Crean un algoritmo que permite mejorar la seguridad en la carretera a través de la conexión entre vehículos

La conducción ha cambiado en los últimos años debido a la irrupción de nuevas tecnologías, lo que posibilita nuevos servicios en carretera, como la asistencia en el aparcamiento o dirigirnos por la ruta más adecuada en función de nuestras necesidades, y otras mejoras en tareas diarias, como cargar nuestro móvil sin tener que utilizar cables. Entre estos avances, una de las cuestiones que más preocupan a los usuarios es la seguridad vial. En esta línea, con el objetivo de intensificar la protección de los conductores, el grupo de investigación NEO (Networking and Emerging Optimization) de la Universidad de Málaga ha creado un algoritmo inteligente que incrementa la conectividad entre dispositivos y, además, permite el tráfico de información entre automóviles en las denominadas redes VANETs (comunicación de vehículo a vehículo). “Una de las aplicaciones prácticas podría ser avisar a los coches cercanos de que hay un atasco, por lo que deberían disminuir la velocidad”, explica el doctor Jamal Toutouh, del Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación de la UMA.

El equipo NEO, liderado por el catedrático Enrique Alba, lleva más de 15 años trabajando en desarrollo informático con la finalidad de mejorar la movilidad en la ciudad. Con este nuevo proyecto dan un paso más para convertir cualquier núcleo urbano en una smartcity. “El concepto de ciudad inteligente lleva implícitos factores como la optimización del tráfico, la energía o el medioambiente a través de la tecnología, por lo que para que este tipo de proyecto llegue a buen puerto hay tener siempre presente la sostenibilidad de la ciudad y el componente social”, afirma Alba.

Entornos urbanos

En esta ocasión han diseñado lo que se conoce como algoritmos evolutivos o bio-inspirados, ya que toman la naturaleza como modelo y aplican, tal y como confiesan los investigadores, “operaciones más propias de la teoría de la evolución de las especies”. Para ello, se han centrado en las bases de la tecnología de la información con el propósito de afinar los protocolos que corren sobre TCP/IP para conseguir una comunicación satisfactoria entre vehículos en lugares tan complejos como las ciudades, repletas de obstáculos, edificios, numerosas intersecciones y desvíos, y las frecuentes interferencias entre dispositivos. “Cuando se envía un mensaje de alerta en carretera la rapidez es una prioridad, tanto para prevenir a los usuarios de un peligro como para avisar a los servicios sanitarios por una urgencia. Hemos conseguido disminuir ese tiempo en un 19% en entornos urbanos y en un 25% en autovías, sin la mediación de ninguna compañía telefónica, ya que funciona por Wi-Fi”, indica Toutouh, quien explica que para llevar a cabo este desarrollo se han basado en el mapa y datos de tráfico reales de Málaga.

Según los expertos, esta tecnología se podría llevar a cabo con los coches que dispongan de un ordenador de abordo (la mayoría hoy en día) o por medio de un smartphone básico, aunque en este último caso habría que instalar una pequeña antena para mejorar la cobertura. Una vez que uno de los automóviles lance el primer mensaje, los de alrededor servirán como nodos intermedios e irán avisando a los demás formando una red dinámica. “En aplicaciones para la seguridad vial los datos no deben tardar más de 10 milisegundos para comunicarse con los coches vecinos”, comenta el investigador. Pero esta tecnología tiene más aplicaciones, de hecho, con ella se podría jugar online, consultar las ofertas de supermercados cercanos, conocer la disponibilidad de aparcamientos cercanos o estar al tanto de la predicción del tiempo. “Hemos incrementado el volumen de datos transferidos en un 20% en las ciudades y un 25% en autovías”, subraya Jamal Toutouh.

Sin embargo, hay momentos en que la circulación no es continua y se originan espacios muy amplios entre ellos. En estos casos, para que la transmisión de información no se interrumpa el equipo propone colocar dispositivos a pie de la calzada que funcionen como nodos entre automóviles en estas condiciones. Según estos ingenieros informáticos, dichos aparatos podrían ayudar a evitar situaciones de peligro o alertar a los servicios oficiales de incidencias en ese tramo, incluso avisar a una ambulancia si fuera preciso.

Algoritmo de optimización global

La gran dificultad a la hora de crear los cálculos ha sido su carácter multi-objetivo, ya que la movilidad no puede basarse en un solo propósito. “Cuando nos decidimos por una ruta no solo queremos que sea rápida, también buscamos otros parámetros como la seguridad, la economía del combustible, que contamine lo mínimo posible… Esto complica el algoritmo, ya que además hay que aplicar técnicas de paralelismo y computación en la nube, es decir, dividir los problemas, calcular soluciones de manera más sencilla y después unirlo todo para encontrar una solución adecuada”, indica Alba. Con estos cálculos han creado lo que se denomina un algoritmo de optimización global, que logra maximizar el rendimiento a la vez que se satisface una larga serie de restricciones reales.

El equipo NEO trabaja desde su creación en la mejora de la movilidad. Anteriormente han diseñado herramientas inteligentes con el fin de mejorar la eficiencia del flujo de vehículos en la ciudad. “Al igual que en la investigación que nos ocupa, estudiamos los datos de Málaga para saber las horas de más afluencia y las calles con más tránsito de coches. Así podemos ajustar los tiempos en los que los semáforos están en verde para evitar atascos y ayudar a los peatones, aprovechando la infraestructura existente en lugar de gastar recursos en unos nuevos”, concluye el catedrático.

Otras publicaciones

Jamal Toutouh y Enrique Alba (2017): “Paralllel multi-objetive metaheuristics for smart communications in vehicular networks”. Soft  Computing, vol 21, pp. 1949-1961.

Disponible en línea: https://doi.org/10.1007/s00500-015-1891-2

Jamal Toutouh y Enrique Alba (2016): “Light commodity devices for building vehicular ad hoc networks: an experimental study”. Elsevier, vol 37, pp. 499-511.

Disponible en línea: https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2015.09.013

Jamal Toutouh y Enrique Alba (2016): “Distributed fair rate congestion control for vehicular networks”. Springer, vol 474, pp. 433-442.

Disponible en línea: https://doi.org/10.1007/978-3-319-40162-1_47