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Il futuro della sicurezza stradale: tecnologia e AI a supporto dei veicoli del futuro

Giuseppe Longobardi : 3 Giugno 2023 08:38

In un mondo in continua evoluzione tecnologica, la sicurezza stradale è una preoccupazione crescente.

Il parco circolante di auto-veicoli come auto, autocarri e bus è cresciuto di ben 10 Milioni di unità rispetto agli anni 2000, sfiorando quota 45 Milioni. Un numero davvero impressionante considerando che l’attuale popolazione italiana è di 58 Milioni e 851 mila unità, Il rapporto persone/veicoli è quindi di 1,3.

Questo articolo si concentra su come le misure di sicurezza in autostrada e nei veicoli possono contribuire alla riduzione degli incidenti.

Gli Incidenti in Autostrada, un po’ di Numeri

Nonostante gli sforzi per migliorare la sicurezza stradale, gli incidenti in autostrada rimangono un problema significativo. Secondo l’Organizzazione Mondiale della Sanità, circa 1,35 milioni di persone muoiono ogni anno a causa di incidenti stradali, mentre tra 20 e 50 milioni di persone subiscono lesioni non fatali.

Queste cifre sottolineano l’importanza di intensificare gli sforzi per migliorare la sicurezza in autostrada.

Le Misure di Sicurezza Adottate Oggi in Autostrada

Le autorità di trasporto hanno implementato diverse misure di sicurezza per ridurre il rischio di incidenti in autostrada. Queste misure includono l’installazione di barriere di sicurezza, la segnalazione stradale chiara, l’illuminazione adeguata, la manutenzione regolare delle infrastrutture e l’implementazione di tecnologie intelligenti di trasporto, come i sistemi di gestione del traffico in tempo reale.

Questi sistemi utilizzano sensori e telecamere per monitorare le condizioni del traffico e possono regolare i segnali di traffico e i limiti di velocità in tempo reale per rispondere alle condizioni mutevoli.

Inoltre, i pannelli a messaggio variabile possono fornire agli automobilisti informazioni in tempo reale su incidenti, lavori stradali o condizioni meteorologiche avverse.

Le Misure di Sicurezza Adottate Oggi nei Veicoli: Gli ADAS

Parallelamente alle misure di sicurezza stradale, i progressi tecnologici hanno portato alla diffusione dei sistemi di assistenza alla guida avanzati (ADAS) nei veicoli moderni. Questi sistemi utilizzano sensori, telecamere e algoritmi di intelligenza artificiale per assistere il conducente e ridurre il rischio di incidenti.

Ad esempio, il Lane Assist può rilevare se il veicolo sta per uscire dalla sua corsia e può fornire un avviso al conducente o intervenire automaticamente per mantenere il veicolo nella corsia.

L’Adaptive Cruise Control (ACC) può invece regolare la velocità del veicolo per mantenere una distanza di sicurezza dal veicolo precedente.

Il Front Assist può rilevare un potenziale collisione con un veicolo o un pedone davanti e può frenare automaticamente se necessario.

Alcuni veicoli sono anche dotati di sistemi di guida autonoma, che possono assumersi il controllo di alcune funzioni di guida, come la sterzatura, l’accelerazione e la frenata, in determinate condizioni. 

La guida autonoma ci aiuta nella riduzione del tasso di incidenti ma dobbiamo comunque considerare che:

  • La maggior parte dei veicoli attualmente in circolazione in Italia non gode di queste tecnologie
  • Le nostre strade molto spesso non sono AI Friendly, cioè sono costruite in un modo tale da non permettere alle telecamere, radar e altri sensori di ricostruire un modello digitale fedele. (Un esempio potrebbe essere l’autostrada E847, che all’improvviso presenta delle svolte assurde a 90° se consideriamo il contesto autostradale, complice anche la mancanza di preavvisi)
  • Le nostre strade per esigenze ingegneristiche presentano alcune svolte e/o tratti molto pericolosi, l’uso di sensori per segnalare eventuali presenze di code appena dopo una curva ceca o eventi di questo genere diventa fondamentale

Ecco un esempio di scenari in cui la guida autonoma potrebbe non essere efficace:

  1. Presenza di veicoli/persone dopo una curva cieca 
  2. Presenza di liquidi sull’asfalto 
  3. Presenza di Nebbia 
  4. Molti Altri

Segnalare la presenza di veicoli/persone dopo una curva cieca con LoraWAN

LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) è un protocollo di comunicazione wireless ad alta efficienza energetica progettato per l‘Internet of Things (IoT). Questo protocollo consente a dispositivi a bassa potenza di comunicare con server IoT attraverso reti di lungo raggio, rendendo possibile la raccolta e la gestione dei dati da sensori e dispositivi distribuiti su vaste aree geografiche.

LoRaWAN è particolarmente efficace per applicazioni che richiedono dispositivi con lunga durata della batteria e bassi costi operativi, come il monitoraggio ambientale, la smart agriculture, e il tracciamento degli asset.

Quindi con dei sensori di ingombro che rilevano veicoli e/o persone stazionate all’uscita della curva è possibile segnalare la loro presenza tramite dei cartelli posti in prossimità dell’ingresso della stessa. In questo modo chi si approccia alla curva può regolare la velocità ed evitare incidenti grazie alla segnalazione.

Questo può funzionare per tutte le curve che non permettono di vedere cosa c’è dall’altra parte. L’uso di LoraWan permette anche di capire l’andamento del traffico in una certa tratta grazie ai sensori di prossimità.

Sicuramente questa soluzione presenta una notevole latenza rispetto ad una implementazione cablata ma è anche vero che ha alcuni vantaggi che ne garantirebbero la diffusione:

  • Basso/bassissimo costo di implementazione
  • Poca Manutenzione
  • Costo batterie bassissimo
  • Impatto ambientale ridotto (Nessuno scavo richiesto)

Segnalare La presenza di liquidi sull’asfalto 

L’aquaplaning, o idroplanaggio, è un fenomeno fisico che può verificarsi quando un veicolo si muove velocemente su una superficie bagnata. Questo avviene quando la pressione dell’acqua accumulata di fronte agli pneumatici supera la pressione esercitata dal veicolo stesso, causando la formazione di un sottile strato di acqua tra gli pneumatici e la strada.

Di conseguenza, gli pneumatici perdono il contatto con l’asfalto e il veicolo, perdendo aderenza, può diventare difficile da controllare, aumentando il rischio di incidenti. L’effetto è simile a quello di un aereo che decolla, da cui deriva il termine “aquaplaning”. La velocità del veicolo, la quantità di acqua sulla strada e la profondità del battistrada degli pneumatici sono fattori che possono influenzare l’occorrenza di questo fenomeno.

Per questa contingenza esiste una particolare tecnologia che ci permette di gestire questo problema ed anche segnalare ad altri automobilisti l’imminente pericolo. Sitiamo parlando di DAI.

L’innovativo DAI (Digital Aquaplaning Information), è un sensore digitale progettato per segnalare tempestivamente il pilota sul grado di rischio legato alla guida su strade bagnate, mitigando così il pericolo derivante dall’aquaplaning.

Questa avanzata tecnologia è stata ideata e protetta da brevetto da Easyrain, un’azienda piemontese che si concentra sulla sicurezza stradale attraverso l’applicazione di soluzioni tecnologiche innovative. Questo sensore digitale esamina in modo continuativo i dati relativi alla dinamica del veicolo rispetto alle condizioni stradali attuali, fornendo al guidatore un avviso immediato attraverso tre differenti gradi di allarme.

Nei veicoli che sono dotati del sistema Easyrain AIS (elaborato in collaborazione tecnica con Italdesign e Bosch VHIT), il sensore digitale DAI funziona come un interruttore ad alta velocità in situazioni di aquaplaning, attivandosi prima che le ruote perdano aderenza sulla superficie bagnata.

In pratica, DAI è un insieme di software, per cui può essere integrato in qualsiasi veicolo, utilizzando una ECU già presente per massimizzare l’efficienza della piattaforma.

Con l’uso del 5G/4G è possibile inviare i dati acquisiti dai sensori ad un server centrale che poi potrà informare (con opportuna tecnologia) gli altri automobilisti.

Segnalare La presenza di nebbia

La nebbia oltre a ridurre significativamente la visibilità dei conducenti, può alterare o inabilitare completamente gli ADAS dei veicoli a guida autonoma. La sua segnalazione è fondamentale soprattutto per veicoli con alti livelli di Guida Autonoma (Livello 3,4 e 5). 

Questo perché esiste un deltaT (Tempo) che intercorre dal momento in cui i sensori del veicolo smettono di funzionare correttamente alla effettiva comunicazione della disattivazione della guida autonoma. In questo deltaT è possibile che il conducente sia distratto per via della guida autonoma e che non si accorga della presenza di veicoli, rischiando di fatto di tamponarli. 

Per questo motivo la segnalazione di banchi di nebbia in anticipo con sensori, un esempio è il sensore di visibilità Biral VPF è un’esigenza che nel tempo crescerà significativamente per via dell’incremento di veicoli dotati di guida autonoma.

Ovviamente ci si aspetta che questi sensori comunichino con un server, il quale provveda ad aggiornare un database preposto allo scopo. 

Conclusione: Il Futuro della Sicurezza Stradale

L’avvento di tecnologie innovative come l’Intelligenza Artificiale (AI), l’Internet of Everything (IoE) e i protocolli di comunicazione wireless come LoRaWAN, stanno rivoluzionando il modo in cui affrontiamo la sicurezza stradale. Con l’aumento del numero di veicoli in circolazione, è più importante che mai utilizzare queste tecnologie per migliorare la sicurezza sulle nostre strade.

I sistemi ADAS e la guida autonoma rappresentano un notevole passo in avanti per la sicurezza dei veicoli. Tuttavia, la loro efficienza dipende in gran parte dalla qualità delle infrastrutture stradali e dalle condizioni di guida, comprese le condizioni atmosferiche. Pertanto, l’implementazione di sensori stradali per monitorare e segnalare eventuali pericoli diventa essenziale per il corretto funzionamento di queste tecnologie.

LoRaWAN e altri protocolli di comunicazione wireless potrebbero fornire il mezzo per la raccolta e la trasmissione di dati da sensori stradali su vaste aree geografiche, contribuendo a creare una rete di sicurezza stradale intelligente. Questo potrebbe consentire un monitoraggio e una risposta in tempo reale ai cambiamenti delle condizioni stradali e potrebbe integrarsi con i sistemi di bordo dei veicoli per fornire agli automobilisti avvisi tempestivi.

Tuttavia, è importante ricordare che queste tecnologie non sono una panacea. Mentre possono aiutare a ridurre il rischio di incidenti, la sicurezza stradale dipende ancora in gran parte dal comportamento dei conducenti. La consapevolezza della sicurezza, la formazione e la responsabilità dei conducenti rimangono fondamentali per la sicurezza stradale.

In definitiva, l’intelligenza artificiale, l’IoE e la comunicazione wireless rappresentano strumenti preziosi per migliorare la sicurezza stradale. Tuttavia, il loro potenziale può essere realizzato solo attraverso un’implementazione e un utilizzo corretti, e dovrebbero essere visti come parte di una soluzione più ampia che coinvolge infrastrutture stradali sicure, veicoli sicuri e conducenti responsabili. 

Giuseppe Longobardi
CyberSecurity Manager e ICT Trainer, specializzato in Networking e CyberSecurity. Inventore della web app "OnionCert", registrata alla SIAE con N. Registrazione D000016744, ideatore del "Metodo Longobardi" per il Subnetting ed autore di svariati corsi di formazione in ambito Networking e CyberSecurity. Da sempre seguo progetti di ricerca e sviluppo in ambito Industry 4.0 , Smart City e Blockchain. Credo nello sviluppo continuo di nuove competenze, tecnologie e soluzioni open source. La mia filosofa di vita: "Se i tuoi progetti hanno come obiettivo 1 anno pianta del riso, 20 anni pianta un albero, un secolo insegna a degli uomini"