Sistema de comunicación en vehículos: V2X

La seguridad en la carretera es primordial y desde hace decenios la industria automovilística vuelca todos sus esfuerzos en desarrollar sistemas que la aumenten. Prueba de ello son el desarrollo del programa Euro NCAP en 1966, orientado a evaluar la seguridad de los automóviles, la introducción y perfeccionamiento de los sistemas ADAS de seguridad activa y en los años 80, 90 y 2000 y, más recientemente, el desarrollo de la tecnología V2X (Vehicle-to-Everything), que permite que un vehículo pueda interaccionar con el entorno. En este artículo de Wikidriver te contaremos con más detalle este último sistema, que, a pesar de estar aún en fase de desarrollo, se vislumbra como una herramienta de seguridad básica de los coches del futuro.

Vehículos que hablan con la ciudad, con otros coches e, incluso, con peatones. Aunque nos parezca más propio de una película de ciencia ficción que de la vida real, a día de hoy ya es técnicamente posible y existen automóviles conectados capaces de comunicarse con el entorno y tomar decisiones inteligentes en tiempo real. ¿Pero, qué tipo de decisiones? Pues que un coche pueda modificar su trayectoria para evitar un accidente si una cámara le informa de una maniobra peligrosa de otro vehículo que no ha detectado, que opte por una ruta alternativa en caso de tráfico denso o que se aparte de la vía para dejar paso a un vehículo en servicio de emergencias incluso antes de verlo o escucharlo. En todos los casos, el coche utilizaría la tecnología V2X (Vehicle-to-Everything), una tecnología desarrollada en Japón en 2017 y que ha ido extendiéndose sucesivamente a otros países del mundo.  

¿Qué es el sistema de comunicaciones V2X en coches? 

El Vehicle-to-Everything (es decir, la comunicación entre un vehículo y cualquier elemento de su entorno) es un sistema que permite a un automóvil comunicarse directamente con otros coches, peatones o infraestructuras. De este modo, mediante la tecnología V2X el vehículo puede interactuar con el entorno gracias a los datos recibidos en tiempo real, permitiendo al conductor agilizar y mejorar sus decisiones al volante y, por tanto, aumentar tanto su seguridad como la de los otros usuarios de la vía.

Dentro del concepto Vehicle-to-Everything existen varias subcategorías, ya que el vehículo puede estar conectado a una gran cantidad de elementos: desde dispositivos (Vehicle-to-Device o V2D), la red eléctrica (Vehicle-to-Grid o V2G), otros vehículos (Vehicle-to-Vehicle o V2V), peatones (Vehicle-to-Pedestrian o V2P), servicios de emergencia (Vehicle-to-Emergency o V2E) bien infraestructuras viales (Vehicle-to-Infrastructure o V2I), como semáforos, marcadores de carril u otros elementos de señalización viaria, por citar algunos.

¿Cómo funciona el sistema V2X? 

Para que un coche pueda utilizar el sistema V2X y comunicarse con el entorno en tiempo real, necesita recibir datos y procesarlos para, finalmente, poder informar al conductor y que este tome decisiones. 

Para ello, el vehículo utiliza varios elementos, como sensores, dispositivos de comunicación, redes móviles y sistemas de procesamiento de datos. Seguidamente, los analizaremos uno a uno:

• Sensores de comunicación: elementos esenciales para percibir y detectar el entorno que aportan mucha información al vehículo. Están compuestos por radares, lidares (especie de radar que, en lugar de utilizar ondas de radio, utiliza un láser para medir distancias) y cámaras. Los radares detectan si hay otros objetos cerca del coche (otros vehículos, peatones u obstáculos), permitiendo medir a qué distancia están y la velocidad a la que circulan. Los lidares son sistemas de teledetección que, mediante láseres, crean mapas en 3D del entorno e informan al vehículo sobre la forma y la distancia de los objetos que le rodean. Las cámaras captan imágenes visuales, pudiendo detectar vehículos cercanos, reconocer señales de tráfico e identificar a peatones. 
• Redes móviles: otro elemento clave de la tecnología V2X. Sin una red móvil a la cual conectarse, no es posible la transmisión de datos entre dispositivos. El sistema V2X usa redes de comunicación inalámbricas para poder transmitir datos entre el vehículo y el entorno; concretamente, usa dos tecnologías principales: la Dedicated Short-Range Communications (DSRC) y la Cellular Vehicle-to-Everything (C-V2X). La primera utiliza ondas de radio en un espectro de frecuencia concreto para permitir la comunicación VX2 y necesita una infraestructura específica, mientras que la segunda aprovecha la infraestructura de red celular existente, como las redes 4G y 5G, y ofrece una mayor cobertura y capacidad de red. 
• Sistemas de procesamiento de datos: tras recopilar datos del entorno y transmitirlos a los vehículos a través de las redes móviles, es necesario procesarlos para poder hacer un uso adecuado de ellos. De esta forma, podremos adecuar el comportamiento al volante y, si es necesario, adoptar una conducción preventiva para evitar colisiones y situaciones de peligro. Los sistemas de procesamiento de datos a bordo del vehículo se basan en algoritmos, modelos matemáticos y visión por computadora para interpretar la información recibida y tomar decisiones en tiempo real.

Principales ventajas de las comunicaciones V2X en los coches 

Las principales ventajas del sistema V2X  son las siguientes: 

• Aumento de la seguridad vial y conducción preventiva: como los vehículos reciben constantemente información de su entorno, pueden adoptar una conducción preventiva para evitar accidentes, especialmente con usuarios vulnerables de la vía como ciclistas y peatones. Los coches intercambian datos con distintos elementos del entorno (demás vehículos, infraestructuras o personas) relativos a su posición, velocidad y dirección y esto permite a los conductores anticiparse al comportamiento de otros conductores y reaccionar con más tiempo ante imprevistos. Pongamos un ejemplo para ilustrarlo: si un peatón se salta un semáforo, las cámaras de videovigilancia lo captarán y enviarán esta información de inmediato a la red para que esta la reenvíe al automóvil y el conductor pueda reaccionar y evitar el accidente.
• Mayor eficiencia energética: los datos que los vehículos reciben de la infraestructura vial (semáforos, paneles informativos, etc.) permiten a los conductores ajustar su velocidad (pudiendo usar el control de crucero adaptativo) y evitar continuas paradas y aceleraciones. Este uso inteligente del coche en función de las condiciones del tráfico permite reducir el consumo de carburante, hecho que, a su vez, disminuye las emisiones de cada vehículo y alarga su vida útil por un menor desgaste de ciertos componentes. Igualmente, la tecnología V2X resulta muy útil para localizar estaciones de recarga (también eléctricas) y planificar adecuadamente la ruta.
• Mejora del tráfico y reducción de los atascos: gracias al intercambio de información en tiempo real sobre el estado del tráfico y las condiciones de la carretera, los vehículos pueden variar su velocidad y ruta para evitar embotellamientos, descongestionar el tráfico y llegar a su destino por vías alternativas. La comunicación V2X también posibilita interactuar con otros automóviles y con la infraestructura vial, hecho que permite el uso de herramientas como el control de crucero adaptativo y la coordinación en la entrada y salida de autopistas.
• Mejor comportamiento al volante en situaciones de emergencia: en caso de accidente, presencia de obstáculos en la vía u otras situaciones peligrosas, la comunicación V2X permite una respuesta más rápida y coordinada de todos los usuarios de la vía y de los servicios de emergencia.

Futuras aplicaciones del V2X

Además de las aplicaciones anteriormente descritas, en los últimos años ciertas compañías automovilísticas como Ford, Volvo o Mercedes están experimentando con la tecnología V2X en proyectos de seguridad vial y redes de alerta anticipada entre vehículos. ¿El objetivo? Advertir con antelación de posibles accidentes y otras situaciones potencialmente peligrosas en la vía. 

Por ejemplo, Ford se centró en estudiar cómo el sistema V2X podría agilizar la circulación de un vehículo en servicio de emergencias (policía, bomberos o ambulancia) interactuando con semáforos inteligentes sin causar situaciones de peligro en el tráfico. En concreto, la multinacional americana instaló semáforos inteligentes en dos ubicaciones de la región alemana de Aachen (un escenario urbano y otro interurbano) para que, una vez el vehículo de emergencias les hubiera informado de su aproximación inminente, pudieran abrirle el paso de inmediato y ponerse en verde. Paralelamente, y para evitar colisiones con otros vehículos, el semáforo conectado también informó del paso del vehículo de emergencias al resto de automóviles y elementos de la vía para que adecuaran su velocidad y no colisionaran con el vehículo de emergencias.

Además de aumentar la seguridad vial y tener aplicaciones muy interesantes en situaciones de emergencia, la tecnología V2X también sienta las bases para que en un futuro los vehículos autónomos puedan ser una realidad y conduzcan únicamente en base a la información que reciben del entorno, sin la intervención de ningún conductor.  

Sea como sea, presumiblemente en los próximos años la comunicación V2X siga desarrollándose y se convierta en un elemento de seguridad esencial que cambie nuestra forma de conducir y de interactuar con el entorno. Faltará ver a qué velocidad se producen estos cambios y si las administraciones públicas apuestan por esta tecnología para convertir el paisaje urbano e interurbano en un escenario inteligente interconectado.