L’idea progettuale EMER-GO si muove nel dominio dei trasporti e della mobilità, più precisamente nell’ambito dei C-ITS (Cooperative Intelligent Transportation Systems). Riferisce allo sviluppo di sistemi on-board di tipo aftermarket per il settore automotive, finalizzati all’adeguamento dei veicoli (in particolare veicoli per la gestione delle emergenze) ad un contesto di prossimo sviluppo di servizi road-side di smart mobility.

Lo sviluppo di soluzioni ITS è stato oggetto di innovazione nel campo dei trasporti negli scorsi venti anni; ha però riguardato soprattutto l’adeguamento delle centrali del traffico e, più in generale, ha visto come attori dell’innovazione gli operatori stradali. Nell’ultimo decennio la Commissione Europea ha riconosciuto la necessità di favorire la diffusione degli ITS e, fin dalla Direttiva ITS 2010/40/UE, ha preso atto della possibilità di implementare una versione particolarmente efficace di tali servizi, basata sull’avanzamento nelle moderne tecnologie abilitanti di comunicazione tra veicoli (V2V) e tra veicoli ed infrastrutture (V2I).

C-ITS in Europa ed in Italia

Il processo ha condotto a livello europeo alla creazione della piattaforma di collaborazione C-ITS, che ha prodotto delle linee guida per lo sviluppo di servizi (Phase I) e per la sicurezza informatica delle soluzioni (Phase II). Anche il quadro regolamentare italiano è stato negli ultimi anni oggetto di evoluzione, dapprima in direzione ITS, con il recepimento delle direttive per la diffusione di tali servizi (Decreto-Legge del 18 Ottobre 2012 n. 179 convertito, con modificazioni, dalla legge 17 Dicembre 2012,n° 221) e con la adozione del Piano Nazionale ITS (d. interm. 1 febbraio 2013), e poi in direzione C-ITS, sia con l’adozione del D.M. 70 del 28/02/2018 (Decreto Smart Road) che con la partecipazione al programma C-ROADS con i piloti italiani C-ROAD Italy 1 e 2 e con il terzo pilota italiano in corso di lancio.

Gli Obiettivi

EMER-GO implementa un sistema a bordo del veicolo (OBU On Board Unit) in grado di essere installato in aftermarket su mezzi di emergenza (ambulanze, mezzi dei vigili del fuoco, protezione civile ecc.) e di svolgere, in real-time attività di comunicazione con un sistema di RSU (road-side unit) collegato alla rete stradale ed al sistema di gestione del traffico urbano. La comunicazione è finalizzata a:

• Acquisire i parametri semaforici delle intersezioni a cui il veicolo di emergenza si approssima ed applicare logiche di tipo emergency-GLOSA (Green Light Optimal Speed Advisory),suggerendo al conducente del mezzo la strategia di marcia più efficiente per minimizzare il tempo di passaggio dell’intersezione;
• Restituire al sistema road-side l’informazione dell’approssimarsi del veicolo di emergenza e delle relative condizioni di posizione, velocità ed accelerazione, in modo da abilitare applicazioni esterne di prioritizzazione del verde (in caso di presenza di sistemi semaforici adattivi) e, comunque, di Emergency Vehicle Warning per tutti gli altri veicoli in approccio alle intersezioni;
• Stimare in tempo reale le condizioni di aderenza del mezzo di emergenza e, attraverso queste, stimare le condizioni correnti di stato di manutenzione ed aderenza della pavimentazione, trasferendo l’informazione alle unità road-side e permettendo la generazione di messaggi di allerta agli altri veicoli sopraggiungenti in caso di superamento di valori di soglia.

LTE-V2X e 5G-C2X

Le tecnologie che permettono di realizzare i servizi sono sistemi di comunicazione per applicazioni C-ITS basati su tecnologia DSRC (standard ETSI G5) e tecnologia cellulare LTE-V2X e, in ottica futura, 5G-C2X. Tutte le funzionalità della Piattaforma sono offerte attraverso un’architettura modulare, rimanendo però aperta alla realizzazione di componenti ulteriori per affrontare ogni necessità di espansione futura, facilitando l’integrazione con sistemi terzi e, in particolare, con un sistema di stima dell’aderenza, il cui adattamento al contesto C-ITS farà parte della soluzione sviluppata.

Il dispositivo Aftermarket

Il sistema di bordo aftermarket che si progetterà è in grado di fornire ulteriori servizi basati sia sulla registrazione e post-elaborazione degli stessi messaggi C-ITS erogati in tempo reale che sull’elaborazione dei dati di “missione” dei mezzi di emergenza. In particolare, dato il volume, la varietà e la velocità delle informazioni raccolte, saranno sviluppati e resi disponibili i seguenti ulteriori servizi di big data analytics:

• Mappe dinamiche dello stato della pavimentazione urbana (riferito alla aderenza),basate sugli stessi messaggi generati in tempo reale;
• Mappe dinamiche di distribuzione delle richieste di emergenza sul territorio,basate sullo standard di geo localizzazione dei mezzi implicito nei servizi C-ITS;
• Mappe dinamiche di frequenza di percorrenza di archi della rete stradale per la gestione delle emergenze (anche esse abilitati dalla localizzazione C-ITS), ai fini della pianificazione off-line di politiche di ottimizzazione della rete cittadina.

Timeline di progetto

1.1 Descrizione degli obiettivi

Con l’intervento “Piattaforma tecnologica di filiera per la Mobilità sostenibile e sicura”, la Regione Campania intende attuare un’azione di sistema in grado di favorire l’aggregazione tra gli attori della filiera tecnologica dei trasporti, supportandone, per ciò che attiene la linea di intervento del presente progetto, in una logica di integrazione i relativi processi, dai processi di sviluppo e progettazione a quelli di sperimentazione e di innovazione. In altri termini, la piattaforma tecnologica di filiera per la mobilità sostenibile e sicura intende promuovere, da un lato, lo sviluppo di innovazioni radicali in grado di favorire processi di specializzazione intelligente del tessuto produttivo regionale in un’ottica internazionale e processi di attrazione sul territorio regionale di nuovi attori, e dall’altro, intende consentire, in una prospettiva di sviluppo socio-economico, la sperimentazione di tecnologie e modelli innovativi di mobilità.

Queste linee strategiche di sviluppo, nonché l’avanzamento tecnologico e strategico del settore, costituiscono il fondamento organizzativo e scientifico del progetto SENECA.

L’obiettivo finale di SENECA è quello di raggiungere migliori standard di efficienza e sicurezza dei sistemi di mobilità attraverso la diffusione e la sperimentazione di nuovi modelli di mobilità sostenibile e soluzioni tecnologie all’avanguardia nell’ambito della Smart Mobility. SENECA parte dal presupposto che, per migliorare i livelli di efficienza e sicurezza della mobilità è necessario ottimizzare il routing degli spostamenti, la gestione delle infrastrutture di parcheggio e delle reti di ricarica elettrica, nonché realizzare interventi educativi volti a promuovere una guida virtuosa. Tale presupposto si declina su due assi portanti per i partner del progetto SENCA. Da un lato, la capitalizzazione dei risultati di ricerche e investimenti realizzati che rappresentano solide basi di conoscenze prototipizzate rispetto a cui definire un valido percorso di industrializzazione e diffusione presso il mercato, grazie anche alla possibilità offerta dall’intervento Borgo 4.0 di sperimentare in ambiente reale le soluzioni sviluppate e consentine una validazione integrata in esercizio. Dall’altro, l’adozione di prassi di sviluppo sperimentale interdisciplinare e servizi di innovazione, consentono al partenariato di cogliere l’opportunità offerta dal contesto competitivo e tecnologico in un’ottica di sistema integrato ed in una prospettiva di valorizzazione economica dell’innovazione.

Infatti, SENECA intende sviluppare e dimostrare completamente in ambiente reale una piattaforma innovativa, basata su un’architettura a micro-servizi e integrata con la Piattaforma BORGO 4.0, composta da:

− una soluzione di Knowledge Base avanzata, con l’obiettivo di migliorare i servizi di raccolta dei dati provenienti dal veicolo (V2I) e dalla piattaforma Borgo 4.0, e di efficientare la trasmissione dei dati, raccolti ed analizzati, verso la piattaforma Borgo 4.0 (I2I);

− una soluzione di Smart Payment, con l’obiettivo di velocizzare le operazioni di pagamento, migliorare la user-experience, aumentare il turnover e favorire un miglior utilizzo delle infrastrutture di parcheggio;

− Una soluzione di Automotive IoT, con l’obiettivo di acquisire, mediante sensori e oggetti/connessi IoT, dati sul funzionamento dell’autovettura, sugli stalli liberi/occupati e sul funzionamento della rete elettrica, in modo che possano essere pre-alborati e trasmessi al repository centrale per alimentare la KM;

− Una soluzione di InfoMobility, con l’obiettivo di rendere maggiormente fruibile l’offerta di mobilità urbana, tramite l’informazione sulle infrastrutture e il traffico (su parcheggi, mezzi di trasporto, flussi di traffico, rete di ricarica, etc.) e sullo stile di guida del driver, su come ottimizzare le performance del proprio veicolo e salvaguardarne i comfort e i pneumatici nel tempo e, quindi, anche l’ambiente;

− Una soluzione di Supporto alla guida virtuosa, che consenta di rilevare lo stile di guida del driver e che, tramite un sistema di crediti, possa essere di supporto all’educazione stradale e promuovere stili e comportamenti di guida virtuosa.

Il partenariato presenta una proposta progettuale in risposta al bando “Campania 2020 – Mobilità Sostenibile e Sicura” per convalidare gli obiettivi posti in ambito comunitario in tema di sviluppo della mobilità integrata nel settore degli standard di efficienza e sicurezza dei sistemi di mobilità.

L’idea di progetto presenta proposte in linea con gli obiettivi specifici individuati ai fini di una piena realizzazione della Smart Mobility, riguardanti le tematiche prioritarie:

• Miglioramento della mobilità urbana, con particolare di riferimento alle aree del borgo.

• Sviluppo delle smart road, Sviluppo di sistemi cooperativi e veicoli autonomi

• Nuove tecniche e tecnologie di Testing & Validation per la verifica e validazione per qualifica e certificazione di sistemi e componenti;

• Soluzioni per il miglioramento il confort alla guida del mezzo di trasporto

• Tecnologie per la sicurezza del veicolo e dei passeggeri: soluzioni real time, attive, passive, e di tipo preventivo;

• Sistemi integrati per la situation awareness ed il supporto operativo per la gestione delle infrastrutture di trasporto;

• Sistemi a supporto del passeggero

1.2 Descrizione dei risultati attesi

La finalità del progetto è lo sviluppo e la dimostrazione in ambiente reale di una piattaforma che, basata su tecnologie innovative di Smart Mobility, consenta di ottimizzare l’utilizzo delle infrastrutture e il flusso del traffico nonché di promuovere una guida virtuosa e sostenibile da parte dei drivers.

L’obiettivo è duplice. Da un lato, si intende creare flussi di traffico intelligenti e senza interruzioni, attraverso informazioni mirate e puntuali ai drivers, ottimizzando l’uso dei parcheggi e favorendo il turnover, e l’uso delle reti di ricarica; dall’altro, si vuole educare e formare i drivers ad una guida sicura, virtuosa (green) e rispettosa delle infrastrutture e delle autovetture, attraverso l’adozione di un sistema di crediti che possa incentivare e sensibilizzare i guidatori.

Raggiungere questi obiettivi richiede soluzioni innovative in termini di:

• Knowledge Management e determinazione dei prezzi,
• Smart Payment,
• IoT per lo smart parking e smart charge,
• Onboard unit,
• Valutazione e ottimizzazione delle performance del veicolo su strada,
• InfoMobility e Digital Signage,
• Analisi del comportamento del driver,
• Educazione stradale e sistema di crediti.
• Questi risultati finali sono raggiungibili attraverso un processo tecnico-industriale che prevede:
• La capitalizzazione delle soluzioni tecnologiche nella disponibilità dei partner e la relativa sperimentazione in ambiente operativo, con lo scopo di consolidare un TRL pari a 7;
• La definizione delle specifiche funzionali necessarie a colmare il gap per ottenere i risultati attesi;
• Lo sviluppo sperimentale e i servizi di innovazione necessari per raggiungere l’avanzamento tecnologico target;
• La definizione dei casi d’uso e la dimostrazione completa in ambiente reale della piattaforma sviluppata, con lo scopo di consolidare un TRL pari a 9.

Il progetto Megarideas, concepito con l’obiettivo di potenziare lo sviluppo di algoritmi innovativi, ideati nell’ambito del progetto SMART RIDE, per la valutazione dell’aderenza stradale da dati disponibili a bordo veicolo, è stato fruttuosamente condotto, conseguendo efficacemente gli obiettivi preposti.

Tra questi, la conduzione di test outdoor per l’acquisizione di dati utili alla parametrizzazione ed alla validazione degli algoritmi messi a punto da MegaRide, e la realizzazione di un’apparecchiatura prototipale, unica nel suo genere, in grado di porre in contatto provini di battistrada prelevati da pneumatici automotive, con campioni di asfalto reale. Il tutto, utile ad incrementare il livello di conoscenza sui complessi fenomeni fisici alla base della meccanica del contatto tra veicolo e suolo, effettuando prove in condizioni ripetibili e controllabili. 

Nell’ambito del progetto, ci si è avvalsi di risorse altamente specializzate, presenti nell’organico dell’azienda, che hanno impiegato quota parte del loro tempo per pianificare le attività di testing, sviluppare algoritmi model-based, progettare il banco per il friction testing e condurre le prove outdoor ed indoor utili alla calibrazione dei software sviluppati ed alla validazione degli stessi. 

A riprova della bontà delle attività svolte e del fruttuoso impiego delle risorse investite, si riportano i principali risultati ottenuti a valle del periodo coperto dal progetto:

• Si è realizzato un banco Friction Tester, unico nel suo genere, caratterizzato da prestazioni particolarmente elevate, competitive a livello internazionale. Sintesi delle capacità progettuali del team, di un efficace dialogo con i fornitori, e dell’attitudine a convertire in valore di mercato il frutto dei prodotti della ricerca scientifica, il banco (riportato nell’immagine accanto) offrirà al personale di MegaRide la possibilità di un punto di vista privilegiato per la comprensione di complessi meccanismi fisici alla base dell’interazione del veicolo con il suolo, ed il vantaggio di avere, in casa propria, uno strumento per la validazione diretta degli algoritmi real-time che l’azienda sta sviluppando in un contesto chiave come quello della mobilità. 

• Si sono condotti efficacemente test outdoor volti allo sviluppo ulteriore degli algoritmi da impiegare a bordo veicolo per la valutazione real-time delle forze d’interazione tra veicolo e suolo, responsabili dei fenomeni d’attrito. I vantaggi relativi alla possibilità di disporre di tali stime in real-time vanno dalla calibrazione di sistemi di sicurezza attivi, che si adattino alle mutevoli condizioni meteorologiche e di slittamento al suolo, alla possibilità di creare un network di informazioni, scambiate tra veicoli e con l’infrastruttura stradale, utili alla strutturazione di un ecosistema in grado di offrire monitoraggio predittivo, pianificazione degli interventi manutentivi e gestione dei flussi di traffico, con prestazioni nettamente più elevate di quanto ad oggi disponibile. 

• Le analisi condotte con il friction tester hanno consentito e consentiranno di pervenire a “trovati” tecnologici suscettibili di brevettazione.
• L’azienda ha consolidato, grazie ad un’incrementata visibilità, e ad un potenziamento del comparto relativo al marketing ed alla comunicazione, la propria posizione di mercato. MegaRide dialoga ad oggi, al termine del 2022, con clienti/partners localizzati in 4 continenti, portando il proprio logo su veicoli ad altissime prestazioni, che gareggiano nei principali campionati del mondo, profilando una chiusura dell’esercizio corrente con un incremento di fatturato di oltre il 60% rispetto al precedente. Segnali che continuano a dare profonda fiducia nella crescita di una realtà nata appena 6 anni fa, rivelatasi un player in grado di interagire con un mercato internazionale ed altamente competitivo, garantendo efficienza, capacità commerciali e profonde radici tecniche basate su un indissolubile legame con la ricerca scientifica.

CONCLUSIONI

L’innovazione di prodotto sviluppata nell’ambito del progetto MEGARIDEAS ha consentito di pervenire alla creazione di logiche software, da implementare a bordo dei veicoli, nelle centraline elettroniche, con la finalità di provvedere in real-time ad una valutazione dell’aderenza esplicata al contatto tra pneumatici e strada. 

Difatti, negli ultimi anni, il mercato si è mostrato particolarmente sensibile alla possibilità di disporre di informazioni di alto livello, provenienti in real-time dai veicoli in moto, utili ad operare scelte opportune nella gestione nel traffico o alla tutela della salute di passeggeri e pedoni. 

Alle piccole e medie imprese, specie in fase di startup, manca l’infrastruttura di ricerca che consente di conoscere la fisica dei complessi fenomeni in gioco, e si rifugiano pertanto in stratagemmi informatici che coprono con difficoltà le variegate condizioni di guida sperimentabili a qualsiasi latitudine.

La realizzazione del friction tester ha consentito di superare il suddetto limite e di condurre test sperimentali che hanno condotto, e condurranno in futuro:

• allo sviluppo di algoritmi, agevolmente rivendibili in forma di licenze per le case automobilistiche;
• alla produzione e raccolti di dati che potranno costituire database suscettibili di essere forniti ai players impegnati nella manutenzione dell’infrastruttura viaria e nella sicurezza stradale.

The final goal is to improve road safety through an optimized usage of active control systems and exchanging information between vehicles, in order to provide a real-time map of the road conditions; such output will allow to optimize the active control logics and to give more accurate information to insurance and road management companies. The whole project will be made possible thanks to the PON support. Deepin at: www.ponricerca.gov.it.