AUTOMATIZADOS

Campo de la Invención.

La presente invención está relacionada con el sector del transporte automatizado y más específicamente se relaciona con un sistema y método de control inteligente para un sistema de transporte terrestre de personas, carga o ambos basado en una flotilla de vehículos sin conductores humanos en una red vial exclusiva y con servicio individualizado que se adapta automáticamente a la demanda instantánea.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Arte Previo.

El concepto de un sistema de transporte automatizado individualizado ha sido descrito en diversos documentos de patente, y algunos de estos documentos describen también el sistema y método específico que se utilizaría para controlar el funcionamiento de dicho sistema de transporte. Por ejemplo, en el documento de patente WO 2006/049617 (James) se describe un sistema de transporte público que incluye el control de vehículos de tránsito ultra- ligeros, suspendidos en un solo carril o dos y que funcionan con electricidad, por medio de comunicaciones altamente distribuidas. Los vehículos de transporte son adecuados para transportar de uno a cuatro personas. El sistema incluye una pluralidad de carriles interconectados con conductos principales y conductos de estación para proveer un transporte ininterrumpido de una estación a otra estación.

Otro sistema de transporte inteligente se describe en el documento de patente WO2003/035427 (Gaegauf) que refiere a un sistema de transporte automatizado que incluye una pluralidad de vehículos adaptados para viajar a lo largo de una vía, y un sistema de vigilancia situado dentro de cada vehículo y adaptado para controlar una ubicación y una velocidad entre un vehículo asociado y el camino. El sistema de transporte automatizado también incluye un transmisor situado dentro de cada vehículo y adaptado para transmitir una señal que incluye datos sobre la ubicación y la velocidad monitoreada, y un receptor situado dentro de cada vehículo y adaptado para recibir la señal de cada uno de los otros vehículos. El sistema de transporte automatizado incluye además un controlador situado dentro de cada vehículo y adaptado para interpretar la señal recibida por el receptor y controlar el vehículo asociado para proporcionar espacio adecuado entre los vehículos restantes para evitar colisiones entre los mismos y maximizar el rendimiento de los vehículos a lo largo de la ruta.

Las características más relevantes de un sistema de transporte automatizado individualizado que inciden en el sistema de control son las que se enumeran a continuación:

1. La red vial generalmente está totalmente interconectada para que un vehículo pueda llegar de cualquier punto en la red a otro punto;

2. Dada la naturaleza del transporte individualizado, en la red vial generalmente circulan muchos vehículos pequeños en vez de pocos vehículos grandes lo que significa que pudieran llegar a ser hasta decenas de miles de vehículos en el caso de una red extensa, y las separaciones entre los vehículos pueden llegar a ser muy cortas, por ejemplo, menores a tres segundos entre el frente de un vehículo y el frente del vehículo que lo sigue;

3. Los usuarios acceden al sistema de transporte en estaciones, las cuales generalmente no están ubicadas directamente en los carriles principales de la red vial sino en carriles secundarios para que los vehículos parados en las estaciones no afecten el flujo de vehículos en los carriles principales.

Con base en lo anterior, se requiere que el sistema de control inteligente para el sistema de transporte sea capaz de realizar las siguientes funciones:

1. Controlar el movimiento de los vehículos en respuesta a la demanda instantánea de servicio por parte de los usuarios, en vez de usar itinerarios y rutas fijas;

2. Conducir cada vehículo de la estación de origen directamente a la estación de destino seleccionada de antemano por el usuario, sin intervención adicional por parte del usuario durante el viaje;

3. Planear la ruta de cada viaje para minimizar el uso de energía, para optimizar el uso de los recursos del sistema y para evitar congestionamientos en la red vial; 4. Redirigir automáticamente el tráfico en caso de alguna emergencia, anomalía o bloqueo en las vías;

5. Regular la velocidad de viaje de cada vehículo según necesidad, por ejemplo, frenar el vehículo al entrar a una estación, acelerar el vehículo al salir de la estación, etc.;

6. Mantener distancias y tiempos adecuados de separación entre los vehículos y controlar el orden en que pasan los vehículos por los entronques de vías para evitar colisiones. Aunque ya se han propuesto sistemas de control y/o configuraciones del mismo y/o métodos de control que realizan algunas o todas las funcionalidades mencionadas, ninguno de ellos sugiere o describe cómo resolver en un momento dado la interoperatividad de vehículos que tengan diferentes tecnologías de propulsión, conducción y/o frenado, o que sean proporcionados por diferentes proveedores, para una red vial a gran escala.

A continuación se describe la problemática del control de desplazamiento de un conjunto de vehículos automatizados en una red vial de gran escala, específicamente en relación con las funcionalidades 5 y 6 de la lista anterior:

Para poder controlar el desplazamiento de un conjunto de vehículos automatizados (sin intervención humana) de forma segura y confiable, es necesario determinar con cierta periodicidad la ubicación, velocidad y aceleración instantánea de cada vehículo, e ir ajusfando, según se requiera, los movimientos longitudinales y los giros laterales de los vehículos a través de sus mecanismos de propulsión, conducción y frenado. Para un experto en la materia será evidente que para lograr esto, se requieren diversos dispositivos de control con sus respectivos sensores, actuadores y software, así como cierta comunicación entre los dispositivos de control.

Existen muchas diferentes posibles configuraciones en cuanto a la cantidad de dispositivos de control, su ubicación y su funcionalidad, los medios y métodos de comunicación entre los dispositivos, y el uso de dispositivos o elementos adicionales de referencia de ubicación absoluta (no solo relativa) de los vehículos. El diseño de una configuración particular depende de los objetivos de costo, seguridad y confiabilidad, entre otros, que debe cumplir el sistema de control.

Los factores principales que han sido considerados por otras propuestas anteriores en el diseño de la configuración del sistema de control son los siguientes:

a) El grado de centralización (o descentralización) que debe tener el sistema de control; y

b) El uso de un control síncrono, casi-síncrono o asincrono para regular el avance de los vehículos a lo largo de las vías, para mantener una separación adecuada entre ellos, y para decidir cuál de dos vehículos puede pasar primero en un entronque de las vías.

Sin embargo, dichos sistemas anteriores han sido omisos en otros factores adicionales que se deben considerar, sobre todo para una red vial de gran escala, por ejemplo:

a) Lograr la interoperabilidad del sistema de control con vehículos de diferentes proveedores y hasta con diferentes tecnologías de propulsión, conducción y frenado, sin afectar la seguridad del sistema de transporte; y

b) Lograr que los vehículos automatizados posean comportamientos diferenciados de aceleración, desaceleración y velocidad incluso en las mismas secciones de red vial, para poder optimizar el uso de la red vial en horas de alta demanda, sin poner en riesgo la seguridad del transporte.

Los factores anteriores son relevantes porque a diferencia de un sistema de transporte automatizado colectivo con vehículos grandes, donde el número de vehículos solamente llega a unas cuantas decenas, en un sistema de transporte automatizado individualizado el número de vehículos operando en una red vial de gran escala puede llegar a decenas de miles. Por motivos de factibilidad industrial y económica, es probable que esta cantidad elevada de vehículos sea suministrada por más de un proveedor, y también es probable que al haber más de un proveedor los diseños tecnológicos de los vehículos sean diferentes. Por otro lado, difícilmente se implementarán mejoras tecnológicas en toda la flotilla de vehículos al mismo tiempo, por lo tanto el sistema de control debe ser capaz de permitir que vehículos de diferentes proveedores y con diferentes tecnologías de propulsión, conducción y frenado coexistan sobre la misma red vial, sin necesidad de rediseñar, reconfigurar, o repetir todas las pruebas a todo el sistema de control cuando se agregan vehículos con tecnologías diferentes, ya que ello sería impráctico e incosteable.

Asimismo, al tener un sistema de transporte con decenas de miles de vehículos suministrados por diferentes proveedores, es evidente que se requiere una cierta estandarización dentro del sistema de control para que los vehículos puedan coexistir sobre una misma red vial automatizada. Sin embargo, también es sumamente importante para la seguridad de los pasajeros que el sistema de control no sea susceptible a manipulación (malintencionada) externa, y cualquier interfaz estandarizada representa una vulnerabilidad que pudiera ser aprovechada para la manipulación del sistema de control, sobre todo en la comunicación inalámbrica.

Aunque ya existen algunas propuestas para resolver el problema de cómo controlar con precisión el movimiento longitudinal de vehículos de manera que los vehículos sigan perfiles preestablecidos de velocidad y posición, los métodos propuestos hasta ahora para controlar los movimientos de toda una flotilla de vehículos se basan en que todos los vehículos sigan unos cuantos perfiles de aceleración y velocidad predeterminados, o bien en que los vehículos sigan las indicaciones de semáforos (virtuales) que permiten o prohiben el avance del vehículo a lo largo de la red vial. Sin embargo, al tener hasta decenas de miles de vehículos en la red, para realmente poder optimizar el uso de los recursos del sistema es necesario que los perfiles de velocidad que deben seguir los vehículos estén calculados con base en las condiciones actuales del tráfico y la demanda en el futuro inmediato, lo cual implica que cada vehículo que pasa por una misma sección de red vial pueda tener un perfil de aceleración y velocidad diferente siempre y cuando se cumplan límites establecidos por motivos de seguridad y/o confort.

Tal y como se describirá en el capítulo correspondiente, con el sistema y método de la presente invención se logran satisfacer los requerimientos antes señalados.

OBJETOS DE LA INVENCION

Es un objeto principal de la invención proponer un sistema de control inteligente capaz de controlar vehículos de transporte de distintos proveedores y hasta con diferentes tecnologías de propulsión, conducción y frenado, sin afectar la seguridad del sistema de transporte.

En una modalidad preferida de realización, el sistema de control se caracteriza porque comprende:

a) un conjunto de dispositivos de control estacionarios (DZ, DS) instalados en las vías o en instalaciones centrales y un conjunto de dispositivos de control móviles instalados en los vehículos (DT, DM);

b) al menos un dispositivo de control (DT) en cada vehículo que es totalmente independiente de las tecnologías y mecanismos de propulsión, conducción, frenado y operación de las puertas implementados en el vehículo y que se puede comunicar con los dispositivos de control estacionarios;

c) al menos un dispositivo de control (DM) en cada vehículo que es totalmente independiente de los dispositivos de control estacionarios, y que es compatible con las tecnologías y mecanismos de propulsión, conducción, frenado y operación de las puertas implementados en el vehículo;

d) una interfaz de comunicación basada en un estándar abierto y un protocolo abierto entre el o los dispositivo(s) de control (DT) y el o los dispositivo(s) de control (DM);

e) una interfaz de comunicación entre los dispositivos de control estacionarios y el dispositivo de control (DT) caracterizada por un muy alto grado de protección contra manipulación no autorizada de la información que fluye a través de ella incluyendo el uso de protocolos de comunicación cerrados.

Otro objeto de la presente invención es proponer un sistema o método de control que permita que los vehículos automatizados posean comportamientos diferenciados de aceleración, desaceleración y velocidad incluso en las mismas secciones de red vial, para poder optimizar el uso de la red vial en horas de alta demanda, sin poner en riesgo la seguridad del transporte.

En una modalidad preferida del método de control de la presente invención, dicho método se caracteriza porque las etapas de: a) calcular y asignar un perfil de aceleración, velocidad y posición individual para cada vehículo que atraviesa por cualquier sección de vía, por medio de un dispositivo de control que conoce, y que en dado caso puede ordenar cambios en las velocidades y posiciones de los demás vehículos que se encuentran en esa sección de vía; en donde dicho perfil puede variar de los perfiles asignados a otros vehículos en esa misma sección de vía según alguna o varias de las siguientes condiciones: la necesidad de uso futuro de recursos del sistema, las condiciones actuales de tráfico en esa sección, los tiempos de separación entre ese vehículo y los vehículos que viajan enfrente y detrás, y la disponibilidad de recursos compartidos con otros vehículos, particularmente los entronques en esa sección de vía;

b) transmitir el perfil calculado en la etapa (a) anterior a un dispositivo de control en el vehículo que debe ejecutar ese perfil, en forma de instrucciones codificadas;

c) decodificar el perfil y transmitirlo por medio del dispositivo referido en la etapa (b) anterior a uno o más dispositivos de control en el vehículo distintos al dispositivo referido en etapa (b), en forma de instrucciones basadas en un protocolo de comunicación abierto;

d) activar mecanismos de propulsión, conducción y frenado dentro del vehículo mediante los dispositivos referidos en la etapa (c) anterior de tal manera que la aceleración, velocidad y posición real del vehículo en cualquier instante concuerden con el perfil de aceleración, velocidad y posición calculado y asignado anteriormente al vehículo.

Los anteriores y otros objetos de la invención se harán evidentes con ayuda de la descripción detallada que para tal efecto forma parte del presente texto. ·

Para facilitar la comprensión del sistema, a continuación se definen algunos conceptos que se utilizarán a lo largo de la descripción de la invención:

Instalación: La totalidad de red vial, estaciones, vehículos y elementos de control contenidos en una aplicación específica del sistema de transporte. Cada instalación está compuesta de una o más zonas, y se puede construir en una o más etapas. Zona: Una parte de una instalación. En cada zona, la red vial está compuesta de una o más secciones.

Sección: Una parte de la red vial de una zona, que incluye al menos un entronque de vías. Cada sección está compuesta de uno o más segmentos.

Segmento: Una parte (un tramo de vía) de una sección. Cada segmento tiene asociado un límite de velocidad y en dado caso un comportamiento específico que normalmente debe seguir cualquier vehículo que se encuentra dentro de ese segmento, por ejemplo, una cierta acción de las puertas. Existe un segmento por cada cambio de límite de velocidad o cambio de comportamiento de vehículo que se requiere a lo largo de la vía.

DZ: Dispositivo de control de zona, dispuesto en cada zona de la red vial.

DS: Dispositivo de control de sección, dispuesto en cada sección de la red vial.

DT: Dispositivo de control de tareas dé vehículo, instalado en cada vehículo.

DM: Dispositivo(s) de control de mecanismo(s) de vehículo, instalado(s) en cada vehículo.

C1 : Canal o medio de comunicación a través del cual se comunican entre ellos los dispositivos DS y el dispositivo DZ de una zona.

C2: Canal o medio de comunicación a través del cual se comunican tanto los dispositivos DS como el dispositivo DZ con los dispositivos DT que se encuentran dentro de la zona.

C3: Canal o medio de comunicación en cada vehículo a través del cual se comunican el dispositivo DT con el/los dispositivo(s) DM.

C4: Canal o medio de comunicación a través del cual se comunican entre si los dispositivos DZ, en caso de haber más de un dispositivo DZ.

BREVE DESCRIPCION DE LAS FIGURAS

La figura 1 es una representación esquemática que ejemplifica el diseño conceptual de una instalación de un sistema de transporte automatizado individualizado. La figura 2 es una representación esquemática del sistema de control inteligente del sistema de transporte automatizado de la presente invención.

DESCRIPCION DETALLADA DE LA MODALIDAD PREFERIDA DE LA INVENCION

Se describe un sistema y un método de control que resuelve ciertos problemas no abordados o no resueltos por otros. En general, el sistema de control tiene los siguientes dispositivos principales de control, cada uno con sus respectivos sensores, actuadores y software:

1 ) unos dispositivos de control estacionarios y móviles, en donde:

a) los dispositivos de control estacionarios comprenden:

a1 ) uno o más dispositivos de control DZ en cada zona que ejecutan primordialmente tareas de control de alto nivel (cálculo de ruta óptima entre origen y destino, balanceo de tráfico en la red vial, etc.) para lograr optimizar el funcionamiento del sistema en su totalidad/ Para ello, cuentan con información acerca de la totalidad del sistema (tal como la extensión completa de la red vial, la ubicación de todos los vehículos, etc.) y pueden compartir información con todos los demás dispositivos; y

a2) uno o más dispositivos de control DS en cada sección que ejecutan un mismo conjunto de tareas de control de bajo nivel y que cuentan con información de solamente una parte pequeña del sistema (una sección de vía, la ubicación de los vehículos en esa sección, etc.) y comparten información únicamente con dispositivos vecinos de secciones colindantes. El o los dispositivos DS logran resultados diferenciados según las circunstancias (por ejemplo, diferentes velocidades de los vehículos según las condiciones de tráfico), optimizando el funcionamiento de su parte del sistema (por ejemplo, la pasada de los vehículos por los entronques); y logran resultados que aun siendo diferentes son predecibles y por lo tanto verificables. Asimismo, los resultados de las tareas ejecutadas por el o los dispositivos DS convergen para lograr un objetivo mayor común. b) los dispositivos de control móviles instalados en los vehículos comprenden:

b1) uno o mas dispositivos de control DT que cuentan con información acerca de los dispositivos de control estacionarios y comparten información con ellos, así como con otros dispositivos de control DT instalados en otros vehículos, y también con dispositivos de control móviles DM instalados en el mismo vehículo. El o los dispositivos de control DT actúan de interfaz entre el vehículo y los demás elementos del sistema de control fuera del vehículo; desconocen los mecanismos instalados en el vehículo y sus señales de entrada y salida son las mismas independientemente de la tecnología y/o de los mecanismos implementados en el vehículo. El o los dispositivos de control DT logran traducir las instrucciones emitidas por los dispositivos estacionarios y transmitirlas a los dispositivos móviles de control DM. Asimismo, logran llevar el vehículo a un estado seguro si no se cumplen las instrucciones emitidas por los dispositivos estacionarios y que tal incumplimiento pudiera ser peligroso.

b2) uno o más dispositivos de control móviles DM que cuentan con información acerca de la tecnología implementada en el vehículo en el que van a ser instalados, así como los medios necesarios para manipularla y para medir los resultados, y que comparten información con los dispositivos DT instalados en el mismo vehículo. Asimismo, desconocen los demás elementos del sistema de control fuera del vehículo; logran convertir las instrucciones y/o señales emitidas por los dispositivos móviles DT en comportamientos físicos del vehículo o de sus componentes; logran detectar y/o medir el comportamiento real del vehículo o de sus componentes; y logran logran llevar el vehículo a un . estado seguro si el comportamiento real no corresponde al comportamiento requerido y esto representa un peligro.

2) unos medios de comunicación (C1 , C2, C3) que, por la naturaleza del sistema, incorporan medios o mecanismos adecuados para lograr la seguridad de la información que fluye entre los distintos componentes del sistema; en donde dichos medios de comunicación tiene las siguientes funcionalidades: entre dispositivos estacionarios DZ y dispositivos estacionarios DZ o DS, los medios de comunicación C1 llevan información que no es crítica para la seguridad de los pasajeros. En este caso, pueden incluir canales de comunicación alámbrica o inalámbrica;

entre dispositivos estacionarios DS vecinos, los medios de comunicación

C1 llevan información que puede ser crítica para la seguridad de los pasajeros.

Típicamente incluyen canales de comunicación alámbrica únicamente, aunque pueden incluir canales de comunicación inalámbrica adecuadamente protegidos contra acceso por terceros;

entre dispositivos estacionarios DZ o DS y dispositivos móviles DT, así como entre dispositivos móviles DT vecinos, los medios de comunicación C1 llevan información que puede ser crítica para la seguridad de los pasajeros.

Típicamente incluyen canales de comunicación que pueden ser más fáciles de acceder por terceros. Por lo que se propone una ¡nterfaz de comunicación basada en especificaciones no públicas que pueden incluir el uso de protocolos cerrados, encriptación de datos y/o firmas electrónicas para lograr la seguridad requerida de la información;

entre dispositivos móviles DT y dispositivos móviles DM, los medios de comunicación C2 llevan información que puede ser crítica para la seguridad de los pasajeros. Típicamente incluyen únicamente canales de comunicación alámbrica, blindados contra el acceso por terceros. La ¡nterfaz de comunicación está basada en estándares y protocolos abiertos;

entre dispositivos estacionarios DZ o DS y dispositivos móviles DM, no es posible la comunicación directa entre ellos, sin pasar a través de dispositivos de otro tipo, para crear canales de comunicación adicionales (C3).

En caso de sistemas muy grandes, se puede "partir" el sistema, siendo cada parte (zona) como un sistema individual pero interconectado con las partes (zonas) vecinas.

Características y funcionalidades relevantes de los dispositivos del sistema:

1 ) El dispositivo de control DZ realiza las siguientes tres funciones principales: - En primer lugar, programa continuamente los siguientes viajes de los vehículos que se encuentran dentro de su zona y comunica el plan de viaje de cada vehículo al dispositivo DT instalado en ese vehículo. Los viajes pueden ser para transportar personas o carga de una estación a otra según lo solicitaron los usuarios (incluyendo viajes a otras zonas), para reubicar vehículos vacíos dentro de la red vial (para atender la demanda planeada a futuro) o para enviar vehículos a mantenimiento o a reabastecimiento de energía.

- En segundo lugar, supervisa el tráfico de vehículos en su zona para lo cual recibe constantemente de los dispositivos DS de su zona información de las ubicaciones actuales de todos los vehículos, y les proporciona a los dispositivos DS instrucciones que permiten optimizar el flujo de tráfico a nivel de toda la zona.

- Finalmente, recibe información de alertas y de fallas reportadas por los dispositivos DS y DT, y en caso de una anomalía en la red, por ejemplo, un vehículo averiado, redirige el tráfico enviando instrucciones correspondientes a los dispositivos DS y DT.

) El dispositivo de control DS realiza las siguientes tres funciones principales: regula la velocidad de los vehículos, gestiona el derecho de paso de los vehículos en los entronques, y mantiene separaciones mínimas predefinidas entre los vehículos. Para lograr esto, realiza las siguientes tareas:

- Registra la entrada de cualquier vehículo a su sección de control mediante sensores instalados en el carril al inicio de la sección, y asume la responsabilidad del control del vehículo a partir de ese momento hasta que el vehículo pasa a la siguiente sección de control;

- Calcula para cada vehículo que entra a su sección de control el perfil de velocidad específico que debe seguir ese vehículo dentro de esa sección, y se lo comunica al DT instalado en ese vehículo. El perfil calculado toma en cuenta tanto factores permanentes, por ejemplo, curvas de las vías en las que los vehículos deben disminuir su velocidad como situacionales, por ejemplo, la separación real que hay - y la que debe haber— entre el vehículo en cuestión y el vehículo que viaja inmediatamente adelante en esa sección; - Monitorea el avance del vehículo dentro de la sección, comparando el avance real con el programado;

- Registra la pasada de los vehículos por los puntos de bifurcación y/o entronque de su sección para tener certeza de la ruta tomada por el vehículo; y

- Comunica el avance de todos los vehículos dentro de su sección al dispositivo DZ y a los dispositivos DS de secciones colindantes.

3) El dispositivo de control DT es completamente independiente de los mecanismos y las tecnologías de propulsión, conducción, frenado y operación de las puertas del vehículo. Su función es actuar como interfaz entre el vehículo y el ambiente externo al vehículo. Intercambia informaciones con el dispositivo DZ de la zona en que se encuentra el vehículo, los dispositivos DS de las secciones de vía por las cuales está pasando el vehículo, y otros dispositivos DT instalados en los vehículos que viajan en frente y detrás del propio vehículo. Adicionalmente, mediante sensores conectados al dispositivo DT, éste registra la ubicación absoluta del vehículo en ciertos puntos a lo largo de la vía. En base a estas informaciones, el dispositivo DT da instrucciones al dispositivo DM de cómo debe comportarse el vehículo en cualquier instante.

Las actividades concretas que ejecuta el dispositivo DT incluyen las siguientes:

- Primero, recibe y procesa instrucciones del dispositivo DZ con una nueva "misión" (plan de viaje) para el vehículo. La misión incluye el destino y la ruta que debe seguir el vehículo para llegar al destino, expresada como la lista de secciones por las cuales pasará el vehículo y el carril que debe tomar el vehículo en cada bifurcación (izquierda o derecha).

- Segundo, recibe instrucciones del dispositivo DS con una descripción codificada del perfil de velocidad y desplazamiento que debe seguir el vehículo dentro de la sección de vía en la cual se encuentra el vehículo.

- Tercero, reconstruye el perfil de velocidad y desplazamiento calculado por el dispositivo DS y se lo va transmitiendo al dispositivo DM en el transcurso del recorrido por la sección. - Cuarto, transmite al dispositivo DM instrucciones para ejecutar maniobras según necesidad, tales como mover el mecanismo direccional hacia la izquierda o derecha, abrir o cerrar las puertas, etc.

4) El dispositivo de control DM controla los mecanismos de propulsión, conducción, frenado, y operación de las puertas del vehículo (entre otros). Por lo tanto, su diseño es específico para un modelo de vehículo y es completamente independiente del funcionamiento de todos los demás elementos del sistema de control que están fuera del vehículo. Solamente se comunica con el dispositivo DT a través del canal de comunicación entre ellos dos (medio C3). Su función principal es hacer que el vehículo siga el comportamiento que le solicita el dispositivo DT; además monitorea el estado de los componentes de propulsión, conducción, etc., y dentro de los límites impuestos por el dispositivo DT puede optimizar ciertos parámetros de desempeño según los objetivos del fabricante del vehículo (consumo de energía, confort de los viajeros, etc.). Hay diversos sensores y actuadores conectados al dispositivo DM, como sensores de velocidad de las ruedas, sensores de posición del mecanismo direccional, actuadores para mover el mecanismo direccional, actuadores para acelerar el/los motor(es), actuadores para aplicar o retirar el freno, etc.

5) Los medios de comunicación son independientes de la tecnología utilizada. El medio C2, a través del cual se comunican dispositivos estacionarios (DZ, DS) con dispositivos móviles (DT), se caracteriza por permitir esa comunicación en cualquier momento sin importar la ubicación del vehículo a lo largo de la red vial. Típicamente se realiza con tecnología de comunicación digital inalámbrica. Sin embargo, para dificultar el acceso no autorizado a la red de telecomunicación, el medio C2 se caracteriza por requerir proximidad física para que cualquier dispositivo pueda acceder a él (separación menor a 3 metros) así como por la utilización de un protocolo de comunicación "cerrado". Por su parte, el medio C3 se caracteriza por requerir conexión física para que un dispositivo acceda a él, pero está basado en un estándar y un protocolo de comunicación abierto.

La interoperabilidad (coexistencia) de varias tecnologías vehiculares en una misma instalación, sin perjuicio del funcionamiento correcto y seguro de todo el sistema de transporte automatizado, se obtiene a través de la arquitectura física ya descrita del sistema de control. En esta arquitectura, la interfaz entre la parte del sistema de control que es dependiente de las tecnologías y los mecanismos físicos de propulsión, conducción, frenado y operación de puertas implementados en el vehículo y la parte del sistema de control que es completamente independiente de dichos mecanismos está ubicada dentro del vehículo, en vez de estar ubicada en el límite entre el vehículo y el entorno exterior. Esta ubicación de la interfaz dentro del vehículo permite que el diseño del vehículo y la validación de su compatibilidad con el sistema de control automatizado se pueda realizar sin interacción alguna con los elementos del sistema de control que están fuera del vehículo. Esto facilita y agiliza el desarrollo de nuevos modelos de vehículos a ser incorporados a la flotilla y también agiliza la validación de la operación de los nuevos modelos dentro del sistema automatizado, ya que se tiene certeza de que una vez validada la funcionalidad a nivel del vehículo aislado, la funcionalidad a nivel del sistema completo (vehículo integrado dentro del resto del sistema) no puede haber sufrido afectación negativa por el simple hecho de que no ha cambiado absolutamente nada en la interfaz entre el vehículo y el sistema fuera del vehículo.

En cuanto al funcionamiento seguro, si la interfaz entre la parte del sistema de control que es dependiente de las tecnologías y los mecanismos físicos de propulsión, conducción, frenado y operación de puertas implementados en el vehículo y la parte del sistema de control que es completamente independiente de dichos mecanismos está dentro del vehículo (en vez de estar ubicada en el límite entre el vehículo y el entorno exterior), entonces dicha interfaz se pueda especificar abiertamente, por ejemplo, a través de una norma, y la probabilidad de que haya una manipulación malintencionada de las señales y las informaciones que fluyen a través de dicha interfaz sigue siendo extremadamente baja ya que dentro del vehículo es muy factible blindar las señales e informaciones que fluyen a través del medio de comunicación C3 y dificultar un acceso indebido a las mismas. Si la interfaz estuviera ubicada en el límite entre el vehículo y el entorno exterior, la especificación de dicha interfaz incluiría la especificación del protocolo de comunicación usado en el medio de comunicación C2, el cual al ser inalámbrico, es más propenso a un acceso no autorizado y por lo tanto implica una probabilidad más alta de que haya una manipulación malintencionada de las señales y las informaciones que fluyen a través de dicha interfaz.

El comportamiento diferenciado y optimizado de los vehículos automatizados, incluso en las mismas secciones de red vial, se logra a través de la metodología descrita para controlar la aceleración, velocidad y posición de cada vehículo. En esta metodología, un dispositivo estacionario que tiene responsabilidad del movimiento de todos los vehículos dentro de su área de control (en este caso el dispositivo DS que tiene responsabilidad del movimiento de los vehículos en su sección) calcula un perfil de aceleración, velocidad y posición para cada vehículo que entra a su área de control, y este perfil puede ser diferente al perfil calculado para el vehículo anterior y para el vehículo siguiente, dependiendo de la situación. Concretamente, el perfil calculado para un vehículo determina su aceleración, velocidad y posición en cualquier instante durante el periodo de estadía del vehículo en esa sección y es una función de varios parámetros y variables de entrada, entre ellos:

a. la longitud de cada uno de los segmentos de la sección por los cuales pasará el vehículo hasta salir de la sección (valores dados por el recorrido físico de la vía y por la ruta que toma el vehículo en particular);

b. la velocidad máxima permitida en cada uno de esos segmentos de vía (valores fijos predefinidos por motivos de seguridad); c. la velocidad de crucero (parámetro dado por el dispositivo DZ);

d. la velocidad con que ingresó el vehículo a la sección (que puede variar según las circunstancias);

e. la separación que hay entre el vehículo actual y el que lo precede, así como el perfil de aceleración, velocidad y posición asignado a ese vehículo precedente;

f. los instantes en el tiempo en que otros vehículos pasarán por un entronque por el cual debe pasar el vehículo actual; y

g. la prioridad que deben tener los vehículos en el paso por el entronque, que puede ser una combinación de reglas fijas y de parámetros dados por el DZ.

De esta manera, se vuelve posible ajustar constantemente las separaciones entre los vehículos, ya sea para maximizar el flujo de vehículos cuando es necesario (en horas de alta demanda de servicio) o para minimizar el consumo de energía cuando sea posible, o bien para lograr cualquier otro propósito que desee el operador del sistema de transporte.

Este comportamiento diferenciado y optimizado de los vehículos automatizados no va a expensas de la seguridad, ya que el comportamiento de cada vehículo se define de antemano (es decir, antes de ser ejecutado) por un dispositivo que conoce el comportamiento de los demás vehículos que se encuentran en las inmediaciones, y así se evitan acercamientos potencialmente peligrosos entre los vehículos. Además, una vez definido el perfil para un vehículo y comunicado a su dispositivo DT, en caso de que la aceleración, velocidad o posición reales medidas por el DT (o algún otro dispositivo en el vehículo) no concuerde con el perfil ordenado por el dispositivo DS, el DT (o algún otro dispositivo en el vehículo) puede iniciar las acciones necesarias para regresar a un estado seguro, como por ejemplo activar el freno de emergencia.

En una modalidad preferida del método de control de la presente invención, dicho método se caracteriza por comprender las etapas de:

a) calcular y asignar una ruta a un vehículo para un viaje, con base en el conocimiento de la red vial y la distribución del tráfico actual y futuro en ella; en donde esta etapa se puede volver a ejecutar una vez iniciado el viaje del vehículo, desde la ubicación actual del mismo hasta el destino, si se presentan anomalías o saturaciones imprevistas en la red vial o en las estaciones, y es ejecutada por uno o varios dispositivos de control estacionarios DZ;

b) calcular un perfil de velocidad y secuencia de comportamientos del vehículo a ló largo del tiempo dentro de una sección de vía, con base en el conocimiento de las ubicaciones y velocidades actuales y futuras de otros vehículos dentro de ese misma sección; en donde esta etapa se ejecuta por uno o varios dispositivos de control estacionarios DS al momento de la entrada del vehículo a la sección; asimismo, esta etapa se puede:

- ejecutar en paralelo en muchas réplicas y puede arrojar resultados diferentes cada vez que se ejecuta bajo diferentes circunstancias pero siempre dando un resultado predecible y siempre llegando a una solución que logra el o los objetivos planteados; y , - repetir para un mismo vehículo en cualquier momento después de que el vehículo ya entró a la sección, si las condiciones actuales de tráfico dentro de dicha sección ya no corresponden a las condiciones previstas al momento en que se calculó el perfil original;

c) transmitir el perfil calculado en la etapa (b) anterior al vehículo que lo debe ejecutar; en donde esta etapa se puede realizar en dos subetapas, la primera fuera del (o hacia el) vehículo usando un medio no necesariamente estandarizado y/o un protocolo que no es del conocimiento público, y la segunda dentro del vehículo mismo usando un medio estandarizado y un protocolo abierto; la transmisión del perfil se realiza entre dispositivos estacionarios DS y dispositivos móviles DT y dispositivos móviles DM;

d) convertir el perfil calculado y las instrucciones en comportamientos físicos del vehículo o de sus componentes, con base en el conocimiento de las tecnologías y/o mecanismos implementados en el vehículo; esta etapa se ejecuta después de la etapa anterior y durante el recorrido del vehículo por la sección; asimismo, dicha conversión puede ser ejecutada por uno o varios dispositivos DM diferentes, cada uno correspondiente a uno o más mecanismos dentro del vehículo ; y

e) comparar el comportamiento solicitado con el comportamiento real del vehículo, acción que se ejecuta continuamente durante el recorrido del vehículo por la sección, con el propósito de aplicar las medidas apropiadas (por ejemplo, aplicación del freno de emergencia) en caso de presentarse situaciones de peligro; y en donde dicha comparación es realizada por alguno o varios de los dispositivos de control móviles DT o

DM, y/o los dispositivos estacionarios DZ o DS.

Las etapas b) a e) anteriores se repiten hasta completar el viaje calculado para ese vehículo.

Cabe señalar que el método antes descrito también puede aplicarse para el caso de que el vehículo sea un solo vehículo individual o un convoy de vehículos que viajen juntos formando una unidad vehicular con una misma ruta y un mismo perfil y eventualmente dicho convoy se va integrando o desintegrando dinámicamente según necesidad. Esto es, los viajes de vehículos individuales con rutas que comparten las mismas secciones en los mismos momentos se convierten en un solo viaje de un convoy temporal, hasta que los vehículos individuales retoman sus propios viajes para llegar a sus destinos respectivos.

Aunque la invención ha sido descrita en el contexto de la modalidad o forma de realización preferida, para los especialistas en la materia será evidente que el alcance del concepto ejemplificado se extiende más allá de la arquitectura del sistema y método específicamente descritos e ilustrados a otras posibles modalidades alternas de materialización de la invención que sean factibles o viables. Además, aunque la invención se ha descrito en detalle, cualquier experto en el campo al que pertenece la invención podrá deducir que algunos elementos constitutivos del sistema y/o etapas del método pueden ser sustituidos o bien otros distintos incorporados a la luz de la descripción que antecede sin que ello modifique en esencia el resultado para el que han sido concebidos.

Habida cuenta de lo anterior, se pretende que el alcance de la presente invención no se interprete como limitado por la modalidad particularmente descrita, sino que quede determinado por una interpretación razonable del contenido de las siguientes reivindicaciones.