Diseño y evaluación de arquitectura de solución de prevención activa para ciclistas

Abstract

Los ciclistas cuentan con pocos métodos de prevención activa de accidentes. En especial en intersecciones de calle, los ciclistas están expuestos a las imprudencias de los automovilistas que pueden ocasionar accidentes, siendo los ciclistas los que sufren los daños mas severos en caso de haber una colisión. En este trabajo de tesis, se propone diseñar y estudiar una arquitectura de solución de prevención activa para ciclistas. Esta arquitectura de solución consiste en tomar la información de posición y velocidad del automóvil, enviarlo a una unidad de procesamiento y finalmente enviar una alerta al ciclista si es que hay peligro inminente de colisión. Para la construcción de esta arquitectura de solución, se toma un algoritmo de predicción de giros vehiculares, y se adapta para que se procese en línea consumiendo los datos de entrada por medio de una red de comunicación. El algoritmo recibe los datos del vehículo a analizar y posteriormente entrega una alerta si es que es probable que el vehículo realice un giro hacia la derecha en la siguiente intersección de calle. La otra parte de la arquitectura de solución consiste en construir una arquitectura de comunicación utilizando el protocolo IEEE 802.11p junto con otros protocolos para entregar los mensajes de alerta al ciclista. Para la arquitectura de solución, se estudian diferentes arquitecturas y protocolos para determinar el rendimiento de cada configuración. La solución, con las diferentes combinaciones de arquitecturas a estudiar, se construyen en un ambiente simulado utilizando herramientas de simulación como son SUMO, OMNET++ y Veins. Con estas herramientas se integra el algoritmo de predicción de giros en conjunto con las arquitecturas a estudiar, en un escenario donde se puede probar la arquitectura de solución completa. Para comprobar la efectividad y utilidad de la arquitectura de solución propuesta, se utilizan dos métricas: Time to Collision (TTC) y Precisión de la predicción. Estas métricas se encargan de medir si es que la arquitectura de solución entrega la alerta con tiempo suficiente y la otra métrica se encarga de ver que tan efectivo es el algoritmo de predicción de giros para inferir el comportamiento de los automovilistas. La arquitectura de solución diseñada propone una nueva alternativa de prevención activa para los ciclistas. Los resultados obtenidos muestran la efectividad de la arquitectura de solución para entregar alertas a un ciclista permitiéndole realizar maniobras evasivas para prevenir o mitigar un accidente en escenarios específicos.