones entre vehículos y VRUs ocurren con frecuencia. Los estudios han demostrado que existen en promedio siete escenarios diferentes de intersección donde los caminos de los usuarios de la vía se cruzan y pueden surgir situaciones potencialmente peligrosas.

Es por eso que VITRONIC, en colaboración con un destacado instituto de investigación alemán especializado en tecnología del tráfico y varios fabricantes de vehículos, estableció un laboratorio en condiciones reales en una intersección de Potsdam desde 2021. El proyecto de investigación siguió la cuestión clave "¿Cómo pueden los vehículos automatizados y conectados ser apoyados de manera óptima por infraestructuras inteligentes en escenarios de tráfico complejos?". Al combinar la innovación tecnológica y el conocimiento práctico, el objetivo era obtener conocimientos importantes sobre el impacto de la infraestructura digital junto con la tecnología de vehículos autónomos y las situaciones de tráfico locales.

Capturar un entorno dinámico:

Se ha establecido un laboratorio en condiciones reales llamado "Analizador de seguridad del tráfico local (LTSA)" en Potsdam, cuya investigación se basa en la detección óptica de los usuarios de la vía. La plataforma de sensores inteligentes (SSP) de VITRONIC lo permite y además autoriza la captura de datos de movilidad de ciclistas, automovilistas y peatones en las intersecciones respetando las normativas de protección de datos. Además, el LTSA cuenta con unidades de borde de carretera (RSU), que sirven como interfaz de comunicación para los vehículos automatizados y conectados con el fin de proporcionar datos de movilidad anonimizados de los usuarios de la vía.

Estos datos ayudan a los vehículos a planificar maniobras de conducción seguras y confiables en situaciones de tráfico complejas al proporcionar información adicional sobre áreas de otro modo invisibles.

Para comprender mejor la dinámica en la intersección, el sistema ha sido entrenado para reconocer y diferenciar las siguientes situaciones peligrosas.

En los escenarios presentados, VITRONIC ha utilizado métodos analíticos para identificar las colisiones potenciales entre los usuarios de la vía en una etapa temprana y enviar estas alertas de riesgo a los vehículos a través de los canales de comunicación.

La implementación técnica:

La plataforma de sensores inteligentes VITRONIC utiliza el reconocimiento de objetos basado en imágenes para detectar a los usuarios de la vía y sus movimientos en el área de la intersección. Proporciona información detallada sobre la posición, la dirección de movimiento y la velocidad de cada usuario de la vía individualmente. Los datos recolectados se utilizan para analizar el potencial de amenaza (según los escenarios) por un lado y para generar alertas de riesgo por otro lado. Los datos en bruto, es decir, los datos de movilidad para cada objeto, así como las advertencias de colisión se producen en un formato de mensaje estandarizado comprensible para los vehículos automatizados y conectados. Esta estandarización es de gran importancia ya que permite una comunicación e interpretación de los datos coherente, independientemente del tipo y fabricante del vehículo.

Los mensajes estandarizados se envían a la unidad embarcada de los vehículos automatizados y conectados en tiempo real a través de una red de comunicación (ITS-G5) que utiliza las unidades de carretera (RSU). De esta manera, los vehículos pueden obtener una imagen precisa de su entorno y reaccionar en consecuencia en situaciones potencialmente peligrosas. El sistema ofrece una realidad aumentada, ya que también reconoce a usuarios de la vía ocultos u obstáculos que los sensores del vehículo no pueden detectar a simple vista. Además de una mayor seguridad para los usuarios de la vía, esto contribuye a un flujo de tráfico más eficiente. Además, los datos recolectados también se pueden utilizar como base para un control y optimización relacionados con la seguridad de los circuitos de semáforos.

El resultado:

Perspectivas importantes para el apoyo de vehículos automatizados y conectados

Los resultados del laboratorio del mundo real destacan que el uso de tecnologías avanzadas como la plataforma de sensores inteligentes VITRONIC, combinada con algoritmos inteligentes, es un medio eficaz para promover una movilidad segura y sostenible en áreas urbanas. En particular, el análisis de escenarios peligrosos mostró que el sistema reduce significativamente el riesgo de colisiones, especialmente en escenarios de giro, donde girar a la derecha plantea un riesgo importante de accidentes entre coches y ciclistas. La detección rápida y precisa del sistema también ayuda a minimizar posibles colisiones en escenarios con personas en la vía.

El enfoque probado ofrece entonces posibilidades de aplicación valiosas, por ejemplo, en la implementación de servicios de traslado autónomos o tranvías autónomos en el transporte público local para garantizar seguridad adicional en puntos críticos. Además, el sistema VITRONIC se puede integrar de manera flexible en nuevas infraestructuras o infraestructuras existentes, así como adaptar y extender a otras aplicaciones, tales como el control de tráfico en áreas de bajas emisiones.