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II Congreso Ciudades Inteligentes: Sistema aparcamiento SARA

Fuente: eSMARTCITY.es

Sistema de Aparcamiento Regulado Automático (SARA).

 

Autor

  • Javier de la Plaza Ortega, Consultor de Programas Internacionales de I+D / Dirección

Resumen

El Sistema SARA ha sido diseñado para su aplicación a Ciudades Inteligentes y tiene como objetivo el control, gestión y administración del aparcamiento regulado de vehículos en la vía pública y privada, con espacios de aparcamiento no delimitados, de forma automática e integrada, con el que tanto la identificación de los vehículos aparcados como el control exacto de tiempo y permisos de aparcamiento, así como todas las incidencias, eventos y circunstancias  relacionadas con el vehículo y el conductor , son realizados sin la necesidad de parquímetros ni persona vigilante, siendo  transmitida automáticamente toda la información del entorno a un Centro de Gestión, para su procesamiento y tramitación. El Sistema de Aparcamiento Regulado Automático incluye: un conjunto de Dispositivos de Usuario, que se comunican con el Centro de Gestión de Usuarios por Terminales de Red Inteligentes, un conjunto de Terminales de Red Inteligentes, un conjunto de Nodos de Acceso a red, un conjunto de Nodos de Red, un Centro de Control de Red, un Centro de Gestión de Usuarios y unos Terminales Móviles de Agente. Los Dispositivos de Usuario van asociados al vehículo, y se conectan por radiofrecuencia a los Terminales de Red Inteligentes dentro de su área de cobertura, estos realizan las funciones de control de acceso, comunicación e identificación de los dispositivos de usuario, vehículo y conductor, en caso Normal y Anormal de aparcamiento, para los distintos tipos de incidencias, eventos y circunstancias que puedan ocurrir al vehículo y al conductor, en comunicación con el  Centro de Gestión de Usuarios.

Introducción

Contexto

Este Sistema se enmarca dentro del sector técnico de Sistemas de Gestión de Aparcamiento en la vía pública, o privada, donde los espacios de aparcamiento no están delimitados, consiguiendo una solución automática, donde no son necesarios postes de parquímetros, ni vigilantes permanentes, ni la intervención del usuario del vehículo para el control del cumplimiento de normas y regulaciones sobre el aparcamiento. La arquitectura básica de referencia está concebida dentro del contexto de Ciudades Inteligentes, Machine to Machine (M2M) e Internet de las Cosas (IoT), de forma que puede soportar gran variedad de aplicaciones de las cuales se ha considerado como más inmediata la de aparcamiento automático, debido a la problemática específica que presenta y la necesidad urgente de dar una solución completa e integrada.

Antecedentes

Uno de los mayores problemas que tienen todos los Ayuntamientos, principalmente en las grandes ciudades, es el Aparcamiento de vehículos. Inicialmente fue realizado su control y regulación por medio de los Policías Municipales, pero desde hace unos años se está realizando por medio de Vigilantes pertenecientes a un conjunto de Empresas concesionarias, en base a una Red de Parquímetros distribuidos a lo largo de las vías de circulación municipales, donde un gran número de Vigilantes, por medio de un Terminal de Datos, transmiten la identificación de los Usuarios e incidencias a un Centro de Gestión. Posteriormente se ha  instalado en algunas ciudades una nueva generación de parquímetros llamados inteligentes (Parkare en la ciudad de Madrid), que se basan en la identificación del tipo de vehículo para la emisión del ticket de aparcamiento, con la facilidad de determinar el tiempo y realizar el pago por medio del teléfono móvil.  

Estos sistemas implican la instalación y mantenimiento de postes de Parquímetros de un coste muy elevado, siendo más costoso  incluso con los parquímetros llamados inteligentes, y la creación de plantillas de Personal, con toda la complejidad y problemática laboral que implica para las Empresas concesionarias, y la garantía de prestación del servicio a los Ayuntamientos. Actualmente se está desarrollando una nueva solución sin parquímetros, basada en sensores insertados en los espacios de aparcamiento (Streetline), previamente delimitados, en comunicación con una red de acceso (Libelium), pero siendo necesaria la intervención de Agentes municipales para resolver las infracciones detectadas, requiriendo su presencia en el punto de infracción.

El Sistema SARA permite una solución integrada de comunicación para un Estacionamiento Regulado Automático en la Vía Pública, también aplicable en Zonas Privadas, en el cual tanto la identificación de los vehículos aparcados como el control de tiempo, el pago exacto del tiempo de aparcamiento y los permisos de aparcamiento, con todos los perfiles de usuario y todas las incidencias relacionadas, se realiza sin la necesidad de parquímetros ni personal vigilante, ni la intervención del usuario del vehículo, por medio de un Dispositivo de Usuario a través de un Terminal de Red Inteligente y un Centro de Gestión de Usuarios. Con ello se consiguen una serie de ventajas de tipo económico, por el alto coste de instalación y mantenimiento de los Parquímetros y el altísimo coste del personal Vigilante de las Empresas concesionadas, de tipo social, por la problemática laboral, declaración de huelga y la responsabilidad empresarial implicada en la prestación del servicio, de calidad de servicio a los usuarios, de los que no se requiere ninguna intervención, y que se resuelve con un servicio de tipo automático para la gestión de dispositivos, autorizaciones, pagos e infracciones y de seguridad de vehículo y conductor, ya que las posibles incidencias, eventos y circunstancias son comunicados al Centro de Gestión de Usuarios.  

Descripción de la solución

Principios del Sistema

La solución es un Sistema de Red basado en el uso de dispositivos de usuario de RF, siendo el dispositivo básico y más simple la tarjeta RFID, incluyendo: seguimiento del estado de los dispositivos de aparcamiento, identificación de vehículos ilegalmente aparcados, procesado de los datos correspondientes a los propietarios de los vehículos, determinación y ejecución de las acciones a tomar sobre los propietarios que infrinjan las normas establecidas, y detectando todas las incidencias, eventos y circunstancias de vehículo y conductor.

El Sistema de Aparcamiento Regulado Automático (Figura 1) está constituido por: Los Dispositivos de Usuario  permiten la comunicación de información y datos de usuario y del vehículo al Centro de Gestión de Usuarios , por acceso de RF a la red a través del Terminal de Red inteligente, el Terminal de Red inteligente (TRI) que controla la comunicación, ubicación e identificación del conjunto de dispositivos de usuario  dentro de su área de cobertura, el Nodo de Acceso y de Red que permiten la comunicación de los Terminales de Red Inteligentes de su área con el Centro de Control  de Red , que configura, maneja y opera el conjunto de TRIs instalados en el Sistema global. El Centro de Gestión de Usuarios define y gestiona el perfil de los usuarios y controla en tiempo real el proceso de aparcamiento, factura los cargos exactos correspondientes, aplica las acciones correctivas y gestiona todas las incidencias, eventos y circunstancias de vehículo y conductor.

Aunque el sistema de aparcamiento es completamente automático, adicionalmente, por medio de un Terminal Móvil, un Agente de gestión de usuarios del Ayuntamiento tiene acceso por radiofrecuencia a los Dispositivos de Usuario, para obtener datos del usuario y del vehículo, estando en comunicación con el Centro de Gestión de Usuarios.

Sistema de Aparcamiento Regulado automático (SARA).

Figura 1. Sistema de Aparcamiento Regulado Automático

Se distinguen dos tipos de dispositivos de usuario de RF, el tipo básico, que está constituido por una tarjeta RFID, y el tipo avanzado que está equipado con funciones adicionales como pantalla, teclado, interfaz de datos del vehículo y comunicación multimedia, que puede estar instalado en el vehículo o ser un dispositivo portátil asociado siempre al vehículo.

Servicios

Se distinguen dos tipos de servicios: Servicios Básicos, que son los indicados en el apartado anterior, y los Servicios Suplementarios que no están directamente relacionados con la operación de aparcamiento, y permiten funciones adicionales de Gestión de espacios libres, Información pública, por paneles y terminales de comunicación fijos y móviles, Guiado de espacios libres, Localización, Vigilancia y Seguimiento de vehículos autorizados, y otros de personas y cosas, que estén dentro del área de cobertura de los Terminales de Red Inteligentes y porten el Dispositivo de Usuario, todos ellos se implementan utilizando todos los recursos de información disponibles en las Bases de Datos del Sistema.

Dimensionado

La arquitectura del sistema es escalable y la dimensión del sistema es configurable desde el Centro de Control de Red y el Centro de Gestión de Usuarios, según el número de vehículos que haya que regular, alcanzando con la arquitectura presentada un rango desde cientos de vehículos hasta más de diez millones de vehículos, y desde unas decenas de plazas de aparcamiento hasta un millón de plazas de aparcamiento.

Proyecto

En la Figura 2 se muestra la arquitectura del Sistema de Red con 5 Niveles. El Nodo de Acceso y Nodo de Red son unidades de red ya existentes, las Unidades específicas del nuevo Sistema son:

Dispositivos de Usuario (DU)

Pueden ser de tipo básico, como una tarjeta RFID o de tipo avanzado, que es un pequeño equipo asociado al vehículo, que puede ser portátil o integrado dentro de él. Contienen toda la información del usuario y tienen comunicación con el Terminal de Red Inteligente en la operación normal, o con el terminal móvil del agente de gestión, para ciertas operaciones específicas.

El Dispositivo de Usuario Básico tiene las características de un dispositivo RFID activo bidireccional, con un elemento controlador adaptado y configurado para la comunicación con el Terminal de Red Inteligente, de acuerdo con los escenarios de comunicación de mensajes, estados y temporizaciones definidos en el Sistema.

El Dispositivo de Usuario Avanzado, va asociado e integrado en el vehículo por su Interfaz de Datos, permitiendo la interacción con la operativa del vehículo y el conductor, en el contexto de un sistema Máquina a Máquina, que se requiere para un servicio de aparcamiento automático avanzado. Este incluye desde las funciones básicas de aparcamiento hasta el seguimiento e información sobre el estado, operación y seguridad del vehículo y conductor, tanto en la fase de aparcamiento como durante el tiempo que está aparcado.

Terminales de Red Inteligentes (TRI)

Comunican con un conjunto de Dispositivos de Usuario, ubicados en la parte frontal de los vehículos, si es tarjeta RFID, para verificar, por interrogación periódica, la validez del dispositivo RF, si este no es válido se informará al Centro de Gestión de Usuarios (CGU) para tomar las acciones adecuadas. En caso de incidencias, por no existir dispositivo RF, no estar activado, no funcionar correctamente y otras, el TRI identifica el vehículo aparcado, a través de sus medios de radiofrecuencia, ópticos y otros medios para la detección y procesado, e informa al CGU del número de matrícula, para realizar las gestiones y acciones correspondientes. Por otra parte, el TRI envía automáticamente, o bajo petición del Centro de Gestión de Usuarios o del Centro de Control de Red, información de imagen fija o de video, que puede ser directa o procesada, correspondiente a una operación específica autorizada, realizada para un área, un vehículo y un conductor de aparcamiento determinados.

El control de la operación de aparcamiento y el estado del coche aparcado, así como el procesado de la señal y la imagen sobre la ocupación, liberación de espacios y su entorno, obtenida por el detector radio/óptico y la cámara óptica, es realizado por el Multiprocesador Digital de Altas Prestaciones, que utilizando los algoritmos de análisis de señal e imagen adecuados permite hacer la identificación del vehículo que ha realizado un aparcamiento de forma incorrecta, por su número de matrícula, enviando dicha identificación, en tiempo real o diferido, al Centro de Gestión de Usuarios. Por otra parte controla el estado del coche aparcado durante su fase de estacionamiento, para detectar si ocurre alguna incidencia o evento atípico al vehículo y al conductor.

Centro de Control de Red (NCC)

Es una parte fundamental de la Red de Comunicación, dentro de la arquitectura Máquina a Máquina que requiere el sistema integrado, controlando las funciones en tiempo real de la Capa de Servicio de Red. Tiene una arquitectura que comprende los Bloques Funcionales siguientes, todos ellos específicos para la comunicación con los Terminales de Red Inteligentes definidos en este Sistema: Inicialización y Sincronización, Control de Conexiones, Operación, Mantenimiento, Redundancia y Seguridad, Base de Datos, Interfaz con Nodos de Red / Nodos de Acceso e Interfaz con el Centro de Gestión de Usuarios. 
La Arquitectura Modular de Bloques Funcionales permite incrementar el Centro de Control de Red hasta su máxima dimensión.

Sistema de Aparcamiento Regulado Automático (SARA). Arquitectura de Red con 5 Niveles.

Figura 2. Arquitectura de Red con 5 Niveles

Centro de Gestión de Usuarios (CGU)

Realiza las funciones de control en tiempo real, servicios y gestión de los usuarios, a nivel del sistema global, y para el soporte de los Servicios Suplementarios del sistema, dentro de una arquitectura integrada Máquina a Máquina. Tiene una arquitectura que comprende los Bloques Funcionales siguientes, todos ellos específicos para la comunicación con los Dispositivos de Usuario por medio de los Terminales de Red Inteligentes, definidos en este Sistema:

  • Registro de Usuarios, permite determinar los tipos de usuarios y sus perfiles correspondientes.
  • Control de identificación y servicios, realiza la función de identificación de usuarios y vehículos, y controla todos los servicios de usuario, según los distintos escenarios de comunicación.
  • Acciones correctivas, determina, comunica y gestiona las acciones a realizar en caso de incidencias.
  • Gestión de Agentes, soporta la comunicación de los Agentes de Gestión de Usuarios para acciones específicas autorizadas, en interacción con el Dispositivo de Usuario.
  • Edición de Informes, comprende las funciones de información relacionadas con los Usuarios del Servicio.
  • Base de Datos, es una base de datos general para todos los perfiles, configuraciones, prestaciones, seguridad, estadísticas y otros, para soportar el conjunto de Servicios Suplementarios del sistema.
  • Normativa, comprende el almacenamiento, manejo y comunicación de todas las Normas aplicables.

Metodología

El Terminal de Red Inteligente (TRI), como se muestra en la Figura 1, está colocado en una posición adecuada, típicamente en una farola del sistema público de iluminación ("Farola Inteligente"), para la comunicación con los Dispositivos de Usuario y detección de vehículos y su entorno. 

El Nodo de Acceso (NA) y el Nodo de Red (opcional según la dimensión), permiten la comunicación transparente de información de los Terminales de Red Inteligentes de su área con el Centro de Control de Red y Centro de Gestión de Usuarios, la realización preferente es un nodo de acceso privado, pero puede ser un nodo de acceso móvil público o acceso WiFi por Internet.

La Arquitectura Modular de Bloques Funcionales del Sistema permite incrementar el Centro de Control de Red hasta su máxima dimensión, determinando fácilmente el número de Bastidores necesarios para soportar los Equipos, según la dimensión de la red, el número de usuarios, número de vehículos aparcados y el número de espacios de aparcamiento.

Debido a la complejidad del sistema, el desarrollo de las unidades de red específicas se realiza en base a la división de tareas, según la partición siguiente: Nivel Sistema - Especificación/ Diseño/ Integración y Prueba, Nivel de Unidades - Dispositivo de Usuario/Terminal de Red Inteligente/ Centro de Control de Red /Centro de Gestión de Usuarios y Nivel Plataforma - Definición/ Desarrollo.

Resultados

Se ha realizado el diseño de alto nivel del Sistema, incluyendo las distintas Unidades funcionales para proceder a su desarrolla y prueba. Por otra parte se ha redactado una Patente de Invención que ha sido registrada en la Unión Europea, Estados Unidos y Méjico, así como el registro del Sistema con la Marca SARA, actualmente se continúa con la fase de diseño detallado del sistema.

Conclusiones

El Sistema descrito permite una solución automática e integrada para la problemática del aparcamiento en las Ciudades, con unas prestaciones muy superiores a los sistemas ya existentes, por otra parte permite desarrollar un conjunto de Servicios Suplementarios esenciales para la evolución de las Ciudades Inteligentes y conseguir el objetivo de una Smart Mobility (Telefónica). La Aplicación Industrial del Sistema y el desarrollo del conjunto de Servicios soportados, tanto para la aplicación específica de Aparcamiento Automático como del conjunto de Servicios para Ciudades Inteligentes, se deriva de forma evidente del concepto y definición del propio Sistema y de la descripción resumida aquí realizada, con sus distintas Unidades, y de la Arquitectura de la Red de Comunicación con sus distintos niveles, siendo una parte fundamental la Unidad denominada Terminal de Red Inteligente, que incluye como elemento esencial un Multiprocesador Digital de Altas Prestaciones.

Referencias

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