IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS ITS PARA LA MEJORA DE LA SEGURIDAD VIAL EN CARRETERAS INTERURBANAS. CASO PRÁCTICO.

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1 IMPLANTACIÓN DE SISTEMAS ITS PARA LA MEJORA DE LA SEGURIDAD VIAL EN CARRETERAS INTERURBANAS. CASO PRÁCTICO. Alícia Magraner Villar Ingeniera Técnica de Obras Públicas. Técnico de Circulación, CGT Valencia. CPS Ingenieros. RESUMEN: El principal objetivo de la implantación de un Sistema de Control y Vigilancia en una carretera es mejorar la seguridad vial asociada a la misma, así como optimizar sus niveles de confort y de servicio. Los Sistemas de Control de Tráfico, a través de los ITS, son sistemas diseñados para que los responsables de la gestión del tráfico urbano e interurbano dispongan de la información adecuada que les permita llevar a cabo una gestión eficiente. Con la implantación de los Sistemas de Gestión del Tráfico y Señalización Dinámica se tendrán controlados todos los parámetros del tráfico diario en las carreteras y se vigilarán los tramos más peligrosos y con mayor riesgo de accidentes y congestión de las mismas, con el fin de evitar posibles incidentes en las vías y gestionarlos rápidamente si se producen. La utilización de los sistemas ITS permite optimizar la infraestructura y su uso con innovaciones como el control de señales de tráfico coordinadas, el control de accesos, los paneles de mensaje variable de tráfico y los sistemas de detección de incidentes. Todos estos sistemas contribuyen a minimizar retrasos y a incrementar la capacidad total de la vía. Se ilustrará un caso práctico de implantación de un Sistema de Gestión del Tráfico en una carretera interurbana, demostrando que, sobre la base de los incrementos de tráfico, resulta un sistema de gran utilidad para los usuarios de la vía en cuestión. 1. ANTECEDENTES Las sistemas ITS que se pretenden instalar estarían ubicados en la carretera CV-30, de 3,2 kilómetros (tramo V-30 Av. Maestro Rodrigo), situada al noroeste de la ciudad

2 de Valencia y afectando a los municipios de Paterna, Benimámet, Godella, Burjassot y Valencia. El tramo de la CV-30 estudiado es una vía de poca longitud pero de gran importancia estratégica desde el punto de vista de la movilidad, puesto que une la circunvalación de la V-30 (río Túria) con la Ronda Norte, recientemente abierta a la circulación, completando entre todas ellas una luna que envuelve a la ciudad de Valencia. El tramo de CV-30 además da acceso a la Avenida Maestro Rodrigo y enlaza con la CV-31 que se dirige hacia la Feria de Muestras. El proyecto estudia la implantación de diferentes equipos de control de tráfico, tanto en carretera como su implementación en el Centro de Gestión de Tráfico de Valencia. El estudio se realizó antes de la puesta en funcionamiento, en mayo de 2007, de la Ronda Norte de Valencia, por lo que se tuvo en cuenta el gran volumen de tráfico que iba a absorber en un futuro y se prepararon los equipos y cableados que facilitasen la ampliación del equipamiento a lo largo de toda la traza de la Ronda Norte. 2. FINALIDAD DEL PROYECTO El principal objetivo de la implantación del Sistema de Control y Vigilancia en la CV-30 es mejorar la seguridad vial asociada a dicha vía. Como complemento de este objetivo también se buscará mejorar los niveles de confort y de servicio. Para ello es necesario disminuir las tasas de incidentes y accidentes, ya que es parte responsable de la disminución de la movilidad. La implantación de un sistema de gestión de tráfico en la CV-30, y su inclusión dentro de los sistemas de control ya existentes, permitirá la detección de incidentes, su verificación y la adopción de estrategias de respuesta en tiempo real. Del mismo modo, la implantación de un sistema de gestión de tráfico mejorará la información que se le facilita al usuario de la vía. Una información veraz en tiempo real pondrá en alerta a los conductores frente a posibles incidencias en la vía, aumentando su atención en ella y disminuyendo la distracción, o también les conducirá a establecer pautas e itinerarios alternativos que mejor se adapten al problema al cual tienen que hacer frente.

3 Dada la importancia estratégica de esta vía se considera necesaria la implantación de equipos ITS, con el fin de potenciar la seguridad de los usuarios frente a accidentes de incidencias, además de elaborar estrategias de ayuda a la explotación de la misma y su control integral. 3. EQUIPOS QUE INTERVIENEN EN LA GESTIÓN DEL TRÁFICO 3.1. Estaciones de Toma de Datos (ETD) El subsistema físico de toma de datos y detección de incidentes tiene como misión el análisis de la vía mediante sensorización de la misma con los siguientes objetivos: a) Conocer el estado de la circulación en tiempo real. b) El proceso de la información obtenida para prognosis a corto tiempo. c) La detección de incidentes mediante algoritmos locales de proceso. d) El archivo de la información para su posterior análisis y actuaciones a largo plazo. Los tres primeros objetivos afectan directamente a la seguridad de la vía, puesto que permiten adoptar protocolos establecidos de antemano que minimicen los efectos negativos provocados por el incidente en cuestión. Los criterios funcionales para la ubicación de las estaciones de toma de datos (ETD) son: a) Colocación tanto en tronco principal como en ramales de acceso o enlace. b) Evitar los posibles tramos de trenzados y carriles de aceleración o deceleración. c) En troncos principales situar la espira suficientemente alejada de cualquier nudo o elemento que pueda influir y hacer disminuir la velocidad de los vehículos y falsear de esta manera los datos que se obtienen, como pueden ser estrechamientos, cambios de rasante, curvas importantes, etc. Se propone la ubicación de una ETD para el control del enlace entre la CV-30 y la CV- 31. Se colocarían detectores dobles en el tronco principal, en ambos sentidos, y espiras simples en los 4 ramales de acceso. De esta forma se tendrían controlados todos los movimientos posibles del enlace, y mediante fáciles ecuaciones se podría

4 obtener información de las secciones anteriores y posteriores al nudo. Se ha desestimado la ubicación de una ETD en el enlace de la CV-30 con la Av. Maestro Rodrigo por la modificación que va a sufrir este nudo cuando se lleve a cabo la conexión con la Ronda Norte Circuito Cerrado de Televisión (CCTV) La instalación de un sistema de vigilancia visual en la CV-30 permite la vigilancia en tiempo real mediante la captación y transmisión al centro de control de imágenes obtenidas con cámaras de T.V., móviles situadas a lo largo de la traza de la vía. Los objetivos a cubrir por el sistema son: a) Potenciar la seguridad vial mediante el análisis particular del estado de situación, para tomar decisiones de implantación de actuaciones. b) Mejorar la explotación, tomando decisiones operativas que puedan mejorar el sistema general de funcionamiento del tráfico en la carretera. c) Análisis de resultados de actuaciones de control, con objeto de mejorar los parámetros del sistema y las estrategias de actuación. d) Obtención de información sobre el estado de funcionamiento general para su difusión a los diferentes servicios, y para contestar sus consultas directas al centro de control. Los criterios de ubicación de las cámaras de televisión se centran principalmente en el aprovechamiento del área de control que presentan las cámaras, de este modo, y dada su versatilidad en cuanto a zoom y control telemando del movimiento, es preferible la situación de las cámaras en nudos y enlaces, para obtener la máxima información visual del estado de la vía, así mismo se deben colocar también en aquellos puntos que presenten o sean susceptibles de presentar conflictos de tráfico. Atendiendo a estos criterios, en la autovía de estudio se colocaría una cámara en el enlace de la CV-30 con la CV-31. Desde esa ubicación, la cámara controlaría la CV-30 en su totalidad y parte de la autovía CV-31, que es una de las vías de acceso a la Feria de Muestras. La colocación en el enlace de la CV-30 con la Av. Maestro Rodrigo se ha desestimado debido a la modificación de la planta que va a sufrir el enlace.

5 3.3. Señalización variable (PMV) Los Paneles de Mensaje Variable (PMV), son la parte más importante desde el punto de vista de los usuarios de las carreteras, puesto que son por donde reciben la mayor información sobre el estado de la vía y de las posibles incidencias. Los paneles tienen la capacidad de alterar el comportamiento de los usuarios, advirtiéndolos en tiempo real de la situación actual y poniendo en alerta a los conductores, aumentando de esta manera la seguridad de la vía y disminuyendo la probabilidad de accidente. Además de informar, los PMV también son capaces de controlar el tráfico mediante el uso de señales adaptadas a la normativa vigente, de carácter obligatorio, de prohibición o recomendaciones. Los criterios funcionales para la ubicación de Paneles de Mensaje Variable (PMV) que se deben tener en cuenta en la CV-30 son: a) El cartel de mensaje variable debería estar situado con anterioridad al cartel de mensaje fijo que en algún momento pudiera quedar implicado. b) En ningún momento debería ocultar, entorpecer ó menoscabar la correcta visibilidad del resto de las señales. Contemplados los anteriores aspectos, se proyectaría la implantación de los paneles de señalización y mensajes variables, en ambos sentidos del tronco comprendido entre el enlace de la CV-30 con la V-30 y el enlace de la CV-30 con la CV-31, así mismo, se propondría la colocación de otro PMV entre los enlaces CV-30 con CV-31, y CV-30 con Av. Maestro Rodrigo, en dirección CV-31. Los paneles se colocarían a una distancia suficiente del enlace que permitiera al usuario modificar su trayectoria y adaptarla a la información facilitada por el panel Estaciones Remotas Universales (ERU) Las Estaciones Remotas Universales permiten la comunicación del centro de control con las terminales locales instaladas en carretera, (paneles, cámaras, espiras ). Para ello se utilizan enlaces fiables y optimizados para cubrir las comunicaciones de datos y de vídeo.

6 El subsistema de comunicaciones se ha diseñado de forma que permita el crecimiento tanto en sus funciones como en su capacidad, permitiendo incorporaciones futuras de nuevos equipos, sistemas y tipos de comunicaciones. Una de las incorporaciones que se ha planteado ha sido la ampliación de la Ronda Norte a la jerarquía de comunicaciones ejecutada en el primer tramo de la CV-30. La criterios de colocación determinan que las ERU s deben ubicarse cerca de los equipos instalados en carretera, por ello, se colocarían dos ERU s, una junto a la ETD situada en el enlace de la CV-30 con la CV-31 y otra junto al PMV ubicado en el tronco entre la CV-31 y la Avenida Maestro Rodrigo. La primera ERU recogería la información de los siguientes periféricos: la ETD situada en el enlace de la CV-30 con la CV-31 y los dos PMV situados entre la V-30 y la CV- 31; mientras que la segunda ERU únicamente recogería la información del PMV situado junto a ella, de esta forma, se dejarían conexiones libres para una futura ampliación de sistemas ITS en la totalidad de la Ronda Norte. 4. ESTUDIO DE SOLUCIONES La mayor problemática que surgió a la hora de proyectar las comunicaciones entre los equipos instalados en la CV-30 y el centro de control fue la inexistencia de una Estación Remota Universal cercana a la que conectar la red LAN para trasladar la información recogida en carretera al centro de control. Se planeaba pues, la necesidad de un estudio de diferentes alternativas, para encontrar la actuación más adecuada a llevar a cabo. Alternativa 0: No efectuar ninguna actuación en la carretera. Alternativa 1: Conexión de las Estaciones Remotas mediante cable de cuadretes. En este caso se establecería una comunicación de Estaciones Remotas (ERU) mediante cable de cuadretes punto a punto, desde la ERU hasta el Centro de Control. Para establecer este enlace se necesitaría, además de un par de hilos libres de un cuadrete (únicamente dos hilos de los cuatro) dos parejas de modems para enviar la información. De esta forma con un cable de cuadretes se podrían enviar las comunicaciones con dos Remotas.

7 Esta forma de comunicaciones no puede llegar a grandes longitudes de más de 5 km, por pérdida de señal en el cable de comunicaciones. Las comunicaciones con este tipo de equipos es más susceptible de fallos por influencia de señales en el cableado de comunicaciones y en situaciones bajo aislamiento del cableado utilizado. Requiere de modems que si bien es un equipamiento más económico que los equipos de fibra óptica, también son más sensibles y se averían con mayor facilidad. Esta técnica se utiliza para conectar equipos de baja velocidad, corta distancia y donde la posibilidad de realizar una canalización de FO supere el coste económico presupuestado para el proyecto. Alternativa 2: Conexión mediante FO a una ERU de la V-30. La ERU más cercana que nos permitía la conexión mediante FO es la situada en el margen izquierdo de la V-30 (dirección Puerto) en el pk La ERU de la V-30 no disponía de suficientes FO libres, el presente proyecto necesitaría para la instalación del equipamiento, 4FO, 2 para la conexión de la LAN de ERU s, y 2 para la conexión de las 2 Cámaras de TV. Para resolver este problema, se podía utilizar una unidad de multiplexor que convierte las 2 FO de las CTV s en una sola, y de esta forma empalmar con la FO restante de la V-30 para la conexión de las CTV s. Cabe matizar el alto coste del multiplexor para la conexión de únicamente 2 FO. Como la ERU a conectar se encuentra en el margen izquierdo de la V-30, sería necesario cruzar el rio mediante grapeado bajo el puente, una vez cruzado el rio, se extendería el cableado de FO por la canalización existente hasta conectar con la ERU.

8 ERU 6 CV-30 CTV 7 ERU 3 CTV 4 V-30 ERU V-30 PK Fig. Alternativa 2.

9 Alternativa 3: Conexión mediante FO al NCA-1 situado en la V-30. Esta alternativa permitía la conexión directa mediante cable de FO, al NCA-1 situado en el pk de la V-30, en el margen derecho del rio. El NCA-1 no disponía de suficientes FO libres, y el presente proyecto necesitaría para la instalación del equipamiento, 4FO, 2 para la conexión de la LAN de ERU s, y 2 para la conexión de las 2 Cámaras de TV. Para resolver este problema, se podía utilizar una unidad de multiplexor que convertía las 2 FO de las CTV s en una sola, y de esta forma empalmar con la FO restante de la V-30 para la conexión de las CTV s. Cabe matizar el alto coste del multiplexor para la conexión de únicamente 2 FO. Por útlimo, el cableado se llevaría mediante canalización existente hasta el NCA.

10 ERU 6 CTV 7 ERU 3 CTV 4 CV-30 V-30 NCA-1 V-30 PK Fig. Alternativa 3. Alternativa 4: Conexión mixta mediante FO a una ERU de la CV-31, y a FO libres de la CV-35. Se conectarían 2 FO de la LAN de las ERU s de la carretera objeto del proyecto, a la ERU de la CV-31 situada en el pk Por otro lado, para conectar las dos CTV s, se utilizarían 2 FO libres de la CV-35 a su paso por la CV-31.

11 Esta alternativa necesitaría de la ejecución de la canalización de toda la CV-31 hasta llegar a la ERU del pk Como inconvenientes presentaría su alto coste de ejecución, aunque tanto la canalización a realizar, como el cableado de FO podrían servir de base en un futuro para la ampliación de los equipos en dicha carretera. CV-31 ERU CV-31 PK CONEXION FO CV-35 CV-31 ERU 6 CTV 7 CV-30 ERU 3 CTV 4 Fig. Alternativa 4.

12 5. EVALUACIÓN MULTICRITERIO Para determinar qué alternativa de las estudiadas era la más idónea se realizó una evaluación multicriterio. Se determinó que los factores más importantes a la hora de elegir la solución más adecuada eran el coste económico y la tecnología avanzada, a los que se les adjudicó un peso del 40% a cada uno de ellos, quedando el 20% restante para el factor de tiempo de ejecución. La alternativa 1 presentaba el mejor coste de ejecución y el menor tiempo en la ejecución, pero por el contrario la tecnología a usar se consideraba como obsoleta, de ahí el menor coste. La alternativa 4 presentaba la mejor puntuación en el apartado de tecnología avanzada, ya que con la actuación en ella descrita se facilitaba en un futuro la ampliación de equipos en toda la CV-31, autovía de gran importancia estratégica, aunque el mismo aspecto implicaba un alto coste y un alto tiempo de ejecución. Dando puntuaciones a cada una de las alternativas, se obtuvo que la solución que mejor se adaptaba a las características del proyecto era la alternativa 2. EVALUACIÓN MULTICRITERIO Coste Ejecución Tecnología Avanzada Tiempo de ejecución Alternativa Alternativa Alternativa Alternativa (1 mejor - 4 peor) Fig. Evaluación multicriterio. Se acepta por tanto, la alternativa de conexión mediante FO a la ERU existente en la V-30, p.k El esquema de comunicaciones resultante sería:

13 CTV 4 MUX CV-30 CTV 7 V-30 ERU/IP ERU 3 8 FO ERU/IP ERU 6 4 FO Cable # Cable # ETD/ Espiras PMV 1 PMV 2 PMV 5 ERU/IP ERU V-30 PK Fig. Esquema de comunicaciones CV PRESUPUESTO El desglose por capítulos del presupuesto de ejecución material sería el que se muestra a continuación. Se observa la importancia que tiene dentro del presupuesto el equipamiento que se instala en carretera.

14 CAPÍTULO % Capítulo 1. Obra Civil ,05 17,15% Capítulo 2. Estructuras ,53 12,33% Capítulo 3. Instalaciones eléctricas y de energía 6.646,89 1,12% Capítulo 4. Instalaciones de Circuito Cerrado de Televisión ,41 10,76% Capítulo 5. Cables de energía ,97 7,98% Capítulo 6. Cables de comunicación ,13 4,10% Capítulo 7. Equipamientos en carretera ,79 38,96% Capítulo 8. Equipos de comunicaciones ,45 4,27% Capítulo 9. Balizamiento 8.511,91 1,44% Capítulo 10. Seguridad y Salud ,73 1,89% TOTAL PRESUPUESTO EJECUCIÓN MATERIAL ,86 100% Fig. Presupuesto de Ejecución Material 7. CONCLUSIONES La instalación del Sistema de Gestión de Tráfico y Señalización Dinámica en la CV-30 permitirá optimizar la infraestructura y uso con innovaciones como el control de accesos y la gestión de las vías adyacentes. Los paneles de mensaje variable y los sistemas de detección de incidentes informarán a los usuarios, ayudarán a incrementar la capacidad total de la vía, reducirán el número de incidentes y mejorarán la seguridad vial asociada a dicha vía.