UNIVERSIDAD ALAS PERUANAS FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES TRABAJO ACADÉMICO TECNOLOGÍAS EN DESARROLLO DOCENTE ING. JULIO CESAR CERNAQUE VERA PRESENTADO POR PURIZACA FIESTAS, TEODORO ALBERTO CURSO CONECTIVIDAD Y TRANSMISIÓN DE DATOS LIMA – PERÚ JULIO - 2021 1 INTRODUCCION Las recientes innovaciones de la electrónica, la informática y las tecnologías de la información y la comunicación (TIC) han propiciado, de una parte, un crecimiento exponencial de la capacidad material de procesamiento de los sistemas de tratamiento de información y, de otra parte, han permitido la miniaturización de microprocesadores que son empleados como sensores para la captación de datos. Todo acompañado, en paralelo, de una gradual reducción sustancial de los costes de fabricación y comercialización de dicho hardware. Estas invenciones, además, se construyen y amplifican mutuamente en una convergencia de tecnologías a través de los mundos físico y digital. Por otro lado, el proceso continuo de expansión de Internet y gestación de nuevas tecnologías, servicios y plataformas ha permitido la emergencia del fenómeno conocido como «Internet de las Cosas» (Internet of Things, habitualmente denominado por sus siglas inglesas IoT), que supone la evolución de Internet desde una red de ordenadores interconectados hasta una red de objetos interconexionados. El IoT ha sido llamado por voces cualificadas a ser uno de los agentes de la «cuarta revolución industrial», la Industria 4.0, junto con la inteligencia artificial, la robótica, la impresión 3D y 4D, la nanotecnología, la biotecnología o la ciencia de los materiales, sistemas inteligentes de transportes, big data, por nombrar algunos de sus motores fundamentales. 2 TABLA DE CONTENIDOS INTRODUCCION .................................................................................................................. 2 TABLA DE CONTENIDOS ................................................................................................... 3 INDICE DE FIGURAS ........................................................................................................... 3 INDICE DE TABLAS ................................................................. ¡Error! Marcador no definido. I. MARCO TEÓRICO. ....................................................................................................... 5 1.1. Internet de las Cosas (IoT) ................................................................................... 5 1.2. Big Data. ................................................................................................................ 6 1.3. Sistema Inteligentes de Transportes. .................................................................. 8 1.3.1. Beneficios de los Sistemas Inteligentes de Transportes. ........................... 9 1.3.2. Categorías de los ITS. ................................................................................... 9 1.4. II. Inteligencia Artificial. .......................................................................................... 11 PROYECTOS CON TECNOLOGÍAS EN DESARROLLO. .......................................... 14 2.1. Propuesta de Proyecto. ...................................................................................... 15 2.1.1. Objetivo. ....................................................................................................... 15 2.1.2. Problemática. ............................................................................................... 15 2.1.3. Ubicación. .................................................................................................... 16 2.1.4. Elementos críticos: ...................................................................................... 17 2.1.5. Mejoras tecnológicas propuestas: ............................................................. 17 2.1.6. Equipos Tecnológicos requeridos en las vias para ITS. ........................... 18 2.1.7. Funcionamiento: .......................................................................................... 26 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES. ..................................................................... 27 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. .................................................................................. 28 INDICE DE FIGURAS Figura 1. Internet de las cosas - IoT.................................................................................................. 5 Figura 2. El Big Data............................................................................................................................ 7 Figura 3. Diagrama de los Sistemas Inteligentes de Transportes ................................................ 8 Figura 4. Sistemas Inteligentes de Transporte .............................................................................. 11 Figura 5. Inteligencia Artificial - IA ................................................................................................... 12 3 Figura 6. Deep Blue vs Gary Kasparov .......................................................................................... 12 Figura 7. Relación entre IoT, Big Data e IA ................................................................................... 14 Figura 8. GPS Vehicular ................................................................................................................... 18 Figura 9. Sistema de alimentación híbrida ..................................................................................... 19 Figura 10. Servidores ITS ................................................................................................................. 20 Figura 11. Estaciones de trabajo ..................................................................................................... 20 Figura 12. Medios físicos de comunicaciones ............................................................................... 21 Figura 13. Tecnologías inalámbricas en los ITS ........................................................................... 21 Figura 14. Espiras electromagnéticas para conteo de vehículos ............................................... 22 Figura 15. Detección de volumen de tráfico por cámaras ........................................................... 22 Figura 16. Medidor de Velocidad ..................................................................................................... 23 Figura 17. Estación meteorológica vial ........................................................................................... 23 Figura 18. Cámara LPR .................................................................................................................... 24 Figura 19. Cámaras Fijas .................................................................................................................. 25 Figura 20. Señales de mensajería variable.................................................................................... 25 4 I. MARCO TEÓRICO. 1.1. Internet de las Cosas (IoT) Internet de las cosas (IOT) se denomina al concepto de la interconexión de cualquier cosa o dispositivo cotidiano mediante un protocolo estándar a internet, el cual pueda ser controlado o monitoreado de forma remota desde cualquier lado, permitiendo de esta manera que las “cosas” puedan estar conectadas intercambiando datos sin intervención humana. Estos dispositivos y sensores se pueden agregar a cualquier otro objeto sobre el cual se quiera obtener algún tipo de información, monitoreo o control, convirtiéndolo a éste, en parte del ecosistema de Internet de las cosas y extendiendo de esta manera Internet al mundo real. El poder capturar los datos, provenientes de los sensores de los objetos conectados, y analizarlos generan el verdadero valor de IoT. La capacidad de reunir este volumen de datos hace que el IoT pueda aportar beneficios considerables a las personas, empresas y a la sociedad. Figura 1. Internet de las cosas - IoT La Internet de las Cosas busca que todos los objetos con los cuales interactuamos y que existen en nuestro planeta, tengan una dirección IP (Protocolo de Internet) para que puedan generar información y transferir datos mediante la red, sin la intervención de los seres humanos o de la interacción personas-computadoras. 5 Esa autonomía e independencia es ya un cambio importante porque implica la interrelación de máquinas mecánicas y digitales, de objetos, de animales y de personas, mediante sistemas operativos de computación de muy alta velocidad, de carácter móvil y de transmisión simultánea que permitan tomar decisiones en tiempo real para resolver problemas concretos La conexión de todos los dispositivos se realiza a través de señales de radio de baja potencia, no necesitando ni Wifi, ni bluetooth, lo cual significará la “digitalización del mundo físico”. De modo que lo real y lo digital serán uno y la actual Internet de las personas y los datos dará paso a Internet de las Cosas. Se intenta que la interconexión de los objetos sea global, lo cual dará lugar a una masa muy grande de datos que se procesará en al “nube”, y aunque el procesamiento de grandes volúmenes de información es de vieja data y corresponde a un proceso histórico y evolutivo, ya que cada tipo de sociedad ha desarrollado sus sistemas de procesamiento y almacenamiento de la información 1.2. Big Data. El Big Data viene a ser una consecuencia de la conexión a Internet de todas las cosas del mundo, lo cual da lugar a una especie de “sistema nervioso central”. El objetivo del Big Data es convertir los grandes datos en información contextualizada, luego en conocimiento (para qué utilizarlos) y finalmente en sabiduría (el porqué de su uso). Para lograr eso, se requieren de empresas que procesen, clasifiquen y distribuyan esos datos mediante servicios inteligentes, que serán centrales y estratégicos. Los Macrodatos o el Big Data hace referencia a esa gran cantidad de datos que están generando las conexiones globales, que por su volumen, complejidad y velocidad no pueden ser capturados, administrados y procesados por los softwares convencionales (paquetes de visualización, bases de datos relacionales o estadísticas clásicas) en tiempo razonable, ya que se requiere una velocidad de respuesta que haga posible disponer de una información concreta en el momento preciso. El Big Data contempla una variedad infinita de datos y de distinta naturaleza, tales como: 6 a. Los estructurados, que tienen longitud y fecha y pueden ser almacenados en tablas (censos, encuestas, transacciones bancarias, compras en línea). b. Los semi-estructurados que poseen organización interna pero no son datos relacionales (software, hojas de cálculo e informes). c. Los no estructurados, los cuales carecen de formato determinado y no pueden ser almacenados en tablas (foros, redes sociales, documentos de Word en formato texto o en imágenes, audio y vídeo) Figura 2. El Big Data El Big Data se puede definir y diferenciar de los flujos de información tradicionales por las siguientes características, denominadas por los expertos como las 5Vs del Big Data: ▪ El volumen, que es tan alto que supera la capacidad de gestión de un software normal, y se mide ya no en Gigabytes sino en Terabytes o Petabytes. ▪ La variedad, ya que proviene de otras fuentes de datos, como dispositivos electrónicos, sensores y redes sociales. ▪ La velocidad, que es muy alta para hacer posible recibir y procesar datos en tiempo real y tomar decisiones (evitar fraudes electrónicos, hacer ofertas personalizadas a los usuarios). 7 ▪ La veracidad, porque los datos son de alta calidad, de gran confiabilidad y deben eliminar lo imprevisible para ahorrar tiempo y economía. ▪ El valor agregado, que es mayor para los negocios. Se debe saber que dato analizar para los clientes y usuarios. Aparece así un nuevo profesional “el científico del dato”, con un alto perfil tecnológico, científico y con visión de negocios. 1.3. Sistema Inteligentes de Transportes. Los Sistemas Inteligentes de Transporte o ITS (Intelligent Transport Systems) se definen como la integración de un conjunto de tecnologías basadas en la telemática (telecomunicaciones e informática) que resuelven problemas de transporte y movilidad, aumentando la eficiencia y seguridad del transporte. Mediante el uso de este tipo de sistemas, puede lograrse un ahorro en los tiempos y costos de viaje, disminuir los accidentes de tránsito, e incluso disminuir la contaminación del medio ambiente. En un ITS convergen tecnología e información, permitiendo el manejo del tráfico desde un centro de gestión y basado en los dispositivos de adquisición como estaciones meteorológicas, anemómetros, detectores de infrarrojos, análisis de imágenes y detectores vehiculares magnéticos. Igualmente permite llevar la información en tiempo real a los ciudadanos por medio de vallas luminosas, paneles de información dinámica, etc. En definitiva, los Sistemas Inteligentes de Transporte, se refieren a la integración de la infraestructura tecnológica, sistemas informativos y de telecomunicaciones al servicio de los procesos involucrados en el transporte, incluyendo todas sus modalidades: Transporte por carretera, Terrestre ferroviario, Aéreo, Marítimo y Fluvial. Figura 3. Diagrama de los Sistemas Inteligentes de Transportes 8 1.3.1. Beneficios de los Sistemas Inteligentes de Transportes. Las soluciones tradicionales de creación de nuevas infraestructuras, frecuentemente tienen altos costos de capital. Sin embargo, sus costos operacionales y de mantenimiento son relativamente pequeños y no han sufrido modificaciones en varios años. Por otra parte, los ITS están basados en sistemas computacionales y se diferencian ampliamente de las soluciones tradicionales, ya que tienen un bajo coste de inversión y generan importantes beneficios tales como: ▪ Transportes más eficientes y seguros. ▪ Simplificación del transporte público por la disponibilidad de información en tiempo real acerca del servicio. ▪ Asistencia en la definición de la ruta hacia un destino, y cambio de ruta en los casos de incidentes en el camino definido. ▪ Valor agregado en la gestión del tráfico como resultado del aumento de información y mejora en la toma de decisiones por parte del usuario al momento de planificar su recorrido. ▪ Reducción del número de accidentes mediante el aumento de información a los conductores acerca de las condiciones de las rutas. ▪ Mejora en la seguridad de pasajeros y empleados del transporte público, agregando canales de comunicación, CCTV y mejorando la disponibilidad de información. ▪ Monitoreo y evaluación de la eficiencia de circulación mediante la recolección automática y el análisis de información. ▪ Reducción de los efectos de contaminación de vehículos a través de la mejora en gestión del tráfico. ▪ Integración de diferentes sistemas, compartiendo la información y coordinando estrategias entre diferentes organizaciones. 1.3.2. Categorías de los ITS. De acuerdo con ITS América, los Sistemas Inteligentes de Transporte (ITS) se clasifican en cinco (05) áreas funcionales: a. ADVANCE TRAFFIC MANAGMENT SYSTEMS (ATMS). Sistemas Avanzados de Gestión del Tráfico. Estos se encargan de detectar las diversas situaciones en el que se encuentra el tráfico de una 9 determinada área y transmite estos datos al centro de control a través de redes de comunicaciones y, luego desarrolla estrategias de control del tráfico mediante la combinación de todos los tipos de información de tráfico. Por otra parte, ATMS hace uso de instalaciones para controlar el tráfico y transmite la información a los conductores y los departamentos relacionados, implementando de esta forma medidas de gestión del tráfico, tales como la medición de la rampa, control de señales, control de velocidad, gestión de incidentes, peajes electrónicos y control de la alta ocupación de vehículos. b. ADVANCED TRAVELER INFORMATION SYSTEMS (ATIS). Sistemas Avanzados de Información para Pasajeros. Estos sistemas hacen uso de tecnologías de comunicación avanzadas, las cuales permiten que los usuarios tengan acceso a la información de las vías y/o carreteras en tiempo real, en el automóvil, en la casa, en la oficina o al aire libre, convirtiéndose esta herramienta como la referencia a la hora de elegir modos de transporte, viajes y rutas de viaje. Este tipo de sistemas incluye principalmente señales intercambiables de mensajes, radio asesor de carretera (HAR), sistemas de georreferenciación satelital (GPS), conexión a Internet, teléfono, fax, televisión por cable y móviles. c. ADVANCED VEHICLE CONTROL SYSTEMS (AVCSS). Sistemas Avanzados de Control y Seguridad de Vehículos. Estos sistemas aplican tecnologías avanzadas en vehículos y carreteras, y ayudan a los conductores a controlar sus vehículos con el fin de reducir accidentes y mejorar la seguridad del tráfico. El AVCSS incluye principalmente mecanismos de alerta y control anti-colisión, asistencia al conductor, control lateral y longitudinal automático y los planes a largo plazo de la conducción automática y de sistemas automáticos de carreteras. d. COMERCIAL VEHICULE OPERATIONS (CVO): Operaciones de Vehículos Comerciales. CVO aplica tecnología de ATMS, ATIS, y AVCSS en la operación de vehículos comerciales, tales como camiones, buses, ambulancias y taxis con el fin de mejorar la eficiencia y la seguridad. El sistema incluye principalmente el control automático de vehículos, la gestión de la flota, equipos de programación y pago 10 electrónico. e. ADVANCED PUBLIC TRANSPORTATION SYSTEMS (APTS). Sistemas Avanzados de Transporte Público. APTS aplica la tecnología de ATMS, ATIS y AVCSS en el transporte público. Estos sistemas incluyen principalmente vigilancia automática de vehículos, VPS, equipos de programación y boletos electrónicos. Figura 4. Sistemas Inteligentes de Transporte 1.4. Inteligencia Artificial. Buscar que los computadores tengan una inteligencia de tipo humana, ha sido el sueño de muchos expertos desde los inicios de la era de la computación. Si bien el termino fue acuñado en el año 1956, sus ideas de origen estaban por los años 1940, siendo propuesto por Alain Turing en el año 1950 en su paper “Computing Machinery and Intelligence” En las décadas posteriores, el campo de la Inteligencia Artificial (IA) sufrió altas y bajas, debido a que algunos planteamientos eran muy difíciles de probar y otros insuperables debido a la tecnología de la época. Es posterior a los años 1990 donde las investigaciones se aceleran, progresan e investigadores se orientan a aplicaciones 11 de IA a problemas del mundo real como el reconocimiento de imágenes y diagnósticos médicos. Figura 5. Inteligencia Artificial - IA Un hito importante de esa época fue la victoria de la computadora IBM Deep Blue que le ganó jugando ajedrez al campeón mundial Gary Kasparov en el año 1997. Otros eventos importantes fueron el evento DARPA´s CALO (Cognitive Agent that learns and Organizes) que produjo el Apple Inc.´s Siri , la victoria del computador IBM Watson en el concurso de preguntas y respuestas de TV americana llamado “Jeopardy”, y el éxito de un carro autodirigido en la competencia del DARPA Grand Challenge en los años 2000. Figura 6. Deep Blue vs Gary Kasparov 12 La ola de progreso para IA surge alrededor de los años 2010, impulsados por factores construidos unos sobre otros: la disponibilidad de Big Data a partir de fuentes de información que incluyen el e-commerce, negocios, datos de redes sociales, ciencia y el gobierno ; los cuales proveen la materia prima para la mejora de algoritmos y enfoques de lo denominado machine learning ( máquinas de aprendizaje automático ), que a su vez se beneficiaba de computadores de cada vez mayor potencia de capacidad de procesamiento. ¿Pero qué es Inteligencia Artificial? No existe una definición simple de IA que sea aceptada por todas las personas que tengan relación con el tema. Algunos lo definen muy ligeramente como “sistemas que tienen un comportamiento que es comúnmente pensado como inteligente” y otros como un sistema capaz de resolver racionalmente problemas complejos o tomar acciones de importancia, para lograr sus objetivos en circunstancias del mundo real en que se encuentre. Otros expertos lo clasifican según la característica del problema y su solución: • Sistemas que piensan como humanos (Arquitecturas cognitivas y redes neuronales) • Sistemas que actúan como humanos (Razonamiento automático, Aprendizaje) • Sistemas que piensan racionalmente (Inferencias, Soluciones Lógicas, Optimización) • Sistemas que actúan racionalmente (Agentes con software inteligentes, Robots) Otro investigador Frank Chen describe la IA en cinco categorías: ▪ Razonamiento lógico ▪ Representación del conocimiento ▪ Planeamiento y navegación ▪ Procesamiento de lenguaje natural ▪ Percepción La diversidad de problemas y soluciones de IA, y su búsqueda humana de medir su performance y la exactitud de los algoritmos que utiliza, dificultan una distinción clara 13 entre lo que constituye IA y lo que no. Un ejemplo de esto, es que por ejemplo muchas técnicas y algoritmos usados para procesar grandes volúmenes de datos fueron desarrollados por investigadores de IA; y ahora son conocidos como sistemas de Big Data. II. PROYECTOS CON TECNOLOGÍAS EN DESARROLLO. Como se ha mencionado anteriormente, Internet de las Cosas, el Big Data y la Inteligencia Artificial se compenetran perfectamente, ya que una de las consecuencias de la llegada del IoT es la generación de muchos datos que son analizados a través de la tecnología Big Data con el fin de ofrecer mejores servicios ante el usuario. Figura 7. Relación entre IoT, Big Data e IA Respecto al uso de Inteligencia Artificial en proyectos IoT, se prevé que cada vez se incluirá IA en los planes debido a que ofrece mejorar la eficiencia operativa y la gestión del riesgo. Por eso, una alianza entre Internet de las Cosas y la Inteligencia Artificial ayudará a las empresas a gestionar los miles de millones de datos que recolectan, a través del Big Data, de manera efectiva. 14 El Internet de las Cosas posibilita crear redes o sistemas inteligentes de transporte, es un hecho que cada día resulta más común. Gracias a la conexión de diferentes elementos de una ciudad es posible manejar el tráfico de manera más eficaz, detectar nodos de transporte sobrecargados, calcular rutas óptimas en tiempo real y enviarte toda esta información a tu smartphone para que puedas elegir la mejor manera de moverte. 2.1. Propuesta de Proyecto. “Implementación de un Sistema Inteligente de Transporte para mejorar el tránsito en la Av. Andrés Avelino Cáceres de la ciudad de Piura” 2.1.1. Objetivo. Se propone implementar un Sistema Inteligente de Transporte en la Av. Andrés Avelino Cáceres entre la calle Vice y Cuarto Puente, de la ciudad de Piura donde se evidencia congestionamiento. 2.1.2. Problemática. La congestión de tránsito ha ido en aumento en gran parte del mundo, desarrollado o no, y todo indica que seguirá agravándose, constituyendo un peligro cierto que se cierne sobre la calidad de vida urbana. Su principal manifestación es la progresiva reducción de las velocidades de circulación, que se traduce en incrementos de tiempos de viaje, de consumo de combustibles, de otros costos de operación y de polución atmosférica, con respecto a un flujo vehicular libre de atochamientos. La congestión es causada principalmente por el uso intensivo del automóvil, cuya propiedad se ha masificado en las últimas décadas en América Latina. El automóvil posee ventajas en términos de facilitar la movilidad personal, y otorgar sensación de seguridad y aún de estatus especialmente en países en vías de desarrollo. Sin embargo, es poco eficiente para el traslado de personas, al punto que cada ocupante produce en las horas punta unas 11 veces la congestión atribuible a cada pasajero de bus. 15 La situación se ve agravada en la región debido a problemas de diseño y conservación en la vialidad de las ciudades, estilo de conducción que no respeta a los demás, defectuosa información sobre las condiciones del tránsito y gestión inapropiada de las autoridades competentes, muchas veces fragmentadas en una multiplicidad de entes. En la ciudad de Piura, se viene presentando una alta congestión de tránsito en la av. Andrés Avelino Cáceres entre la calle Vice y el 4to puente, especialmente en horas puntas y durante días festivos. Existen 4 puntos críticos donde el atascamiento de vehículos es más evidente: Calle Vice, Av. Sullana, Av. Country y Calle San Ramón y al no tener rutas auxiliares bien definidas, hace que el paso de los vehículos sea muy lento. También, de acuerdo a los últimos datos estadísticos es donde hay mas alta tasa de accidentes vehiculares y atropellos. 2.1.3. Ubicación. La propuesta del presente proyecto tiene la siguiente ubicación geográfica: Departamento, Provincia y Distrito de Piura. Avenida Andrés Avelino Cáceres, desde la Calle Vice hasta el Cuarto Puente. Ca. Vice Av. Sullana Av. Country Av. San Ramón 16 2.1.4. Elementos críticos: Como toda implementación tecnológica, los ITS en carretera tienen elementos críticos que pueden afectar la puesta en servicio y operación. La criticidad se debe en gran parte a la gran distancia que las tecnologías tienen de las poblaciones y los servicios que allí se encuentran: o Disponibilidad del fluido eléctrico o Estabilidad del fluido eléctrico o Fabricación e importación de elementos de origen extranjero o Robo de cables y otros elementos o Caída de las telecomunicaciones Los elementos críticos y su nivel de criticidad y medidas de mitigación varían entre proyectos. Se requiere el análisis de riesgos como parte de los estudios y diseños y en caso de ser necesarios los planes de mitigación correspondientes. 2.1.5. Mejoras tecnológicas propuestas: - Implementación de una aplicación de monitoreo en tiempo real del congestionamiento en la avenida, con capacidad de conteo de vehículos y propuestas de rutas de fácil de acceso. - Sistema de posicionamiento global para la localización e identificación de vehículos en la red. El que puede ser utilizado para la aprehensión por exceso de velocidad. - Todos los vehículos deberán tener un chip de identificación. - Sistema de conteo de vehículos en sectores considerados críticos (avenidas antes mencionadas) - Mejora de visión nocturna para la detección oportuna de peatones y ciclistas. - Instalación de estación meteorológica inteligente en tiempo real, con medición de parámetros meteorológicos y niveles de CO2. - Colocación de paneles led electrónicos informativos, que puedan mostrar rutas de acceso ante aglomeraciones en las intersecciones ubicadas en las calles aguas arriba. 17 2.1.6. Equipos Tecnológicos requeridos en las vias para ITS. A. Sistema de Posicionamiento Global. El GPS fue desarrollado originalmente por el Departamento de Defensa (DoD) de Estados Unidos dentro del programa NAVSTAR (NAVigation Satellite Timing And Ranging). Durante años los barcos, aviones y unidades terrestres del Ejército estadounidense hicieron uso exclusivo del sistema dando muestra de una gran utilidad. La comunidad internacional, con el pretexto de la mejora de la seguridad aérea y marítima, llegó a un acuerdo de uso compartido con las Fuerzas armadas, dando lugar en 1995 al uso público del GPS, aunque Estados Unidos estableció como condición la capacidad de alterar la exactitud de las posiciones con motivo de salvaguardar su propia seguridad y de las operaciones militares (algo que solo pone en marcha en lugares de conflicto bélico en determinadas circunstancias y que afecta únicamente a la señal civil). El sistema de posicionamiento por satélite vino a sustituir al viejo sistema LORAN, cuyos satélites daban la posición bajo su cobertura dos veces al día. Otro de los sistemas de posicionamiento, igualmente eficiente, aunque menos conocido, es el desarrollado por la Agencia espacial rusa. Figura 8. GPS Vehicular 18 B. Sistemas de energía para Iluminación. Mantener una iluminación adecuada y constante es un factor importante en los ITS, a pesar de que muchas veces ENOSA, la empresa de distribución de energía en Piura suministra ésta, en muchas ocasiones no es constante provocando zonas oscuras. Por lo tanto, se puede utilizar sistemas de generación de energía solar o eólica. Figura 9. Sistema de alimentación híbrida La fotovoltaica (energía solar) y la energía eólica solo alimentan el sistema, mientras el banco de baterías o sistema de acumulación de energía recibe o entrega energía dependiendo del equilibrio de suministro y demanda eléctrica. C. Sistema de telecomunicaciones. Las telecomunicaciones juegan un rol importante para evitar vulnerabilidades de los ITS, protegiendo las comunicaciones internas mediante uso de Firewall y mecanismos de VPN y encriptación de las comunicaciones. Tenemos equipos de comunicaciones de redes internas, externas propias y no propias: 19 - Servidores. Hay servidores con funcionalidades específicas, como: • Servidores de aplicativos • Servidores de datos • Servidores multipropósito • Servidor de video • Servidor de Comunicaciones Figura 10. Servidores ITS - Estaciones de trabajo. Son los puntos de acceso al sistema durante la operación normal y diaria. Deben ser diseñados de manera ergonómica, contar con una concesión rápida con los servidores y tener especificaciones técnicas que aseguren un trabajo rápido y eficiente. Figura 11. Estaciones de trabajo 20 - Medios de comunicaciones físicos: Son aquellos que utilizan diferentes tipos de cables para realizar conexiones a las redes de telecomunicaciones. Básicamente, se comparan de acuerdo a características como velocidad de transmisión, tipo de transmisión (análoga, digital), alcance, y frecuencia utilizada, entre otros. En las soluciones ITS pueden encontrarse con regularidad cables de par trenzado, coaxial y de fibra óptica (la forma de cada cable puede ser vista en la siguiente ilustración). Figura 12. Medios físicos de comunicaciones - Medios de comunicaciones inalámbricos: Por ejemplo, las microondas hacen parte del espectro electromagnético y usan la radiofrecuencia para la transmisión y recepción de mensajes. A continuación, se describen las tecnologías inalámbricas (ver la siguiente ilustración) que usualmente están presentes en diversas soluciones de ITS. Figura 13. Tecnologías inalámbricas en los ITS 21 D. Periféricos - Espiras electromagnéticas. Las espiras electromagnéticas son una tecnología invasiva para la detección de vehículos, aunque lo que detectan no son vehículos sino la presencia de objetos metálicos que se interpretan como vehículos. Figura 14. Espiras electromagnéticas para conteo de vehículos - Procesamiento de video. Actualmente la tecnología más popular para la detección de volúmenes de tráfico, dado que permite 1) mejor clasificación de diferentes vehículos (por longitud) y 2) más exactitud en la medición de la velocidad de los vehículos. Aparte de eso permite la visualización de las condiciones de tráfico a través de la imagen de video captada, la cual se puede transmitir en vivo hacia el centro de control y operaciones. Figura 15. Detección de volumen de tráfico por cámaras 22 - Medidor de velocidad LIDAR La medición de velocidad puntual con tecnología LIDAR se en la determinación de la distancia desde un emisor láser a un objeto o superficie utilizando un haz láser pulsado. La distancia al objeto se determina midiendo el tiempo de retraso entre la emisión del pulso y su detección a través de la señal reflejada. Figura 16. Medidor de Velocidad - Sensores meteorológicos. Las estaciones meteorológicas informan el estado actual climático en la vía. Dado la relación de las condiciones climáticas con las condiciones de la vía y con eso la seguridad operativa del tráfico en la vía, los sensores meteorológicos son claves para la detección temprana de condiciones adversas. Figura 17. Estación meteorológica vial 23 - Circuito cerrado de televisión. Este sistema permite visualizar directamente el tránsito de la vía, monitoreando su estado en tiempo real, lo cual permite realizar una gestión eficiente del tránsito. A partir del monitoreo es posible minimizar el tiempo de respuesta ante cualquier emergencia o incidente, así como, reducir el posible impacto que dicho incidente sobre el resto de los usuarios de la vía. ▪ Cámaras LPR Cámaras modernas permiten la lectura de matrículas de vehículos a altas velocidades. La particularidad de las cámaras LPR es que no solo hacen la adquisición de imágenes sino también el procesamiento de reconocimiento de matrículas. Para condiciones nocturnas, muchas de la cara LPR cuentan con potentes sistemas iluminación con LED infrarrojos. Figura 18. Cámara LPR ▪ Cámaras fijas y móviles. Cámaras fijas, son cámaras cuya orientación, la distancia focal, enfoque y con eso área de visualización permanece sin cambio. Cámaras móviles, Son cámaras que permiten movimiento de la cámara en los tres ejes mediante un mecanismo PTZ y variación de la distancia focal y enfoque del lente. 24 Figura 19. Cámaras Fijas E. Señales de mensajería variable. La señalización variable permite: ▪ Informar de condiciones y eventos en la vía de manera oportuna (Paneles de mensajera variable) ▪ Manejar el tráfico en condiciones especiales (Señales de velocidad variable) ▪ Educar a los conductores (Señales de retroalimentación a conductores) Figura 20. Señales de mensajería variable 25 2.1.7. Funcionamiento: El funcionamiento de los ITS empieza con la obtención de información directamente en las vías; durante esta etapa se recopilan datos sobre el tráfico o demás información que pueda resultar útil al viajero, como, por ejemplo, información acerca del clima, noticias, consejos de ruta, etc. Para la obtención de esta información, los métodos empleados más comunes son: ▪ Espiras y sensores inductivos ▪ Cámaras de video ▪ Vehículos sonda Posterior a la obtención de información mediante los métodos ya mencionados, se pasa a la etapa de fusión y difusión de datos. En la etapa de fusión de datos, la información obtenida es consolidada y plasmada en una base de datos para su posterior difusión. Durante la difusión de los datos, se toma la información ya recopilada y consolidada y se difunde mediante diversos medios, entre ellos: - Paneles Led electrónicos informativos - Internet. - Aplicativo móvil. - Televisión Una vez la información ha sido difundida, el usuario debe estar en capacidad de recibir esta información para su posterior uso; para esto, los usuarios hacen uso principalmente, de: - Ordenadores - Teléfonos móviles - Receptores de radio. - PCs portátiles. 26 CONCLUSIONES. • Los sistemas inteligentes de transporte (ITS por sus siglas en inglés) hacen que se ahorre tiempo, dinero y vidas, al mismo tiempo que protegen la salud pública y los entornos tanto urbanos como rurales en caso de planificarse e implementarse correctamente. • Los sistemas ITS, garantizan que los conductores cumplan las normas de tránsito, evitando infracciones y muertes. • Con los ITS, se puede monitorear y evaluar la eficiencia de la circulación mediante la recolección automática y análisis de la información. • Se deben tener en cuenta ciertas factores para una correcta implementación de los ITS como son: calidad de energía, ancho de banda eficiente, capacidad de almacenamiento y satélite de telecomunicaciones peruano. 27 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS. Pineda, M. (2018). La Internet de las Cosas, el Big Data y los nuevos problemas de la comunicación en el Siglo XXI. Recuperado el 20 de Junio del 2021. https://revistas.ucm.es/index.php/MESO/article/view/60190/4564456548885 Del Águila, R. (2017). Propuesta de Implementación de un sistema inteligente de transporte para la mejora de las condiciones viales en el tramo de la Panamericana Norte entre Av. Los Alisos y Av. Abancay. Universidad Peruana de Ciencias Aplicadas – Lima, Perú. https://repositorioacademico.upc.edu.pe/bitstream/handle/10757/622505/Garcia_cm.p df?sequence=5&isAllowed=y Lepage, C. (2016). Aplicaciones actuales de la inteligencia artificial y su uso con la tecnología IBM Watson. Universidad Nacional Mayor de San Marcos – Lima, Perú. https://cybertesis.unmsm.edu.pe/bitstream/handle/20.500.12672/7030/Lepage_chc.pdf ?se 28
