Las continuas novedades asociadas a la rápida evolución tecnológica hacen que cada vez se habiliten nuevos usos y aplicaciones en un mayor número de campos. Uno de ellos es el relacionado con las comunicaciones vehiculares y las ITS (Intelligent Transport System), que representan el conjunto de soluciones telemáticas aplicadas a la seguridad y eficiencia en el transporte terrestre. Estos tienen el objetivo de dotar de mayores capacidades de comunicación, posibilitando así el intercambio de datos entre los propios vehículos, o incluso, entre vehículos y otros elementos de la infraestructura de transporte (señales, carreteras, aparcamientos, barreras, etc) para mejorar la seguridad y operativa de la conducción. Así pues, en los últimos años se ha pasado de emplear la tecnología de comunicaciones en los vehículos como un simple complemento informativo o de entretenimiento, a proponer su aplicación hacia objetivos mucho más ambiciosos, entre los que se pueden encontrar la obtención de información y estado en carreteras, la interacción en la marcha de los vehículos para la eficiencia energética, la mejora de la seguridad entre los diferentes usuarios de la vía y por último, la obtención de una mayor cantidad de información del entorno que permita alcanzar un mayor grado de madurez en la conducción autónoma.
En síntesis, la aplicación de la tecnología nos permite mejorar la seguridad de las vías, mediante un mayor control y anticipación a los eventos que se producen, y posibilita además, un uso más eficiente tanto de la propia infraestructura como en materia energética, al poder obtener información que genere una reacción, así como la adaptación al mejor perfil de conducción.
Como siempre ocurre en materia tecnológica, las particularidades que impone un campo de aplicación concreto hacen plantear nuevas necesidades tecnológicas frente a las existentes. Con ello, encontramos nuevas tecnologías y protocolos especialmente diseñados para hacer frente a los requisitos que surgen, acoplándose de mejor forma (presuntamente) a estos. En particular, para comunicaciones vehiculares se trabaja fundamentalmente en DSRC (Dedicated Short Range Communications), que se basa en tecnología WLAN, y C-V2X, que se basa en tecnología 3GPP 5G. Por una parte, DSRC es un estándar más maduro, que ofrece latencias muy bajas para comunicación directa entre equipos y que ya se encuentra implantado en algunos países, pero que adolece de un alcance limitado (aproximadamente 300 metros) y ve perjudicado su rendimiento cuando el escenario presenta obstáculos. En la otra parte C-V2X ofrece una mayor robustez y alcance que DSRC, pero todavía permanece en una fase de estandarización primigenia, además de que puede requerir de una infraestructura de comunicaciones para algunos tipos de aplicaciones que todavía no está totalmente disponible. Además, ambos protocolos incluyen no solo otros complejos requisitos relativos a la capa física, sino que presentan una intrincada y confusa capa de mensajes de aplicación. Esto hace que las nuevas revisiones y mejoras de los protocolos aparezcan tras largos periodos de tiempo, y cuando aparecen, estas puedan no cumplir las expectativas creadas en principio. Esto lleva inexorablemente a que en el momento en el cual estas tecnologías lleguen a ser totalmente maduras, estandarizadas e implantadas, ya estén relativamente «anticuadas» frente a la posible aparición de nuevas soluciones o la imposición de nuevos requisitos. Finalmente, y no por ello menos importante, es la complejidad y el coste que conllevan, y que únicamente pocas empresas y desarrolladores, altamente formados y con los recursos necesarios, puedan acceder a ellas.
Sin embargo, y como también ocurre repetidamente, el sector trata de dar solución a todos los problemas con el uso de estas nuevas tecnologías, cuando de por sí, pueden existir otras soluciones y protocolos que, si bien no estando pensados en principio para este campo, sí puedan adaptarse y emplearse de una forma eficiente para ciertos casos particulares del mismo. Esto abre nuevas posibilidades, ya que permiten usar otras tecnologías, que poseen una mayor madurez de conocimiento, y, sobre todo, un ahorro de costes debido a la mayor difusión en el mercado de las tecnologías. De esta forma, se aprovecha eficientemente los recursos y se facilita su rápida implantación para estas soluciones. Un ejemplo de ello es el empleo de 3G-4G o NB-IoT en las nuevas balizas V16 que permiten informar a la DGT (Dirección General de Tráfico) de la avería en carretera de un vehículo.
Bluetooth como herramiento de comunicación automática entre vehículos durante la conducción
Desde el grupo de I+D de Comunicaciones Avanzadas de ITI (CAINE), se desarrolla una línea de trabajo para la aplicación de la tecnología Bluetooth en entornos vehiculares, en particular sus investigaciones han estado enfocadas en la difusión de información y balizamiento empleando elementos telemáticos. Este tipo de soluciones permite situar un equipo emisor, que difunde información hacia el resto de elementos capaces de escuchar, siempre dentro de un área delimitada, siguiendo el símil al igual que un ponente expone contenidos hacia su audiencia. Las posibilidades de este modelo son enormes, y pueden ser usadas para la comunicación de información relativa al estado de la vía, el aviso de peligros, trasladar información dinámica (por ejemplo, avisar del cruce de un peatón), notificación de puntos de interés, señalización inteligente de obras, advertir sobre un coche averiado, etcétera. Así pues, estas comunicaciones son únicamente de carácter «informativo» y de tipo no críticas, en el sentido que se trata de un estímulo recibido más, y que al ser escuchado (si lo es), permitirá ofrecer nuevas posibilidades que enriquezcan tanto la seguridad como la experiencia de conducción. Al igual que el vehículo dispone de “ojos” para comprender su entorno (cámaras de visión, radar y LIDAR), esta tecnología le aporta unos “oídos”, con los que poder escuchar lo que un entorno inteligente tiene para decirle. El elenco de usos potenciales es enorme, a pesar de tratarse de un modelo de comunicación relativamente sencillo, en el cual no se requiere de ningún proceso de conexión o emparejamiento previo.
Figura 2. Tipos de comunicación entre agentes y nomenclatura usada para describirla. V2X(Vehicle To Everythinh), V2V(Vehicle To Vehicle), V2P(Vehicle To Pedrestian), V2N(Vehicle To Network), V2I(Vehicle To Infraestructure)
Bluetooth dispone de una versión enfocada al bajo consumo de recursos, denominada Bluetooth Low Energy (BLE), que ofrece diversas facilidades para la implantación del modelo de comunicación basado en balizamiento propuesto para los tipos de aplicaciones comentadas. Bluetooth es en sí una especie de «navaja suiza» que sin estar especialmente diseñado para un objetivo concreto más allá de la interconexión de dispositivos, permite ser adaptado a una enorme variedad de soluciones. Además, este protocolo tiene ventajas importantes frente a otras tecnologías, como son el gran grado de madurez (más de 20 años) y la revisión y mejora constante, por una amplia comunidad de expertos (Bluetooth SIG). Finalmente, es importante destacar que el protocolo presenta una gran disponibilidad en el mercado, con millones de dispositivos que incorporan su radio, con un bajísimo coste, en comparación casi con cualquier otra tecnología, y lo que es más relevante un fácil acceso a documentación, soporte y librerías que facilitan a cualquier desarrollador el incorporar el acceso al protocolo en sus desarrollos.
ITI investiga la aplicación del protocolo BLE mediante la adaptación y configuración del mismo para la obtención de un mejor rendimiento, específicamente diseñado para el ámbito de las aplicaciones de balizamiento en entornos vehiculares. Una de las principales carencias de BLE es la referente a la robustez y al alcance, que pueden dificultar su implantación en estos entornos, bien sea por la densidad de interferencias que pueden existir en un entorno urbano (robustez y escalabilidad) o la distancia máxima alcanzable de la señal emitida en una carretera (alcance). En este caso se ha dispuesto de una serie de configuraciones y modificaciones, que no afectan al estándar, y que permiten rebasar estos limitantes, proporcionando una mayor fiabilidad a las comunicaciones. Se han realizado diferentes estudios consiguiendo resultados prometedores, como son un alcance de hasta 1km, en vía abierta con línea de visión directa, o el aumento de la probabilidad de recepción de mensajes dentro un entorno urbano con diferentes obstáculos e interferencias de otros dispositivos. El trabajo futuro del ITI en esta línea pasa por continuar mejorando su rendimiento en este tipo de aplicaciones, y el diseño y desarrollo de prototipos que permitan demostrar la eficiencia y aplicaciones del uso de esta tecnología.
Figura 3. Prototipos demostrativos desarrollados en ITI basados en tecnología de balizamiento Bluetooth.
Estos trabajos se vienen realizando dentro del proyecto IMOLAB (Laboratorio Distribuido de Movilidad Inteligente), financiado por IVACE, en el cual trabajan de forma conjunta diversos IITT de la CV (IBV, AIDIMME, AIMPLAS, ITENE, ITE y ITI). El objetivo del proyecto es la aplicación de tecnologías, dentro del área de conocimiento de cada uno de los institutos, al sector de la movilidad inteligente. Este hecho es importante, ya que se debe tener presente la creciente importancia que está adquiriendo la Comunidad Valenciana en referencia al sector del automóvil y todo lo relacionado con él.
