Marco Annoni

Intelligent & Smart Transport System

Intelligent & Smart Transport System

Il tema delle Smart City e quello dei sistemi per una mobilità sicura, efficiente e sostenibile sono collegati, in quanto entrambi condividono la necessità di acquisire dinamicamente dati ed informazioni da varie sorgenti, trasmetterle in modo affidabile, elaborarle ed utilizzarle per ottimizzare i vari processi specifici. L’articolo discute i possibili scenari di integrazione analizzando i trend nel settore ITS e le attività in cui Telecom Italia è coinvolta.

 

1 - Introduzione

La Mobilità è uno dei bisogni fondamentali nella società odierna essendo centrale al nel nostro sviluppo economico. Abbiamo già discusso di come, al fine di creare un futuro ambientalmente e socialmente responsabile, sia necessario espandere i benefici derivanti dalla disponibilità di sistemi di trasporto sostenibili tramite l’adozione di soluzioni ITS (Intelligent Transport Systems) per la collettività [1], [2]. L’obiettivo primario dell’ITS è stato identificato dall’Europa nel “Piano di Azione ITS” [3] e consiste nel raggiungere un equilibrio tra il bisogno di assicurare una mobilità a persone e merci e quello di garantire una sostenibilità dei sistemi di trasporto e della mobilità alla luce delle scarse risorse disponibili e dei limiti da rispettare in campo di emissioni ambientali.
I tre aspetti più rilevanti dell’ITS sono: la sicurezza dei trasporti, l’efficienza e l’ambiente. L’obiettivo non è tanto quello di eliminare il traffico stradale, ma quello di arrivare ad una mobilità efficiente per basata su un flusso veicolare sicuro, omogeneo e non interrotto anche in caso di situazioni congestionate.
Per raggiungere questo obiettivo è necessario che ogni Stato e, soprattutto, le sue metropoli si dotino di sistemi di raccolta e trattamento dell’informazione di alta qualità, in grado di supportare il trasporto cross-modale (mezzo privato/mezzo pubblico), grazie alla disponibilità di informazioni dinamiche ed affidabili messe a disposizione del cittadino in mobilità. La disponibilità di queste informazioni di alta qualità deve partire dalla raccolta strutturata e dall’elaborazione di quantità sempre crescenti di dati resi disponibili da un ecosistema molto strutturato, che oggi definiamo genericamente come “Smart City”.
In questo contesto, ci si attende che in un futuro prossimo numerosi sensori ed attuatori “intelligenti” saranno installati sul territorio e sui veicoli e, comunicando tra di loro e con centri servizi, saranno in grado di prendere decisioni in autonomia e/o su comando di apposite applicazioni centralizzate gestite dalle pubbliche amministrazioni dai fornitori di servizi pubblici e privati. Il divenire attori di una città “Smart” non può prescindere, quindi, da una forte valorizzazione delle reti TLC, che devono essere sempre più capillari e caratterizzate dall’utilizzo di apposite tecnologie, cosiddette M2M (Machine-to-Machine), adatte a connettere questi nuovi dispositivi.
L’informazione e la conoscenza sono sempre state le chiavi per abilitare servizi e business innovativi, ma in passato la capacità di raccogliere, elaborare, gestire dati in real-time, era impensabile. Oggi la crescente capacità tecnologica ed elaborativa di trattare e di prendere decisioni in tempo reale, basandosi su queste grandi quantità di dati, diventa un potente abilitatore alla trasformazione del business di quei soggetti che si dotano di capacità di analizzare ed utilizzare i “big data”.La possibilità di generare profitti dalla commercializzazione dei dati raccolti ed elaborati è certamente uno dei possibili driver del business, ma non è l’unico. Infatti, si possono prevedere scenari in cui i miglioramenti nel business interno delle aziende derivino dalla connessione ed armonizzazione di processi tra loro indipendenti, ma che elaborano ed analizzano grandi quantità di dati. Ciò è sicuramente vero per molti dei mercati verticali e, nello specifico, anche per quello dell’ITS e della Mobilità. Difatti, un numero crescente di metropoli europee sta iniziando a pianificare la propria infrastruttura di traffico in modo molto più efficiente di quanto fatto in passato, grazie alla disponibilità di dati analitici derivati da informazioni di localizzazione e di stato (p.es. Matrici Origine/Destinazione, stato del traffico urbano, utilizzo dei mezzi pubblici, accessi ad aree urbane specifiche, utilizzo parcheggi, ….)
Dal punto di vista tecnologico, si sta sviluppando una nuova generazione di sistemi di “computing” che si basa sull’analisi di dati provenienti da sistemi embedded e che sfruttano le nuove architetture M2M in cui l’acquisizione, l’immagazzinamento e l’elaborazione del dato si sposta sempre più vicino al “sensore intelligente” che raccoglie il dato stesso.

 

Figura 1 - Modelli per la creazione di contenuto ed il relativo uso

 

Quello che va sottolineato è il fatto che, per una serie di motivi pratici, storici e di mercato, in passato ogni settore di business verticale ha sviluppato i propri meccanismi proprietari e chiusi per raccogliere, elaborare, immagazzinare ed utilizzare il dato. Nella maggior parte dei casi tutto il sistema è stato progettato esclusivamente in funzione dello specifico servizio che si intendeva mettere in esercizio, creando così un’infrastruttura legacy molto specializzata, frammentata e difficile da armonizzare complessivamente. Ancora oggi, per esempio, la maggior parte dei sistemi di controllo del traffico e della mobilità urbana sono abbastanza chiusi e non consentono un accesso aperto a quei dati che potrebbero costruire degli abilitatori a nuovi servizi e generare delle fonti aggiuntive di ricavo.
Con l’avvento del concetto delle “Città Smart”, viceversa, si sta andando verso la creazione di un ecosistema in cui l’enorme quantità di dati raccolta ed elaborata tramite un numero crescente di sensori più o meno sofisticati, così come i dati provenienti da processi di elaborazione e “fusione” dei dati da varie fonti, viene reso disponibile per usi che possono andare ben oltre le motivazioni, per cui quei dati sono stati originariamente raccolti ed elaborati. In pratica è plausibile che concetti come quelli di M2M, “Smart City”, “Big Data” ed “Open Data” vadano verso una graduale convergenza ed integrazione.
Sebbene i vantaggi siano evidenti, questo obiettivo di integrazione e convergenza non è semplice da raggiungere, in quanto, oltre alla creazione di nuove infrastrutture dedicate alla raccolta ed al trattamento di nuovi dati attualmente non ancora disponibili, sarà necessaria l’armonizzazione e l’apertura di sistemi legacy già in esercizio e, affinché ciò possa avvenire, si dovrà necessariamente dimostrare di poter creare vantaggi anche a tutti quei soggetti che oggi trattano quei dati per le proprie finalità istituzionali o di business.
Per questo motivo, sembra ragionevole promuovere lo sviluppo di sistemi in cui la generazione del dato grezzo o del contenuto elaborato non siano più strettamente ed esclusivamente legati al processo di business per il quale il dato viene originariamente raccolto e trattato (silos paralleli), ma diventino elementi di un processo più generale ed aperto in cui i vari contenuti diventano disponibili a più soggetti che possono utilizzarli per creare dei servizi attualmente non esistenti.
In tal senso, sembra interessante l’esperienza della città di Helsinki che, nel corso degli anni, si è dotata di una serie di sistemi per acquisire e trattare dati ed informazioni sullo stato del traffico e sulla propria rete di trasporto pubblico, al fine di poter fornire istituzionalmente dei servizi di informazione gratuita al cittadino. Lo sviluppo dei servizi di informazione al cittadino si è dimostrato complesso e costoso per l’amministrazione locale, ma, in seguito alla decisione di HSL (Helsinki Region Transport) del Febbraio 2011 di avviare una competizione aperta agli sviluppatori di applicazioni mobili rendendo disponibile l’accesso a titolo gratuito ai propri dati da parte di soggetti privati registrati, nel giro di pochi mesi, sono cresciute le domande di account per l’accesso ai dati da parte di sviluppatori che sono passati ai circa 700 attuali, con il risultato che si sono visti proliferare lo sviluppo e la disponibilità di applicazioni e servizi basati sui quei dati. Oggi il cittadino di Helsinki ha quindi a disposizione un’ampia gamma di Apps (oltre una trentina) che rispondono alle proprie esigenze di informazione a supporto della mobilità e questo è avvenuto grazie all’intraprendenza di soggetti ed imprese private, senza che l’amministrazione locale impegnasse direttamente risorse proprie.

 

Figura 2 - Numero di account sviluppatori per accesso ai dati di mobilità di HSL (Regione di Helsinki) Fonte: HSL Presentation @MOBINET Workshop - Helsinki, 17/09/2013

 

2 - Fututi scenari Automotiv

Negli anni recenti i veicoli sono cambiati radicalmente passando dall’essere dei puri sistemi meccanici ad essere dei sistemi complessi “computer-enabled”, consentendo la connettività all’interno del veicolo e fornendo ai conducenti ed ai passeggeri  più strumenti di controllo ed informazione. Il passo successivo è stato quello di connettere il veicolo all’ambiente esterno e ricevere informazioni circa lo stato del traffico, abilitare soluzioni assicurative, di tele pedaggio o di localizzazione in caso di incidente e di furto.
La GSMA, nell’ambito del proprio Connected Living mAutomotive project [4] ha stimato che il mercato globale dell’auto connessa varrà 39 miliardi di Euro nel 2018, partendo dai 13 miliardi nel 2012, secondo le nuove previsioni di mercato.
Dal momento che la penetrazione mondiale di questi sistemi di veicolo connesso è in crescita da un valore di circa l’11% nel 2012 al 60% previsto nel 2017 secondo quanto indicato da uno studio ABI Research pubblicato a Luglio 2012 (di cui più dell’80% negli USA e nell’Europa occidentale) esistono certamente i presupposti per assumere che la tecnologia di rete mobile contribuirà nei prossimi anni a modificare radicalmente il modo in cui si usa il veicolo. Il veicolo connesso diventa un potente abilitatore di servizi per la collettività in mobilità. Si prevedono soluzioni per salvare delle vite, per aumentare la sicurezza dell’esperienza di guida tramite l’accesso ad informazioni, per supportare il processo di manutenzione preventiva del veicolo, per gestire servizi assicurativi, per supportare i processi di movimentazione beni…
Nel caso di incidente stradale, ad esempio, uno dei fattori determinanti per diminuire il tasso di mortalità è legato alle tempistiche del soccorso. Elementi fondamentali per raggiungere questa riduzione dei tempi di intervento sono la disponibilità di dati affidabili circa l’incidente veicolare, come la posizione geografica, il senso di marcia il tipo di veicolo in modo da consentire un intervento efficace e puntuale.  Per queste finalità,  l’iniziativa normativa della Commissione Europea [7], [8], [9] per l’introduzione della chiamata d’emergenza veicolare Pan-Europea, “eCall”, richiede l’installazione a bordo veicolo di un dispositivo di comunicazione su rete mobile. Tutti i nuovi modelli di auto omologate in Europa a partire da ottobre 2015 verranno dotati di una unità di bordo in grado di generare e trasmettere automaticamente questi dati tramite la rete mobile e rendere disponibile questa informazione alla centrale operativa di primo livello PSAP (Public Safety Answering Point) che è competente territorialmente .
Per quanto riguarda l’accesso all’informazione, i servizi innovativi abilitati dalla connettività e dall’accesso ai dati riguardano, per esempio: l’accesso a dati dinamici (e.g. real-time) sullo stato del traffico, sui rallentamenti per incidente, sui lavori in corso, sulle tratte a pagamento, sull’accesso a zone con traffico regolamentato, sulla posizione delle stazioni di rifornimento ed i costi carburante, sulla disponibilità e/o la prenotazione di un posteggio, …
Un altro mercato che, soprattutto in Italia, sta crescendo notevolmente è quello assicurativo in cui, grazie all’accesso a dati messi a disposizione dal veicolo, le compagnie assicurative iniziano ad offrire servizi di assicurazione di tipo PAYD (Pay As You Drive) basati sulla profilatura di rischio del conducente, servizi di certificazione degli incidenti, e di localizzazione e recupero di veicoli rubati.
Nel caso dei soggetti commerciali ed industriali tutte le tecnologie ed i dati legati alla localizzazione ed al tracking veicolare vanno anche ad accrescere l’offerta di soluzioni business nel settore della gestione flotte  e della logistica che possono recuperare efficienza da una gestione in tempo reale dei processi di pick-up & delivery, dell’instradamento ottimale e della ridirezione di rotta in caso di eventi imprevisti.
Anche il mondo delle applicazioni mobili può beneficiare della crescente disponibilità di dati grazie allo sviluppo di App. Un esempio è l’applicazione iPhone iGasUp che, negli USA, consente di identificare le 10 stazioni di rifornimento più vicine o con il minimo costo del carburante, accedendo ai dati forniti dal servizio OPIS (Oil Price Information Service).
Altro settore, che sta iniziando a trarre beneficio dalla crescente decisione da parte delle case automobilistiche di dotare i propri veicoli di sistemi di connettività e trattamento dei dati, è quello legato alla manutenzione preventiva ed al servizio di assistenza in caso di guasto da parte delle case automobilistiche.

 

3 - Attività pilota in campo

Telecom Italia è attivamente coinvolta in questo processo di collaborazione conalcune realtà locali al fine di sviluppare e testare in campo l’integrazione delle soluzioni innovative ITS nello scenario più generale delle Smart City. Oltre al Pilota nazionale sul servizio pan-Europeo eCall, che si è svolto nel distretto di Varese, coinvolgendo direttamente, nell’ambito del contratto Europeo HeERO, anche l’AREU (Azienda Regionale Emergenza Urgenza della Lombardia) [1] [2], da inizio 2013, Telecom Italia è coinvolta nei consorzi progettuali per tre nuovi contratti Europei (COMPASS4D, TEAM e MOBiNET) che, in varia misura, sviluppano e testano in campo soluzioni per l’acquisizione, il trattamento e la valorizzazione di dati per il mondo ITS.

3.1 - MOBiNET

Il progetto ha l’obiettivo di finalizzare lo sviluppo di un framework pre-operativo distribuito a livello EU (in tecnologia cloud) in grado di supportare un marketplace ITS aperto per l’offerta di dati (contenuti) e nuovi servizi (applicazioni) interfacciandosi anche con soluzioni ed infrastrutture legacy. Il modello di collaborazione tra gli stakeholder è primariamente di tipo B2B2C.
Nel progetto si intende anche testare pre-operativamente le possibili regole di governance tra i membri del framework  MOBiNET e delle modalità di esercizio operativo del framework. Il processo di test e validazione prevede un’interazione con le amministrazioni locali e/o i loro enti strumentali responsabili per la gestione della mobilità nelle aree metropolitane e le città coinvolte nel pilota pre-operativo.
In Italia, la sperimentazione si svolgerà a Torino con funzionalità e complessità crescente a partire dalla metà del 2014.

 

Figura 3 - Architettura Funzionale MOBiNET

 

3.2 - TEAM

L’obiettivo generale del progetto TEAM è di creare, testare, dimostrare e valutare un sistema di gestione della mobilità dinamica e collaborativa. In dettaglio, gli obiettivi tecnici sono:

  • Sviluppare e testare processi decisionale/collaborativo e algoritmi di ottimizzazione;
  • Sviluppare elementi abilitanti di una Cloud per servizi auto motive;
  • Sviluppare elementi per la gestione dinamica della mobilità;
  • Creare meccanismi di partecipazione di conducenti e viaggiatori;Quantificare le prestazioni tecniche e gli impatti operativi;
  • Promuovere la mobilità collaborativa.

In questo progetto, Telecom Italia intende mettere a disposizione e testare la propria soluzione prototipale per l’acquisizione di dati dinamici sulla mobilità per mezzo di meccanismi social (ITS2.0) e la relativa creazione di contenuto informativo ITS che possa essere utilizzato come abilitatore per la creazione di nuovi servizi a supporto della mobilità. In Italia, la sperimentazione si svolgerà a Torino ed a Trento a partire dalla fine del 2014.

 

Figura 4 - L’ecosistema TEAM ed i nodi che generano e scambiano dati

 

Figura 5 - Soluzione architetturale

 

3.3 - COMPASS4D

Il progetto COMPASS4D ha l’obiettivo primario di coinvolgere direttamente le Amministrazioni Locali nella fase di messa in esercizio pre-operativa e nel testing delle soluzioni innovative di ITS cooperative (C-ITS), in cui tre elementi funzionali: l’infrastruttura stradale, il veicolo ed i centri servizio si scambiano dati ed informazioni utilizzando modalità di comunicazione sia a corto raggio (comunicazione V2I a 5.9GHz) che a  lungo raggio (comunicazione su rete mobile).
Il progetto è organizzato attorno ad una serie di Pilota nazionali che coinvolgono direttamente le città. Il pilota italiano si svolge a Verona ed è mirato a valutare in condizioni realistiche le performance di comunicazione, acquisizione dati e distribuzione di informazioni ITS sia utilizzando comunicazione a 5.9GHz che LTE.

 

Figura 6 - Allestimento del Pilota COMPASS4D

 

Conclusioni

Il settore dell’ITS è quello che per dimensione costituirà, a detta degli analisti di settore, uno dei campi di applicazione principale per la tecnologia M2M e l’acquisizione di dati ed informazioni in mobilità. Una serie di iniziative regolatorie da parte del Parlamento Europeo stanno già contribuendo a creare i presupposti per fare in modo che nei prossimi anni ogni veicolo diventi parte di un ecosistema interamente connesso e cooperativo. L’integrazione tra veicoli, infrastruttura stradale intelligente, centri servizio, sensoristica distribuita, dispositivi M2M diverrà realtà e parte integrante delle future “Smart City”, nelle quali il veicolo connesso sarà considerato come un sensore intelligente in grado di acquisire informazioni dall’ambiente circostanze mentre si muove nell’ambito metropolitano. La principale sfida consiste nel raggiungimento di un’integrazione accettabile a livello di acquisizione, trattamento e condivisione dei dati tra i puri sistemi ITS in fase di dispiegamento e le future Smart City in fase di ideazione. Il ruolo di un operatore mobile in questo processo è senza dubbio centrale dal punto di vista tecnologico così come quello delle amministrazioni locali lo è dal punto di vista degli investimenti strutturali sul territorio. Dalla collaborazione tra questi due attori può certamente nascere quella Smart City del futuro, in cui la grande quantità di dati raccolti da processi indipendenti e separati potranno essere resi accessibili e condivisi da soggetti diversi costituendo un asset fondamentale per la realizzazione di una mobilità sicura, efficiente e sostenibile.

 
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