Global increase in use of bikes for commuting, had increased the risks for cyclists on the road, especially in intersections. Some accidents, come from the inability of car drivers to detect cyclists in the cycle-way. This study presents a method for cyclists to prevent collisions using a early warning system with a right turn prediction algorithm for vehicles that can raise an alarm to cyclists of potential collisions in case of a right turn of a car. The goal is to give enough time to the cyclist to stop or maneuver to avoid potential collisions.
El uso de la bicicleta como medio de transporte ha aumentado alrededor del mundo en la ultima decada, trayendo consigo desaf os de seguridad vial ya que los actores presentes en las v as deben adaptarse a la nueva realidad y convivir en el espacio publico.
Las colisiones entre automovilistas y ciclistas representan un gran porcentaje del total de accidentes de transito. Segun datos publicado por CONASET1 para Chile, el 6 % del total de fallecidos en siniestros viales son ciclistas. Durante el 2016, en 3.953 accidentes de transito estuvo involucrada la bicicleta y en dichos Copyright c by the paper's authors. Copying permitted for private and academic purposes. accidentes resultaron 93 ciclistas fallecidos y 3.326 lesionados. Un punto particular de riesgo de colision son las intersecciones debido a la frecuencia con que el ujo de automovilistas y ciclistas se cruzan, segun sen~ala ITARDA2. Ademas, de acuerdo a \Tra c Safety Facts 2011", NHTSA3, en Estados Unidos un 31 % de los accidentes de transito ocurrio en intersecciones.
Es por esto, que se considera importante aportar en la reduccion de las colisiones entre automovilistas y ciclistas, con el n de disminuir la cantidad de accidentes y fallecidos por este tipo de colisiones, ya que el uso de la bicicleta ha aumentado tanto en Chile como a nivel mundial y es importante afrontar este nuevo escenario previniendo fatalidades y accidentes para mejorar las condiciones viales y la calidad de vida de las personas en general. 2.
Diferentes estudios han abordado problematicas con respecto a la seguridad vial, en donde se pueden denir tres temas a abordar para esta problematica en particular:
Seguridad de usuarios vulnerables de las v as
Algoritmos de prediccion de comportamiento vehicular
La seguridad de los usuarios en las v as es un tema que ha sido estudiado por varios an~os. Sobre la necesidad de implementar sistemas de alerta temprana para usuarios de las v as, [Rut13] menciona que estos sistemas ser an un aporte para los transeuntes y usuarios 2https://www.itarda.or.jp/english/ 3https://www.nhtsa.gov/ de las v as ya que mejorar a la seguridad de ellos al proveer sistemas activos de prevencion de potenciales accidentes.
En el marco de las smart-cities, se ha estudiado [Una16] como el sistema cooperativo de seguridad para VRU4 [Her05], puede ser utilizado para alertar a ciclistas acerca de veh culos que se aproximan con el n de aumentar la seguridad de las v as y disminuir el numero de accidentes de transitos en donde hay ciclistas involucrados.
Para la prediccion de giros de veh culos hacia la derecha, existen varios modelos que se presentan en el art culo [Lef14], donde se propone una clasi cacion de los sistemas de deteccion en tres niveles:
Basado en interacciones e interdependencias de los agentes del tra co
En sistemas de comunicacion bidireccional, la informacion que se intercambia con veh culos, es generalmente de datos f sicos, tales como velocidad, posicion y aceleracion, por lo que utilizar esta informacion para la prediccion de giros de automoviles en intersecciones es ideal para el sistema que se desea desarrollar, ya que el algoritmo de prediccion de giro funcionara en la red con la informacion que se env a desde los automoviles.
Segun los resultados obtenidos por [Una16] en la arquitectura propuesta por [Her05], el tiempo que toma el llegar un mensaje desde el veh culo hasta una bicicleta presente en la v a, es de 1,0059 segundos en promedio.
Por otra parte, el algoritmo de prediccion de giros de [Lie13] estima que el tiempo previo a la colision necesario, para que un ciclista alcance a reaccionar es de 1,6 segundos, entregando predicciones de 3 segundos en promedio de anticipacion para el giro vehicular.
El escenario que se utilizo para evaluar estos tiempos, consideran a un veh culo y un ciclista viajando en el mismo sentido y en paralelo, con el veh culo circulando por la calle y el ciclista por la ciclo v a adjunta a la calle.
Considerando ambos tiempos el tiempo de reaccion que otorgar a un sistema de alerta temprana para ciclistas, ser a de 2 segundos por lo que permitir a al ciclista a reaccionar a tiempo para evitar la colision. 4Vulnerable Road User 4.
Para prevenir los accidentes entre automovilistas se propone un sistema de comunicacion similar al propuesto en [Her05] en donde se instalan dispositivos de comunicacion en los automoviles, para enviar sus datos de: posicion, velocidad, aceleracion y direccion hacia una RSU5 utilizando el protocolo de comunicacion 802.11-OCB con una WAVE6 generada para proporcionar la comunicacion entre los veh culos y la infraestructura RSU.
La RSU se comunicara con un sistema central de procesamiento en la nube, utilizando tecnolog a LTE7, para enviar la informacion recibida desde los veh culos, para que en dicho sistema central, se procesen los datos de los veh culos con el algoritmo propuesto en [Lie13] para predecir por cada veh culo, si es que girara hacia la derecha en la interseccion o continuara su trayectoria. Si es que se predice que un veh culo va a girar en la interseccion, se enviara una alerta a todos los ciclistas que vayan por la ciclo-v a por donde pasara el veh culo, para que el ciclista pueda detenerse y evitar una posible colision. Para enviar la sen~al al ciclista, se considera utilizar tecnolog a LTE para enviar la alerta al celular del ciclista por medio de una aplicacion movil a la cual estara suscrito el ciclista.
Para el algoritmo de prediccion de giros, se realizaran pruebas con datos de Cologne, Alemania, para validar la e cacia de los modelos de conductor inteligente y la prediccion en base a los per les de velocidad y aceleracion generados. Cabe destacar que se busca que este algoritmo de prediccion otorgue del tiempo su ciente de prediccion para poder alertar al ciclista considerando los retardos comunicacionales generados 5Road Side Unit 6Wireless Access in Vehicular Enviroments 7Long-Term Evolution por la arquitectura de comunicacion propuesta. 5.
Para la construccion del simulador, se utilizara SUMO8, OmNet++9 y el framework Veins10. SUMO provee el simulador microscopico de tra co vehicular donde se muestra una interseccion de calles y los veh culos que circulan por dicha interseccion, incluyendo automoviles y bicicletas por sus ciclo-v as respectivas. Por otra parte, OMNeT++ construye la red de comunicacion entre los veh culos, proveyendo las capacidades necesarias para que cada veh culo de la red pueda comunicarse con otros veh culos presentes en la red, tales como las bicicletas. Finalmente, el framework Veins, realiza la funcion de coordinacion entre el simulador de tra co SUMO y el simulador de redes OMNeT++.
Para probar al sistema, se considerara perdidas de paquetes de 5 %, 10 % y 20 % entre el veh culo y el RSU, considerando la posibilidad de aumentar la perdida si es que las pruebas resultan exitosas. Tambien se considerara cantidad variable de veh culos presentes en la interseccion y ciclistas en la ciclo-v a. En todos los casos, se busca determinar el tiempo de prediccion que otorga el sistema de prediccion para el ciclista, desde el momento en que llega la alerta hasta que se produce el giro del veh culo y el porcentaje de exito al predecir giros.
Posteriormente, se realizaran pruebas acerca de los posibles factores externos que tengan algun efecto en el porcentaje de exito de prediccion de giros, y el tiempo de prediccion del sistema. [Lef14] [Lie13]
Analysis Using Body Pose for Intelligent Driver Assistance", IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, vol. 5, no. 2, pp. 10-21, 2013.
S. Lefevre, D. Vasquez and C. Laugier, \A survey on motion prediction and risk assessment for intelligent vehicles", ROBOMECH Journal, vol.1, no. 1, 2014.
M. Liebner, F. Klanner, M. Baumann, C. Ruhhammer and C. Stiller, \Velocity-Based Driver Intent Inference at Urban Intersections in the Presence of Preceding Vehicles", IEEE Intelligent Transportation Systems Magazine, vol. 5, no. 2, pp. 10-21, 2013. [Rut13] Andreas Rutgersson, A study of cyclists' need for an Intelligent Transport System (ITS), Department of Civil and Environmental Engineering, Division of GeoEngineering, Road and Tra c Research Group, CHALMERS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY, Goteborg, Sweden 2013, Master's Thesis 2013:16