Cintillo Institucional

Proyecto Locti

Versión 1

Investigación y desarrollo para la implementación del Sistema de monitorio y control de tráfico vehicular, donde se incluye el software de administración, el modelado y simulación, y el hardware de los controladores lógicos, con control distribuido para gestionar el tráfico en el área metropolitana del estado Mérida.

1. Definir una metodología de desarrollo de software para un sistema de monitoreo de tráfico vehicular, para el área metropolitana de la ciudad de Mérida.

2. Investigar, implementar y validar modelos del tráfico de la ciudad que predigan el estado de tráfico en diversos escenarios (paso de ambulancias, accidentes, entre otros).

3. Desarrollar un simulador con el modelo de la ciudad para la optimización de la algoritmia de los controladores de luces semafóricas.

4. Desarrollar equipos de detección de vehículos que alimenten al sistema con el estado del flujo vehicular, incluyendo sistema de muestreo de hardware tradicional (lazos inductivo).

5. Diseñar un controlador lógico programable de luces semafóricas, con respaldo de energía, capaz de intercambiar información con semáforos vecinos y adquirir datos de detectores de vehículos aledaños para conformar una red con control distribuido.

6. Realizar un informe bajo la concepción y políticas del conocimiento libre, donde se muestre la metodología, el diseño y la construcción del sistema. Así como los datos correspondientes a la validación respecto a los estados de tráfico vehicular, antes y después de llegarse a implementar el sistema.

Proyecto Locti

Versión 2

Investigación y Desarrollo de un sistema de control y monitoreo de tráfico vehicular empleando controladores lógicos, con control distribuido para gestionar el tráfico en el área metropolitana del estado Mérida.

1. Definir una metodología de desarrollo de software para un sistema de monitoreo de tráfico vehicular, para el área metropolitana de la ciudad de Mérida.

2. Investigar, implementar y validar modelos del tráfico de la ciudad que predigan el estado de tráfico en diversos escenarios (paso de ambulancias, accidentes, entre otros).

3. Desarrollar un simulador con el modelo de la ciudad para optimizar la algoritmia de los controladores avanzados de luces semafóricas.

4. Estudiar sistemas de control de tráfico exitosos a nivel mundial. Comparar sistemas de control, ventajas y desventajas. Características básicas a implementa.

5. Articular esfuerzos con redes y proyectos locales en el área para difusión e implantación de estos sistemas. Contactar con los actores involucrados en el área. Conformar redes sociales alrededor del tema.6. Desarrollar los algoritmos para los sistemas distribuidos. Estudio, selección e implementación de algoritmos para sistemas distribuidos. Sistema computacional programado.

7. Determinar requerimientos y estrategias para desarrollar equipos controladores de tráfico. Definir características y equipos a desarrollar. Trabajo organizado y bajo los lapsos de tiempo especificado.

8. Desarrollar y probar prototipos de control inteligente de tráfico. Desarrollar y probar prototipo de hardware y software para el control de tráfico.

9. Diseñar la algoritmia de los controladores de tráfico a partir de los resultados obtenidos en la simulación del modelo de la ciudad.

10. Desarrollar equipos de detección de vehículos, con el uso de sensores y tecnologías de bajo costo, para alimentar a los controladores y al sistema con el estado del flujo vehicular.

11. Realizar un informe bajo la concepción y políticas del conocimiento libre, donde se muestre la metodología, el diseño y la construcción del sistema. Así como los datos correspondientes a la validación respecto a los estados de tráfico vehicular, antes y después de llegarse a implementar el sistema.

6 Desarrollo en Hardware

De acuerdo al esquema desarrollado para el sistema TRAFVIN, la tecnología física (hardware) que conforma la capa de Tecnologías de Información en Transporte se clasifica en tres grandes áreas: los controladores lógicos (semáforos), los detectores de vehículos (medidores de flujo vehicular) y el sistema de comunicación que enlaza todos los equipos que entre sí en dicha capa y con el sistema central de monitoreo y control.

6.1 Controlador lógico (semáforo)

La arquitectura que se ha desarrollado en las ciudades emplea al semáforo como elemento de control del tráfico automotor. Gran parte de un sistema de monitoreo y control planteado estará conformado por dichos controladores con capacidades de computo -para la toma de decisiones autónomas- que les permitan procesar datos suministrado por los detectores de vehículos y por el estado de los semáforos vecinos, con el fin de lograr la sincronización y los intervalos de tiempo que permita mayor fluidez. La interacción entre semáforos será entre intersecciones contiguas, de forma tal que se le de prioridad a las vías de mayor flujo determinadas en la simulación, además, contarán con la algoritmia básica -lapsos de tiempo- diseña y optimizada a partir, igualmente, del comportamiento observado en la simulación del modelo de la ciudad, ajustada considerando los diferentes momentos del día, diferentes días de la semana y eventos especiales como el transito de ambulancias. El diseño de los controladores está planteado para ser re-programables a distancia, desde la central del sistema, donde los registros del flujo vehicular, históricos de eventos especiales y el estudio estadísticos de dichos datos permitan mejorar la algoritmia de los semáforos. Lograr que los semáforos tomen decisiones requiere alimentarlos con información del estado de tráfico a través de varias entradas. Unas entradas leerán datos de los medidores de flujo en las vías circundantes, y otras adquirirán el estado de los controladores vecinos, logrando su sincronización. También contarán con varias salidas, las necesarias para el control de la señalización (luces) propias de un semáforo y otra para comunicarse con los semáforos vecinos y con el recolector de datos de la zona, encargado de transferir la información a la central.

Una de las fortalezas del proyecto, es la existencia de empresas con experiencia en la fabricación de semáforos en Venezuela. En particular, Mérida donde se ubica Cenditel, cuenta con dos compañías, Sisstro[1] y Semavenca[2], empresas líderes en el diseño y fabricación de semáforos, con calidad de exportación. El proyecto abre un panorama de fortalecimiento del aparato productivo del país, impulsando el desarrollo e investigación mediante la fabricación de la mayor cantidad de equipos posible, involucrados en todo el sistema.

6.2 Medición de flujo vehicular

Los controladores tendrán la capacidad de realizar ajustes en los intervalos de tiempo de las luces de acuerdo al estado del tráfico cada instante, suministrado por los detectores de vehículos, de diferente naturaleza, ubicados en sitios estratégicos determinados por la simulación del tráfico de la ciudad. Un aspecto importante de emplear un modelo de la ciudad es que a través de la simulación del tráfico se prescindirá de muchos sensores, disminuyendo costos de instalación y mantenimiento. Los datos de flujo se transportarán al sistema central para ser almacenados en registros, los cuales al ser procesados estadísticamente ayudará a efectuar modificaciones en la algoritmia de los semáforos acorde a los cambios de infraestructura (nuevos edificios, centros comerciales, vías, etc), aumento del parque automotor, cambio cultural de los conductores y peatones entre otros. Los detectores permitirán a los controladores conocer el estado del flujo en la intersección correspondiente, diferenciando estados del tráfico, como la congestión, y sumado a la información del estado de los controladores vecinos, cada semáforo hará ajustes de forma autónoma, pero coordinada, en los tiempos de luces con el objeto de aumentar la fluidez de vehículos en las vías importantes o descongestionar según sea el caso.

El reconocimiento del estado de tráfico se realiza empleando equipos de detección vehicular basados en sensores que emplean distintos principios físicos, entre los mas usados se encuentran: detectores magnéticos (lazos inductivos), detectores infrarrojos (pasivos y activos), detectores de microondas (usan el principio del radar), detectores a través de video (procesamiento digital de imágenes), y detectores de ultrasonido (similares a los infrarrojos activos) [3].

Entre las tecnologías citadas en el párrafo anterior la detección con imágenes de video presenta altas prestaciones, ya que puede recopilar datos de volumen, velocidad, presencia, ocupancia, densidad, longitud de cola, tiempo de detención, espaciamiento temporal, movimientos de virajes, aceleración, cambios de carril y clasificación vehicular [4]. Desde Cenditel se ha creado una línea de investigación en procesamiento de imágenes, y en busca de fortalecer las capacidades en dicha área se está gestionando un convenio con el CIDA (Centro de Investigaciones de Astronomía), quienes por la natura de su trabajo -procesamiento de imágenes adquiridas con telescopio- tienen gran experiencia comprobada, como evidencia el trabajo realizado en fotogrametría al fabricar junto con el FII (Fundación Instituto de Ingeniería) un equipo llamado Guacamaya[5], para la captura de fotografías aéreas georeferenciadas. Otra institución con experiencia en el área, y ubicada en el estado Mérida, es la Universidad de Los Andes, la cual cuenta con profesores doctorados en procesamiento digital de señales, con trabajos en procesamiento de imágenes aplicada al reconocimiento de vehículos [6].

Otra área de desarrollo emprendida en Cenditel comprende la detección de vehículos mediante lazos inductivos. El desarrollo se ha dividido en dos módulos, que se encuentran en etapa diseño y prueba. El primer módulo trata la fabricación del lazo inductivo, la fuente de corriente y el medidor de frecuencia. Las pruebas del lazo inductivo se realizan en la calibración del frecuencímetro para detectar la velocidad y tipo de vehículo. El segundo módulo se encarga de recolectar y transmitir los datos del lazo inductivo. El desarrollo del recolector (ver figura 6.2) se ha implementado con el kit de desarrollo Arduino Diecimila[7] -es un diseño de hardware libre- bajo linux y empleando software libre. Las pruebas de campo se han realizado con el uso de laser-fotodiodo para recoger el conteo del flujo vehicular, en función obtener datos para validar los modelos en estudio.

Figura 6.2: contador de vehículos implementado con un Arduino Diecimila, láser y fotodiodo.

6.3 Sistema de comunicación

Wifi, Wimax, PLC, ADSL, 1xEV-DO.

[1] Grupo Sisstro. http://www.sisstro.com

[2] Semáforos de Venezuela, C.A. (Semavenca). http://www.semavenca.com

[3] Frías, Heriberto. Enero 2008. Detectores elevados de datos de tránsito. INGETRA, México.http://www.tyssatransito.com/

[4] Econolite Control Products, Inc. http://www.econolite.com.

[5] Grupo de Adquisición con CÁmara Multiespectral Automatizada Y Aerotransportada. http://www.cida.ve/cida_home/index.php?option=com_content&view=article&id=251&Itemid=179

[6] López Garnica, Herná. Noviembre 2002. Utilización de una Cámara Digital para la Detección Vehicular en Intersecciones Semaforizadas Actuadas. Universidad de Los Andes, Facultad de Ingeniería, Ingeniería Eléctrica.

[7] Arduino. http://www.arduino.cc/

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