Arquitectura de una Plataforma Telemática Integral para el Despliegue de Servicios Ubicuos en el Ámbito de los Sistemas Inteligentes de Transporte

Abstract

La carrera por dotar a los vehículos de mayor seguridad y de comodidades hasta hace poco inimaginables, ha espoleado los avances en novedosos sistemas inteligentes de transporte, o intelligent transportation systems (ITS). De hecho, tal es la cantidad de líneas de trabajo y ámbitos de la ciencia que conforman los ITS, que la investigación se ha visto diversificada en gran medida en el último lustro. Uno de los campos que más interés procesa (si no el que más) es el de la telemática vehicular. Los nuevos servicios de a bordo englobados por la informática y las telecomunicaciones no paran de crecer en el ámbito científico, e incluso los modelos comerciales empiezan a incorporarlos en forma de sistemas de navegación integrados o mecanismos de tele-asistencia, por ejemplo. La tesis doctoral se encuadra dentro de este ámbito, mediante la definición de una plataforma integral para la provisión de servicios telemáticos tradicionales y de carácter ubicuo. La investigación puntual en los principales subsistemas de a bordo y del lado de la infraestructura, completa las piezas del puzzle que comprende un sistema de carácter genérico de despliegue de servicios ITS. La adecuación de un vehículo prototipo de referencia se ha enriquecido con una unidad de a bordo basada en un computador de propósito general, que incluye una propuesta de plataforma software modular basada en pasarela de servicios. El sistema de navegación toma como referencia a GPS, y explota las capacidades de los sistemas de aumento de señal, o satellite based augmentation systems (SBAS). De esta manera, se mejora la precisión y la disponibilidad, pero, sobre todo, se añade la funcionalidad necesaria para la monitorización de la integridad del sistema. La red vehicular cubre el hueco existente entre las soluciones poco flexibles basadas en redes de infraestructura, y las demasiado localizadas y distribuidas (VANET), mediante una arquitectura de comunicación overlay que funciona sobre unas resurgidas redes celulares. Finalmente, la plataforma se completa con un soporte remoto adicional de la infraestructura, para la definición de servicios pervasivos con capacidades de monitorización de la red viaria, procesamiento global, e inferencia descentralizada de información contextual adaptada a las preferencias de los usuarios. Due to the growing interest that current society has in new technologies, new products in the fields of information and communication technologies are emerging in new environments still unexploited. In this way, vehicles are a perfect frame for installing a lot of useful functionalities traditionally available at work or home environments. However, this expansion needs a suitable hardware and software support adapted for the market and user demands. The on-board software architecture developed in the frame of the thesis covers some of these issues and acts as the basis for the rest of proposals presented in the work. Integration of telematics and vehicular communications in next-generation cars will turn the provision of contextual information into the cornerstone of vehicular services. In the world of intelligent transportation systems (ITS) such capability has a key role in the transmission of traffic incidences. Although there are multitude of solutions for the problem of sharing information between vehicles and between the vehicle and the infrastructure, none presents a valid general communication architecture for the notification, storage, management and provision of context-aware information on traffic and current location. The proposal given in the thesis offers a solution using an integrated vehicle to vehicle (V2V) and vehicle to infrastructure (V2I) communication paradigm enriched with an information management system. The infrastructure manages all the collected safety hazards heard from vehicles and the interesting information to be provided to the user, and adapts these to the car's context and driver's preferences. Moreover, positioning requirements of this new generation of ITS services are continuously growing. New applications in the vehicular domain require positioning sensors with a high level of accuracy, availability, continuity and integrity. The proposed navigation and networking architectures are of special relevance in the thesis and, as it is explained, both of them imply novel designs not only in the vehicle, but also in the remote and road side support. In addition to the system design, a real vehicle prototype and the whole implementation of the system are presented. This test-bed has been also used to perform multitude of experimental evaluations, which demonstrate the suitability of the whole proposed platform.