Semaforo verde per le strade intelligenti

Oggi sulle strade cavalcare l'onda verde - ovvero infilare uno dopo l'altro tutta una serie di incroci evitando via via il rosso - è un colpo di fortuna da raccontare agli amici. Con la mobilità smart di domani, diventerà la regola: le auto, in città, calcoleranno in anticipo lo stato dei semafori sul loro cammino e regoleranno la velocità in modo da arrivare ad ogni incrocio quando sono verdi. Questo è solo un esempio di come, grazie alle tecnologie sviluppate in luoghi come il Center for Automotive Research and Sustainable mobility (Cars) del Politecnico di Torino, nei prossimi anni prenderà corpo il cosiddetto "decreto smart road" del febbraio 2018, che disegna la mobilità italiana del futuro.

"Le strade non saranno più semplici nastri d'asfalto, ma infrastrutture digitali, arricchite di sensori, telecamere e algoritmi che interpretano i dati raccolti e comunicano di continuo con i veicoli: ad esempio segnalando in tempo reale a chi guida la presenza di cantieri, code o incidenti. Questo ci permetterà di dimezzare entro il 2030 il numero di morti sulle strade" spiega Mauro Giancaspro, direttore del reparto tecnologia e innovazione dell'Anas. "L'Italia è oggi il laboratorio più grande d'Europa per le smart road: abbiamo realizzato i primi ottanta dei 650 chilometri previsti - con sperimentazioni avanzate a Cortina, sulla Salerno-Reggio Calabria e sulla Roma-Fiumicino: nel 2026 arriveremo a 3.000 km" spiega.

Come un'ecografia

Al lavoro non c'è solo l'Anas. Di recente il gruppo Autostrade per l'Italia (Aspi) ha attivato 52 chilometri di autostrade smart tra Firenze Nord e Firenze Sud e sul nodo urbano di Bologna. E non diventano intelligenti solo le strade, ma anche ponti e viadotti: già quaranta quelli "trasformati" da Anas. "Abbiamo installato degli accelerometri che fanno un monitoraggio continuo di tutte le vibrazioni e oscillazioni dovute al traffico, sensori per la 'pesa dinamica' dei camion che misurano dati come temperatura, umidità e pressione. Inoltre abbiamo droni che ispezionano le strutture e, scansionando con il laser il ponte, costruiscono il suo 'gemello digitale', ovvero un modello fedele al 100 per cento che usiamo per simulare scenari d'uso" prosegue Giancaspro. "Tutti questi dati vengono interpretati nelle nostre centrali operative per capire, 24 ore su 24, lo stato di salute del ponte in oggetto, così da prevenire deformazioni e azzerare l'eventualità di crolli".

È difficile rendersi conto del salto qualitativo che avremo passando dal sistema stradale a quello digitalizzato: "È vero che già oggi usiamo app che ci danno indicazioni su code e rallentamenti, ma queste informazioni sono generate in modo indiretto, da algoritmi che tengono conto della velocità media e di dati condivisi dagli altri utenti. Come se per una diagnosi il medico ci palpasse soltanto lo stomaco" racconta Mario Nobile, responsabile della direzione digitalizzazione del ministero delle Infrastrutture e della Mobilità sostenibile. "Invece una smart road fornisce al guidatore dati diretti, reali, colti da sensori e telecamere: insomma è come se lo stesso dottore ci facesse un'ecografia".

A doppio senso

La comunicazione tra veicoli e strade intelligenti sarà bidirezionale. "Grazie all'infrastruttura digitalizzata, per esempio, il gestore dell'autostrada può capire con precisione altissima il modo in cui sta viaggiando l'utente: gli esperimenti fatti ci mostrano che siamo in grado di sapere in tempo reale la temperatura del motore delle singole autovetture, la pressione degli pneumatici e siamo in grado di comprendere che un utente ha forato una gomma ancora prima che possa comunicarcelo: così possiamo far intervenire immediatamente i mezzi di soccorso e prendere le misure per mantenere la viabilità sicura e ordinata" spiega Ugo Dibennardo,  amministratore delegato di Concessioni autostradali venete. "Le strade stanno diventando più sicure grazie anche a innovazioni come la guida autonoma: non tanto quella di quarto livello, che è ancora da venire, dove non saremo più guidatori ma semplici passeggeri, ma anche quella - già disponibile - di secondo livello: dove l'auto si accorge se stai guidando in modo corretto e non ti permette, frenando in automatico, di avvicinarti troppo a quella che hai davanti".

Le strade smart non saranno soltanto più sicure, ma anche meno intasate: "Per i mezzi di trasporto straordinari stiamo sperimentando soluzioni come file di dieci camion comandate dal primo veicolo" dice Dibennardo. "Una sorta di "trenino" che riduce lo spazio occupato grazie alla comunicazione tra di loro e con l'infrastruttura". È il cosiddetto platooning. "In Germania per ora è ammesso su un paio di autostrade: è un sistema che permette di risparmiare carburante, perché - grazie alla vicinanza - i veicoli godono di una minore resistenza dell'aria" spiega Falko Dressler, docente di Telecomunicazioni all'Università tecnica di Berlino. "La distanza che bisogna tenere tra i veicoli dipende non tanto da ciò che succede dopo che si è premuto il pedale del freno, ma da ciò che succede prima: ovvero il tempo che il guidatore impiega a percepire la minaccia e il tempo di reazione. Se i camion sono 'intelligenti' - ovvero hanno sensori radar e comunicano tra di loro in wireless - quando il primo frena, il secondo, a guida autonoma, inizia a rallentare: non c'è bisogno di aspettare il tempo di percezione e reazione del guidatore che sta dietro. E la distanza di sicurezza può ridursi".

Incroci trasparenti

Questa maggiore compattezza delle file di mezzi pesanti aumenta la capacità delle strade e riduce quindi il rischio di congestione.

Così come la comunicazione wireless tra veicoli - con standard come il 5G - può rendere molto più sicuri gli incroci urbani: "Le auto più moderne possono avere sensori radar, Lidar e videocamere. Ma hanno tutti il limite del campo visivo: se un oggetto blocca la vista, i sensori non possono cogliere ciò che gli sta dietro" continua Dressler. "Se invece le auto comunicano in wireless, possono combinare i loro singoli punti di vista, ricostruendo un quadro molto più completo di ciò che avviene in quell'incrocio: veicoli dietro gli angoli, pedoni, biciclette, auto che stanno uscendo da un portone e così via. È la cosiddetta "percezione cooperativa"".

Una soluzione che vedremo sul mercato entro i prossimi cinque anni. "In questa maniera si possono ridurre i consumi anche del 20-25 per cento" sostiene Andrea Tonoli, docente di Ingegneria dell'autoveicolo al Politecnico di Torino. "Certo, tutto questo richiede agli utenti di cambiare approccio: posso sfruttare appieno i benefici di questi sistemi solo se delego al veicolo una parte consistente delle mie scelte. Cruciali sono due aspetti: la garanzia che i segnali tra le auto arrivino in pochi millisecondi, e che gli scambi di dati tra veicoli siano al sicuro da intromissioni di hacker che, altrimenti, potrebbero causare seri danni".

Bisognerà anche assicurare, nei prossimi anni, l'armonizzazione tra auto classiche e auto a guida autonoma, in modo che le reazioni umane non spiazzino i computer e viceversa: "Per questo abbiamo realizzato un simulatore che ci permette di studiare la coesistenza tra guidatori e veicoli automatizzati, che oggi è problematica soprattutto nel caso delle rotonde, dove il veicolo autonomo tende a fermarsi per far passare tutti" spiega Gianpiero Mastinu, docente di Ingegneria dei veicoli al Politecnico di Milano. "Inoltre il simulatore ci permetterà di risolvere un problema sempre più attuale: come passare al guidatore umano le nuove informazioni senza distrarlo".

Sul Venerdì del 26 agosto 2022