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LiDAR per il traffico nelle città: tecnologie geomatiche per le smart city

Prendendo le prime dieci città più sconvolte dal traffico delle auto, a livello globale, dopo la capitale della Colombia, abbiamo Bucarest in Romania, con 134 ore l’anno passate negli ingorghi, seconda al mondo e prima in Europa, seguita da New York, con 100 ore al terzo posto. Roma è al 18° posto al mondo, con 66 ore nel traffico per ogni automobilista (era al 6° posto nel 2019). Probabilmente il lockdown dovuto al Covid ha ridimensionato il problema del congestionamento delle strade urbane, facendolo diminuire le ore perse del 60%.

Sempre secondo il 2020 Global traffic corecard Indexaltre città italiane in classifica sono Palermo al 23° posto con 64 ore perse nel traffico (anche qui un miglioramento, con il 53% in meno di ore perse), quindi Torino al 45° posto con 47 ore perse (in calo del 61%), Genova al 45° posto con 45 ore perse all’anno (in calo del 38%), Napoli al 72° posto con 37 ore perse, Firenze al 87° posto con 35 ore perse, Milano al 92° posto con 30 ore perse (con un calo del 70% del dato sul 2019).

Per i cittadini queste ore perse sono fastidiose e compromettono la qualità della vita e per lo Stato, però, queste cifre significano notevoli effetti economici. Gli ingorghi costano diversi miliardi di euro all'anno perché i dipendenti sono bloccati negli ingorghi invece di essere produttivi e le merci sono sulla strada invece che sugli scaffali. Inoltre, vi è un elevato livello di inquinamento ambientale dovuto all'aumento del consumo di carburante e quindi all'aumento delle emissioni di CO2.

Gli ingorghi sono un problema distribuito causato da molteplici fattori come lavori stradali, incidenti, sovraccarico di traffico sullo stesso percorso e un gran numero di pedoni che sulle stesse strade percorse dai veicoli. Sebbene questi fattori possano essere mitigati in una certa misura, un fattore molto difficile da prevedere e gestire è il comportamento dei conducenti sulla strada.

Tutti gli utenti della strada guidano i propri veicoli in modo ottimizzato in funzione delle loro necessità. Ad esempio, possono raggiungere l'auto che precede o cambiare corsia, qualunque sia il modo migliore per arrivare a destinazione più velocemente. Poiché i singoli utenti della strada non possono vedere come influenzano il traffico intorno a loro, non possono prendere in considerazione tale fattore. I conducenti stessi non sono attrezzati per la previsione del traffico, quindi non possono prevedere o calcolare con precisione che gli ingorghi possono essere attivati ​​anche tre chilometri dietro il veicolo che si sta fermando.

Pertanto, il comportamento degli individui deve essere controbilanciato e preso in considerazione durante la pianificazione del traffico per ottimizzarne i flussi. La soluzione è quella di regolamentare il traffico in maniera preventiva e distribuita, cioè anticipando e andando oltre il singolo utente della strada. Ciò richiede una panoramica completa della situazione del traffico.

Un'infrastruttura intelligente è dotata di tecnologie, come GPS, telecamere e sensori, per raccogliere dati attraverso il monitoraggio costante. Questi sono sistemi che facilitano le decisioni relative alle sfide urbane attraverso dati e feedback raccolti attraverso il monitoraggio, inoltre questi dati possono essere utilizzati per adattare dinamicamente il flusso di traffico e gli orari.

Diverse tecnologie possono essere utilizzate, di solito in combinazione, per abilitare un'infrastruttura intelligente e lavorare per trovare soluzioni per la congestione del traffico, alcune più adatte di altre.

Il GPS fornisce dati preziosi monitorando i movimenti degli utenti della strada. Questa tecnologia può quindi essere utilizzata per segnalare gli ingorghi in modo abbastanza affidabile. La possibilità di prendere in considerazione pedoni e ciclisti, tuttavia, supera le capacità del GPS.

Invece di raccogliere informazioni con l'aiuto degli utenti della strada, come nel caso del GPS, sensori e telecamere possono essere integrati nell'infrastruttura per monitorare la situazione del traffico. Ciò richiede che i dispositivi siano installati in semafori, lampioni o segnali stradali in modo che possano raccogliere informazioni sull'ambiente circostante da lì.

Le fotocamere, ad esempio, sono in grado di registrare immagini a colori, ma non possono fornire la stessa qualità se utilizzate al buio o in condizioni meteorologiche avverse. Inoltre, acquisiscono solo i dati in 2D, mentre i dati 3D sono necessari per rilevare in modo affidabile gli oggetti e determinare le distanze. Inoltre, non sono l'opzione migliore per quanto riguarda la privacy dei dati.

Il radar è utilizzato principalmente per il monitoraggio della velocità, ma potrebbe essere utilizzato anche per la sorveglianza del traffico. Tuttavia, il radar fornisce solo un'immagine molto approssimativa a causa della mancanza di risoluzione. Sebbene la tecnologia possa identificare gli oggetti, non è in grado di classificarli. Ad esempio, i dati radar non possono distinguere in modo affidabile tra pedoni e ciclisti.

La tecnologia LiDAR 

Invece la tecnologia LiDAR, basata su laser, fornisce informazioni 3D dettagliate e affidabili che facilitano la distinzione tra i diversi utenti della strada. E mentre è possibile classificare gli oggetti utilizzando la nuvola di punti 3D in pedoni, auto, ciclisti, ecc., non è possibile l'identificazione individuale, proteggendo quindi la privacy degli utenti della strada.

Inoltre, i sensori LiDAR possono raccogliere informazioni in modo affidabile anche in condizioni meteorologiche e di illuminazione difficili. Oscurità, polvere o nebbia non infastidiscono la tecnologia. Inoltre, utilizzando la posizione e la classificazione e le informazioni degli oggetti, i sensori registrano anche le velocità, che possono aiutare ad analizzare il flusso del traffico o le cause degli ingorghi.

Il LiDAR può anche aiutare a costruire mappe della città ad alta definizione per la previsione del traffico e suggerire percorsi alternativi. Questi dati possono quindi essere utilizzati per gestire in modo intelligente i segnali stradali e fornire una previsione tempestiva del traffico, che non solo riduce gli ingorghi ma riduce anche le emissioni di fumo dei veicoli di una quantità significativa.

 

Con queste informazioni, le seguenti misure possono essere prese in tempo reale e adattate al traffico al fine di ottimizzare il flusso del traffico:

- Semaforo intelligente
- Adeguamento dei limiti di velocità
- Visualizzazione degli avvisi di ingorgo
- Visualizzazione dei consigli di reindirizzamento

In molte città sono ancora oggi evidenti le influenze del paradigma della “città amica dell'auto”. La pianificazione urbana è allineata all'obiettivo del flusso di traffico senza ostacoli per auto. Anche se questo modello è stato oggetto di forti critiche ormai da diversi decenni, molti concetti di traffico nelle città sono ancora orientati al trasporto individuale motorizzato.

Negli ultimi anni, c'è stata una crescente domanda per sostituire questo approccio con città incentrate sulle persone con zone senza auto e centri urbani. Le esigenze dei residenti, dei pendolari e di tutti gli altri utenti della strada devono essere al centro, il che significa rendere la mobilità il più sicura e semplice possibile.

Il LiDAR può aiutare molto nella pianificazione stradale e la gestione del traffico che possono oggi essere ripensate includendo forme alternative di viaggio e automobili. Questo, in combinazione con un'infrastruttura intelligente basata su sensori, ci aiuterà sicuramente a sbarazzarci del flagello degli ingorghi.


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