Aplicación de los drones en estudios de tráfico

Aplicación de los drones en estudios de tráfico

(Artículo publicado en la Revista Obras Urbanas número 63)
Narciso Abalo Chouza, Director de Proyectos de Aplygenia.

Aplygenia combina las capacidades de vuelo de los drones y posibilidades de análisis de la visión artificial para realizar estudios de tráfico más completos y exactos.

APLYGENIA, S.L. es una empresa con una amplia experiencia en ingeniería civil, urbanismo y edificación que aplica los últimos avances tecnológicos a estos ámbitos de conocimiento en busca de la optimización de los procedimientos tradicionales de trabajo, de la seguridad de las operaciones y de la implantación de las nuevas tecnologías. Desde sus inicios no ha dejado de innovar y buscar nuevas soluciones para todos y cada uno de los campos que existen en el ámbito de la ingeniería civil.

Uno de esos campos donde Aplygenia ha desarrollado recientemente una solución innovadora es en el de análisis de tráfico, utilizando los rpas para captar imágenes en puntos conflictivos y, posteriormente procesarlas mediante visión artificial.

Los métodos de estudio de tráfico utilizados hasta el momento se basan en la captura de información mediante la disposición de espiras electromagnéticas bajo calzada, equipos de conteo mediante gomas neumáticas, o conteo manual con personal en campo (aforadores), todos los cuales requieren logísticas más o menos complejas y aportan información limitada sobre el flujo de vehículos con precisiones dispares.

La alternativa de realizar la toma de datos mediante el empleo de RPAS mejora en mucho los métodos tradicionales, ya que su despliegue en campo resulta muy sencillo, en ningún momento genera afecciones a los usuarios ni a la vía, con lo cual se elimina cualquier interferencia con el tráfico rodado y no se pone en riesgo en ningún momento a técnicos ni a operarios.

Otra de las ventajas en la captura de datos es su inmediatez : los RPAS permiten, con las limitaciones establecidas en la legislación vigente, realizar estas operaciones en cualquier lugar, vía o intersección, sin requerir una infraestructura previa ni la instalación de ningún equipo de equipo o instalación, pudiendo repetir las secuencias de lectura las veces que sean precisas, incluso en días diversos sin apenas movilización de medios técnicos y humanos.

La manipulación y gobierno de los RPAS está confiado a un sistema inteligente embarcado en el mismo que se apoya en un sistema de antenas satelitales que les permiten el vuelo estacionario, es decir, pueden mantener el vuelo de forma continua en la mismas coordenadas y altitud con lo que la toma de datos (captura de imagen) resulta muy precisa, obteniéndose secuencias estabilizadas de alta definición.

Tras la captura de datos (imágenes de alta calidad), estos se deben procesar. Para esta operación Aplygenia utiliza un software basado en visión artificial. Mediante una serie de algoritmos basados en redes neuronales el ordenador es capaz de detectar por sí solo de manera automática cada vehículo, determinar su tamaño, y obtener su trayectoria. A partir de aquí se pueden obtener un gran número de parámetros que definen el comportamiento del tráfico que es estudiado.

En primer lugar, y gracias a la capacidad de determinar el tamaño de vehículos, estos se pueden clasificar de manera automática, por asociación, en vehículos pesados, vehículos medios, autobuses, coches, motocicletas y bicicletas.

Gracias a que el software determina la trayectoria de todos y cada uno de los vehículos identificados, y que se pueden definir secciones de control según se precise, se puede obtener de manera automática la matriz de origen-destino en una intersección por muy compleja que sea ésta.

Este apartado aporta una enorme mejora con respeto a los métodos tradicionales utilizados en los estudios de tráfico, dado que no solo se realiza el conteo en cada entrada y salida de la intersección si no que, además, se obtiene la matriz origen-destino con una precisión total, sin producir ninguna afección al tráfico.

Hasta el momento esto se hacía mediante la realización de encuestas a pie de carretera, un sistema estadístico que requería el despliegue de personal in situ y la detención física de los vehículos, con el trastorno que ello suponía de cara al tráfico, así como el riesgo para la integridad de operarios y conductores, todo ello para un nivel de precisión muy escaso y poco fiable.

A partir del registro de los conteos con el software mencionado se pueden obtener los flujos de tráfico, no solo para el global de los vehículos, sino también por tipo de vehículo, según la entrada, la salida, o cualquier otro dato segregado que se desee.

Algunas de las aplicaciones de estos datos pueden ser el estudio de capacidad de intersecciones, regulación semafórica, conocer el comportamiento de tráfico pesado en zonas industriales o en zonas urbanas para delimitar su circulación, el movimiento de autobuses o bicicletas en ciudad para construir carriles especiales, etc.

Las imágenes capturadas están georeferenciadas y escaladas, lo que permite determinar las dimensiones de la zona de estudio y las distancias que recorren los vehículos. Con esta información se puede obtener la velocidad y la aceleración instantánea de cada vehículo en cada momento, lo que resulta fundamental en el estudio de los niveles de servicio en carreteras. Datos relevantes como las zonas de aceleración y frenada de los vehículos sirven para determinar la instalación o no de bandas sonoras o badenes en la aproximación a una intersección, la colocación más óptima de pasos de peatones, etc.

Aplicación de los drones en estudios de tráfico

Clasificación de vehículos, velocidad instantánea y tiempo dentro de la intersección.

Aplicación de los drones en estudios de tráfico

Diagrama de velocidad de todas las trayectorias de vehículos.

Otro dato que resulta muy útil es el tiempo de circulación de cada vehículo. En intersecciones con un flujo de vehículos importante que se llega a colapsar o con semáforos que regulan el tránsito es de ayuda saber cuánto tiempo están los vehículos detenidos, cuánto tardan entre semáforo y semáforo, etc., y así poder decidir la instalación o supresión de un semáforo, o la sincronización entre semáforos.

Toda esta información puede ser utilizada por separado o en su conjunto. Desde Aplygenia se apuesta por soluciones concretas y adaptadas a cada caso de estudio. Desde una única intersección hasta circunvalaciones completas de ciudades. Desde la obtención de la matriz origen/destino, hasta un estudio detallado del comportamiento del tráfico. Y desde la obtención de datos numéricos hasta el análisis exhaustivo del tráfico en las vías, la localización de problemas, la propuesta de soluciones a esos problemas, y la realización del proyecto de actuación final.

Este servicio de análisis y estudio de tráfico se une a los que Aplygenia ya proporciona en el sector de obra civil: inspecciones de infraestructuras, cartografía y modelado del terreno, modelización 3D de infraestructuras, inspecciones con termografía, etc.

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