¿Qué es la movilidad? Y aún más, ¿qué es la movilidad inteligente con un vehículo dentro de una ciudad o un entorno urbano?
Mª José Vallecillo Gil, Ingeniero de Telecomunicaciones en el Servicio Territorial de Movilidad y Transformación Digital de la Junta de Castilla y León, miembro del Grupo de IA de Autelsi
26/04/2024Todo esto queda supeditado a la relación entre los vehículos y las tecnologías de comunicación inalámbricas. Esto se denomina VANET, un subgrupo de las WANETs (redes inalámbricas) para proporcionar comunicación entre vehículos cercanos y otras infraestructuras inalámbricas cercanas.
Los vehículos necesitan redes mucho más dinámicas teniendo en cuenta la velocidad que se desplazan, y estas redes, se deben extender a toda la red de carreteras.
Teniendo en cuenta los protocolos IEEE 1471-2000 e ISO/IEC 42010, estos sistemas se estructuran en tres dominios: dominio móvil, dominio infraestructura y dominio genérico El dominio móvil se divide en la parte del vehículo (todo tipo de vehículos e incluso los dispositivos móviles de navegación utilizados dentro del vehículo) y los elementos propios del dominio móvil.
El desarrollo de esta arquitectura puede variar. En la parte del dominio del vehículo se compone de un OBU (módulo móvil) y las unidades de carretera RSUs (unidades fijas). La comunicación entre ellas se realiza a través de las redes celulares (GSM, GPRS, UMTS, WiMAX…). Los tipos de comunicaciones entre estos elementos son de cuatro tipos:
- Comunicación dentro del vehículo.
- Vehículo-vehículo (V2V).
- Vehículo-infraestructura de la carretera (V2I).
- Vehículo-nube (V2B).
Esta arquitectura puede variar en función de la región donde se implemente y se han desarrollado protocolos basados en el 802.11p
La principal problemática que se tiene en estas redes es poder soportar e implementar determinados servicios y aplicaciones. Su topología tan dinámica y la conectividad intermitente hace que determinados protocolos de routing que soportan otras redes no se puedan implementar aquí.
En función del número de elementos implicados en la comunicación, en cada momento, los protocolos de routing se pueden dividir en geocast/broadcast (se distribuyen mensajes a destinatarios desconocidos y se debe predecir en un intervalo de tiempo la ubicación de los destinatarios utilizando SADV que predice el mejor camino para enviar un paquete, FROV que selecciona retransmisiones, y protocolos broadcast multisalto que dividen el camino en segmentos, y otros protocolos como V-TRADE, UMB, AMB MHVB y MDDV), multicast (permitiendo la comunicación entre varios vehículos y sus correspondientes situaciones como puede ser alta intensidad de tráfico, accidentes o diferentes peligros utilizando ODMRP (genera un origen a partir de una red multicast), MAODV (genera un grupo basado en un árbol multicast), GHM (que genera un mallado basado en grupos multicast, PBM (que utiliza información de los paquetes con un único salto hacia su destino), LBM (que utiliza regiones multicast como información para el destino de los paquetes enviados), RBM e IVG (mensajes de aviso relacionados con la seguridad) y unicast (en el que se está investigando protocolos de comunicación en tres direcciones
1: gredy (los nodos envían los paquetes hacia adelante hacia sus vecinos cercanos),
2: oportunista (que como su nombre indica utiliza el oportunismo para enviar los paquetes al destino) y
3: trayectoria (se calculan los posibles caminos hacia el destino). Hoy en día se reclaman cada vez más aplicaciones a bordo del vehículo (información personal, de trayectoria). Esto se preveía antes del desarrollo de las arquitecturas VANET Pero un aspecto muy importante es garantizar la seguridad de las redes y de la información que se transmite a través de ellas. Para ello, se prevén diferentes arquitecturas de comunicaciones centradas principalmente en la seguridad, utilizando un sistema de clave pública vehicular, con certificado y firma de grupo. Muchas de las aplicaciones en desarrollo se enfocan en el incremento de la seguridad en la carretera, incrementando la eficiencia del tráfico y a la vez incrementando la seguridad. Para ello, se utilizan diferentes tipos de sensores que recogen los datos y los monitorizan, gracias a V2I o V2V. Pero hay otras aplicaciones que no necesitan seguridad, sin necesidad de cooperación entre la información y los datos de diferentes vehículos. Se dispone de varios modelos de sistema, a parte de los cuatro tipos de comunicaciones. Estos modelos son:
- Conductor-Vehículo: analizando las diferentes maneras de conducción (más pasivos o tipo conductor de deportivos).
- Modelo de flujo de tráfico: refleja interacciones entre conductores y su entorno, aplicando diferentes niveles de detalle (microscópico, mesoscópico y macroscópico).
- Modelo de comunicación: para dirigir los datos entre los usuarios de las carreteras.
- Modelo de aplicación: muy útil en el mercado porque puede dirigir el comportamiento y la cooperación entre diferentes aplicaciones VANET, muy útil desde el punto de vista de las diferentes funcionalidades y visualizaciones de las aplicaciones proporcionadas por los diferentes fabricantes de vehículos. Para ello, se están utilizando diferentes simuladores tanto para generación de posición como información de movimiento, siempre basados en el estándar IEEE 802.11p y en las especificaciones IEEE 1609.
Pero, ¿cuál es el futuro hacia donde se orientan todos estos avances? ¿Cuáles son los límites a nivel de perspectiva teórica para prevenir accidentes? Algunos de ellos son la robustez de las redes, los algoritmos de routing, la conectividad entre redes, las comunicaciones cooperativas, la movilidad, la seguridad y la privacidad. Hacia dónde se orienten todos estos aspectos en la movilidad en un vehículo está todavía muy en una nebulosa. Se trata de un punto muy estratégico para los próximos años y con muchos aspectos en torno a los que se debe trabajar.