Diseño e implementación de un sistema de aforo automático destinado a la gestión del tráfico en rotondas e intersecciones con aplicación en proyectos de Ciudades Inteligentes

Abstract

[ES] En las últimas décadas, se ha observado un crecimiento exponencial de la población en las áreas urbanas. Actualmente, las ciudades reúnen a más de la mitad de la población mundial y se espera un aumento en los próximos años. Fruto de esta expansión acelerada de la clase social y del crecimiento económico, las necesidades de la población se han visto alteradas produciéndose un aumento en la adquisición y uso de vehículo propio. Esto ha agravado uno de los principales problemas de las ciudades: la congestión urbana. Este problema no sólo se traduce en una pérdida de tiempo o económica, sino que además tiene una importante afección en la degradación ambiental, debido al aumento de las emisiones de CO2. Para hacer frente a esta problemática resultan necesarios sistemas de control del tráfico eficientes, rentables y que puedan funcionar de manera autónoma. Actualmente, existen varios tipos de sistemas para la clasificación de vehículos, sin embargo, ya sea por su coste o la tecnología utilizada, resultan deficientes. Es por ello, que surge la necesidad de desarrollar nuevos modelos de gestión del tráfico. El presente proyecto tiene como finalidad diseñar e implementar un sistema de aforo automático de vehículos en intersecciones. Para ello se diseñará una red de sensores, cuya disposición, tipo y cuantía óptimas se definirán tras un exhaustivo estudio. Asimismo, para poder disponer de los datos a tiempo real y llevar a cabo su análisis, se diseñará un sistema de comunicación inalámbrico que permitirá su envío hasta un servidor. Adicionalmente, se desarrollarán y programarán varios algoritmos matemáticos basados en técnicas de inteligencia artificial para realizar la re-identificación de vehículos, permitiendo así generar matrices origen-destino de la intersección. Por último, se implementará un prototipo funcional del sistema y se validará su funcionamiento mediante una campaña de pruebas en un entorno real controlado.

[EN] The last few decades have seen exponential population growth in urban areas. Currently, cities are home to more than half of the world's population, and this is expected to increase in the coming years. As a result of this accelerated expansion of the social class and economic growth, the needs of the population have been altered, leading to an increase in the acquisition and use of private vehicles. This has aggravated one of the main problems of cities: urban congestion. This problem not only translates into a waste of time and money, but also has a significant impact on environmental degradation, due to the increase in CO2 emissions. Efficient, cost-effective and autonomous traffic control systems are needed to deal with this problem. Currently, there are several types of vehicle classification systems, however, either because of their cost or the technology used, they are deficient. Therefore, there is a need to develop new traffic management models. The purpose of this project is to design and implement an automatic vehicle gauging system at intersections. For this purpose, a network of sensors will be designed, whose layout, type and optimal amount will be defined after an exhaustive study. Likewise, in order to have the data available in real time and carry out its analysis, a wireless communication system will be designed to send it to a server. Additionally, several mathematical algorithms based on artificial intelligence techniques will be developed and programmed to re-identify vehicles, thus allowing the generation of origin-destination matrices of the intersection. Finally, a functional prototype of the system will be implemented and its operation will be validated through a test campaign in a real controlled environment.