Artículo
Lina María Gaviria Orjuela
Jefa de Proyecto de la Plataforma de Vehículo ConectadoDirección General de Tráfico
email: lgaviria@dgt.es
LinkedIn: Lina María Gaviria Orjuela
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RESUMEN
Primer proyecto que desarrolla la conectividad basada en la ciudad y el vehículo a través de la nube. La plataforma DGT 3.0 es responsable de recibir la información semafórica y topológica de los cruces, procesarla y ponerla a disposición de los fabricantes y operadores de servicio público, que reciben mensajes de estado de los semáforos, sus cambios de fase e información topológica. Estos a su vez, ofrecerán a los vehículos de forma individualizada, información en tiempo real, mejorarán la experiencia de la conducción en aras de una mayor seguridad vial y movilidad, además de optimizar la planificación de rutas y operativa del servicio público.
ABSTRACT
This is the first project of its type to develop city and vehicle based connectivity through the cloud. The DGT 3.0 platform receives traffic light and topological information from crossroads, processes it and makes it available to manufacturers and public service operators, who in turn receive status messages from the traffic lights, information about their phase changes and other topological information. This data exchange will provide vehicles with real-time information, improve driving experience for better road safety and mobility, and improve route planning and public service operations.
La Dirección General de Tráfico pone en marcha la plataforma de vehículo conectado DGT 3.0 con el objetivo de alcanzar una movilidad segura y sostenible. Esta plataforma permite a los distintos actores que intervienen en la circulación, estar conectados en tiempo real de forma anonimizada, tanto para proveer información, como para ser notificados de situaciones de peligro o información útil para sus desplazamientos. En este contexto se incluye como uno de los casos de uso a desarrollar la información semafórica dentro de un total de 15 que se llevarán a cabo hasta 2022.
Figura 1. Esquema de conexión entre las partes.
El caso de uso de información semafórica pone a disposición de todos los usuarios conectados a DGT 3.0, los cambios de fase y la topología de los cruces en tiempo real a través de un servidor MQTT (fase) y API Rest (topología).
Figura 2. Esquema de conexión entre plataformas.
Los servicios que implementan esta arquitectura permiten el intercambio de datos de forma síncrona y asíncrona. Los primeros se utilizarán para el envío de información estática afectada por pocos cambios, un ejemplo de ella es la relacionada con la topología de los cruces. Los segundos son necesarios para el envío de información dinámica, relacionada con el estado de los cruces y cambios de fase de los semáforos
Se identifican los siguientes tipos de mensajes:
• Topología y geometría de los cruces, con la ubicación e identificación de los semáforos implicados y las geometrías de los carriles afectados (síncrono).
• Cambios en la topología (asíncrono).
• Solicitudes de topología (síncrono).
• Cambios de fase de los semáforos. Se entiende por cambio de fase, los cambios de color de estos, incluyendo los instantes absolutos en los que se producen. (asíncrono).
• Incidencias en el estado de los reguladores. Se entiende por cambio de estado, el cambio en el funcionamiento de estos. (asíncrono).
Figura 3. Descripción del Caso de Uso. Fuente: DGT.
Los mensajes de topología y cambio de fase, se basan en la medida de lo posible en la terminología del estándar MAPEM y SPATEM (ETSI TS 103 301, basada en ISO/TS 19091). Con la finalidad de establecer un formato único de recepción de información para toda España, se está trabajando con diferentes fabricantes para establecer una definición única del contenido del mensaje de topología.
Para aumentar la velocidad de cálculo y reducir de esta manera las latencias del sistema, los mensajes se recubren del índice GeoHash [I] para optimizar la búsqueda de la información. Esto permite recibir de cualquier parte de España la información semafórica utilizando una cuadrícula de localización y responder de manera más eficiente a la consulta por parte de los servidores de los fabricantes consumidores.
El formato elegido para la transmisión de los mensajes, tanto SPATEM como MAPEM, es JSON, por ser más pequeños que los XML tradicionales. El esquema de mensaje (JSONSchema) de estos se encuentra descrito en detalle en la documentación del proyecto [II] y [III] En el caso de la información semafórica de Vigo, se ha utilizado el formato ASN.1 codificado para el mensaje SPATEM. Este formato de mensaje presenta la ventaja de ser consumido directamente por el vehículo, al ser compatible con las especificaciones C-ITS, eliminando los procesos de parseo del JSON.
En noviembre de 2019 se llevaron a cabo pruebas de envío y recepción de la información por parte de un vehículo SEAT en la calle Balmes de la ciudad de Barcelona. Dichas pruebas demostraron el correcto funcionamiento del sistema con unos ratios de latencia muy bajos <300 ms. El vehículo recibió a lo largo del recorrido entre la calle de la Diputación y la calle de Mallorca, en tiempo real, mediante tecnología celular 3G y 4G.
La experiencia de usuario dentro del vehículo permite la visualización en la pantalla de la velocidad adecuada para alcanzar, dentro de los límites de velocidad, la fase verde del semáforo y proponiéndole de esta manera al conductor una velocidad óptima de circulación.
Foto 1. Captura vídeo SEAT. Conexión con DGT 3.0.
Actualmente la plataforma trabaja por la recepción de la información semafórica con diferentes ayuntamientos, como Vigo, Málaga o Barcelona entre otros, esperando que se sumen a esta iniciativa más entidades locales de toda España.
Conclusiones
La obtención de esta información en tiempo real, permitirá la implantación de los sistemas cooperativos C-ITS denominados servicios del día 1, [IV] entre los que se encuentra el sistema GLOSA (Green Light Optimum Speed Advisory). El sistema permite al conductor adaptar la velocidad del vehículo con el fin de atravesar el siguiente semáforo durante la fase verde. Esto significa menores tiempos de parada y aceleraciones innecesarias, por tanto se traduce en un ahorro de combustible y emisiones CO2. De hecho, estudios realizados en proyectos donde se ha implementado el sistema GLOSA, demuestran que se podrían llegar a reducir en un 13 % las emisiones de CO2 [V].
El desarrollo de este caso de uso y los demás previstos en la plataforma DGT 3.0, como la difusión de alertas procedentes de los sensores de los propios vehículos, la integración de la luz de premergencia V-16, la información de obras en carretera en tiempo real y otras incidencias, ayudarán a alcanzar el objetivo Visión Cero para 2050 y a medio plazo reducir a la mitad los fallecidos en accidentes de tráfico para 2030. La información de incidencias en tiempo real dentro el propio vehículo, facilitará la toma de decisiones de los conductores, el preaviso con mayor antelación y la reducción de las áreas de congestión.
VÍdeo SEAT explicando la conexión de los semáforos con DGT 3.0.
Referencias
[I] https://www.researchgate.net/publication/334416267_Algorithm_and_architecture_for_the_generation_and_mobile_high-
[II] 20190609 Propuesta de diseño de interfaces para información de topología.pdf
[III] 20190520 Definición de protocolos e interfaces, para la recogida y distribución de información semafórica v.0.5.
[IV] Estrategia europea sobre los sistemas de transporte inteligentes cooperativos, un hito hacia la movilidad cooperativa, conectada y automatizada, COM(2016) 766 final.
[V] Energy Consumption and Autonomous Driving, A Green Light Optimal Speed Advisor dor Reduce CO2 Emissions, septiembre 2016, Benazouz Bradai, A Garnault, V. Picron, Philippe Gougeon.