monitorizaciÓn de elementos de seÑalizaciÓn · desvío de carril por aplicación de slurry....

MONITORIZACIÓN DE

ELEMENTOS DE

SEÑALIZACIÓN

XII Premio Nacional ACEX a la Seguridad en

Conservación.

ÍNDICE

0. INTRODUCCIÓN. .................................................................................................................... 1

1. OBJETIVO DE LA IDEA. ........................................................................................................... 2

2. DESARROLLO TÉCNICO. ......................................................................................................... 3

3. POSIBLES APLICACIONES. ...................................................................................................... 6

4. ESTIMACIÓN DEL COSTE DE APLICAR EL PROYECTO. ............................................................ 9

5. MEJORAS EN LA SEGURIDAD VIAL. ...................................................................................... 10

XII Premio Nacional ACEX a la Seguridad en Conservación MONITORIZACIÓN DE ELEMENTOS DE SEÑALIZACIÓN VIAL

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0. INTRODUCCIÓN.

Presentamos al XII Premio Nacional ACEX a la Seguridad en Conservación el proyecto

denominado Monitorización de Elementos de Señalización Vial, el cual estamos actualmente

desarrollando a modo de prototipo en colaboración con Mesurex, empresa de Ingeniería en

Instrumentación y Control.

La herramienta que hoy presentamos está basada en la tecnología WSN (Wireless

Sensor Network). Desarrollamos en este documento la utilidad de poder monitorizar distintos

elementos de señalización, tan frecuentemente utilizados en los diferentes trabajos de

conservación de carreteras.

Colocación de balizamiento y delimitación de la zona de obra previo a vehículo de conservación.

La idea puede ser muy útil en los servicios de conservación, y es que la señalización de

los distintos tajos es algo inseparable de casi todas las tareas que se llevan a cabo en las

conservaciones de carreteras, tanto en la gestión y vialidad como en las operaciones de

mantenimiento y mejora. Por poner sólo algunos ejemplos:

- Trabajos de reparación de biondas.

- Podas y tratamientos con fitosanitarios.

- Reparaciones y restauración de señalización vertical.

- Marcas viales.

- Fresados y bacheos.

- Señalización de incidencias pendientes de reparar y como aviso a los conductores.

- Etc.


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Señalización de corte de carril por asistencia a vehículo.

Desvío de carril por aplicación de slurry.

Allá donde sea necesario señalizar, como en los ejemplos descritos, la aplicación que hoy

mostramos será susceptible de ser utilizada, ayudándonos a monitorizar los elementos de

señalización utilizados y pudiendo controlar su adecuada ubicación como describiremos en los

capítulos posteriores.

1. OBJETIVO DE LA IDEA.

El principal objetivo que tiene nuestra idea es un mayor control sobre la ubicación de

las señales. Esta herramienta nos ayudará a asegurarnos de que cuando estemos realizando

tareas de conservación de carreteras:

• La señalización (tanto fija como móvil) ha sido colocada correctamente según

normativa: por tipo de vía, ubicación de cada señal, separación de los distintos

elementos, etc.

• Durante el desarrollo de las tareas dicha señalización permanece adecuadamente

situada y no ha sufrido caídas o desplazamientos.

• Tener controladas señales de aviso de incidencias pendientes de reparar u otros

avisos a conductores: asfalto el mal estado, limitación de velocidad, etc.

Es interesante el segundo y tercer aspecto, ya que en muchas ocasiones es posible la

correcta ubicación de señales que sin embargo y posteriormente a su colocación pueden sufrir

caídas o desplazamientos, con lo que dejan de cumplir su función hasta que algún operario se

dé cuenta y las vuelva a colocar adecuadamente, por avisos de terceros, etc.

El objetivo marcado de un mayor control sobre la ubicación de las señales lo

conseguiremos gracias a la monitorización de las mismas, las cuales estarán identificadas y

posicionadas a través de un software que nos avisará en caso de un inadecuado

posicionamiento o colocación y también cuando se produzcan caídas o desplazamientos de

éstas.


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2. DESARROLLO TÉCNICO.

El Sistema WSN: Wireless Sensor Network.

Para la monitorización de elementos de señalización vial se propone el uso de la

tecnología WSN (Wireless Sensor Network). Esta herramienta consiste en el acoplamiento a

los elementos de señalización de pequeños sensores autónomos emisores, los cuales serán

monitorizados a través de un elemento integrador o Gateway, el cual tiene capacidad de

realizar mediciones, almacenar determinados datos y comunicar dichos datos en una red

conectada sin cable. En el caso que nos ocupa, los datos que tendremos controlados a través

del Gateway serán:

• Tipo de señal a colocar según el tajo a señalizar y la normativa de aplicación: 8.3-IC

Señalización de Obras, Ley de Seguridad Vial y Reglamento General de Circulación.

• Distancia entre la señal y la zona de trabajo según la normativa empleada.

• Distancias entre las distintas señales, bien sean del mismo tipo o entre señales

diferentes (conos entre sí en una fila, entre conos y señal de reducción de velocidad,

entre reducción de carril y conos, etc.).

Mostramos a continuación una imagen descriptiva de los distintos elementos:

Esquema de los elementos que componen el WSN

Centrándonos en los elementos que componen el WSN, destacamos:

• Nodos sensores: marcados con los puntos rojos, estos sensores se instalarían en cada una de las señales a medida que se van colocando en el tajo: paneles direccionales, conos, señales de preaviso, señales de posición, etc.

• Gateway: dispositivo que en la imagen viene marcado como el punto verde, lo ubicamos también en la zona de realización de los trabajos, y tiene la función de recoger e integrar la información aportada por los nodos. Es un punto de red que actúa como entrada a otra red a través de la cual recibiremos la información que


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previamente hayamos programado: tipo de señal según la tarea a realizar, distancia entre señal y comienzo del tajo, distancia entre señales, etc.

• Base Station: dispositivos que recogerán la información en tiempo real enviada por el Gateway: tableta electrónica del encargado de la obra, móvil del Jefe COEX, PC que estimemos dentro del Centro de Conservación, etc. Para ello será necesaria una conexión a internet. Será en este dispositivo final donde se reciba la información de lo que está ocurriendo en el tajo en cuanto a las señales.

A continuación mostramos ejemplos de señales que podrían ser monitorizadas,

concretamente: señal móvil de obra, conos, aviso de obras y panel direccional. Con nuestra idea, podemos tener en todo momento controlada su adecuada ubicación en el transcurso de los trabajos.

Señal móvil de obra a utilizar en calzadas separadas con 3 carriles en cada sentido.

Cierre de carril izquierdo 0≤V≤25km/h

Señalización de obra fija en Vía de doble sentido con 2 carriles y un carril adicional. Ubicación de los trabajos: Arcén.

Ejemplo: Trabajos de mantenimiento.

Lo que haremos será programar la información que queremos que el Gateway registre

y nos envíe, de tal forma que recibamos avisos en caso de: incorrecta elección de la señal colocada, distancias entre señales mayores o menores de lo indicado en norma, señales que se caigan o desplacen, etc.


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Descripción del Software:

Los elementos que conforman el Wireless Sensor Network (Nodos, Gateway y Equipos Receptores de Información) estarán integrados a través de un software. Dicho software lo podemos programar con diferentes herramientas que nos ayudarán a un mejor análisis de la información. A continuación mostramos dos ejemplos:

• Geoposicionamiento de las señales.

Dado que lo nodos que se colocan en las señales están geoposicionados, será posible, a través de aplicaciones como Google Maps, indicar gráficamente la ubicación y distribución de la señalización en mapas en tiempo real.

Geoposicionamiento en tiempo real de señales de obra

en mapas de carreteras visualizados en tableta del

Jefe COEX y Encargado.

• Configuración de avisos.

Es posible programar alarmas sonoras y visuales que aparezcan en los dispositivos

finales a los que el Gateway envía la información ante determinados eventos. Estos avisos aparecerán en primera instancia en el dispositivo del encargado, que dará una primera conformidad que será validada posteriormente por el Jefe COEX. El tajo no podrá comenzar mientras que la señalización no esté adecuadamente colocada y el aviso así lo indique. Una primera aproximación al tipo de aviso visual podría ser:

Señales colocadas y

distancias adecuadas. Conformidad al comienzo.

Señales adecuadas pero error leve (≤3 m) en distancias entre

ellas. Corregir.

Señal incorrecta o error grave (≥6m) en distancias. Tajo no puede comenzar.


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Las señales amarillo y rojo irían acompañadas de una señal acústica de AVISO. Asimismo, una vez dentro del menú, el Jefe COEX podría entrar para saber exactamente en qué consiste dicha no conformidad.

3. POSIBLES APLICACIONES.

A día de hoy, las señales se colocan por los operarios según su experiencia y la

formación recibida, siendo el Encargado de la obra la persona responsable de dar la

conformidad a dicha señalización, muchas veces basándose en criterios visuales. Es evidente

que este control extra que proponemos será una forma de certificar la adecuada colocación de

dichas señales, con lo que estaremos disminuyendo considerablemente los riesgos y las

probabilidades de que puedan ocurrir accidentes.

Mostramos dos ejemplos de aplicaciones del Wireless Sensor Network:

3.1. Sistema en Cadena de conos.

Son muchos los trabajos de conservación para los cuales es necesaria la señalización a

través de una hilera de conos, que tiene la función de actuar como barrera visual para los

conductores, la cual no ha de traspasarse dado que al otro lado se estarán realizando

determinados trabajos:

Señalización con conos por trabajos en arcén. Aviso por reducción de carril por trabajos de marcas viales, utilizando conos y señales varias.

El proceso constaría de las siguientes fases:

FASE I Planificación del

tajo: señales a colocar.

FASE II Colocación de

conos con nodos instalados, que

enviarán información al

Gateway.

FASE III Integración de

información: nº de conos,

ubicaciones y distancias.

FASE IV Envío a

dispositivos receptores

finales y conformidad

del encargado.

FASE V

Monitorización de las señales hasta

finalización de los trabajos y avisos en

caso de desplazamientos o

caídas de conos.


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En este caso, cada cono llevaría

instalado un sensor que actuaría a forma de

nodo, unificándose la información enviada

al Gateway, como desarrollamos en el

apartado 2. A continuación vemos la

distribución de nodos (puntos azules) y el

Gateway -color salmón- que recogería toda

la información antes de enviarla al

dispositivo que programemos.

Con la monitorización de la hilera de conos conseguiríamos:

- Conocer el adecuado posicionamiento del primero y el último respecto a los

trabajos a realizar y al resto de señales.

- Saber si es correcta la distancia entre conos.

- Recibir avisos de si un cono se cae o es desplazado, lo cual es muy común por golpes

o incluso leves roces con vehículos.

- Envío de alarmas ante incidencias detectadas: incorrecta separación, aviso de caídas

o desplazamientos, etc.

Respecto a la colocación del Gateway y para cualquiera de las aplicaciones, éste ha de

colocarse en zona segura del tajo. Podríamos aprovechar la primera señal por ejemplo del

corte, o tras la bionda en esa zona de comienzo.

3.2 Señalización de obras fijas.

Compatible con la aplicación anterior, este sistema se emplearía para elementos de

señalización de obra fija, tanto en el transcurso de determinados trabajos de conservación

como en aquellos casos en los que queda en obra alguna señal de tajo no finalizado ese día, o

también cuando la señal tiene como misión señalizar una incidencia pendiente de reparar.

En este caso los objetivos son parecidos a la hilera de conos pero más enfocado a otro

tipo de señales:

- Comprobar que la señales que se colocan son las adecuadas según norma y tipo de

trabajo.

- Chequeo de la distancia entre señales.

- Aviso de señales caídas o desplazadas durante el transcurso de un tajo y de

incidencias pendientes de reparar, carreteras cortadas, etc.


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Aviso carretera cortada. Aviso estrechamiento de carril.

Al igual que en los conos, a cada señal le colocaríamos un sensor o nodo, cada uno de

los cuales enviaría la información seleccionada al Gateway colocado en zona segura. Desde ahí

tendríamos toda la información que en tiempo real se estaría enviando al PC o dispositivo

seleccionado a través de una conexión internet.

Ejemplo concreto:

El encargado recibe una señal acústica de aspecto no Conforme en la señalización de

preaviso para unos trabajos de poda que han de realizarse esa mañana. El tajo está a punto de

comenzar a falta de su conformidad. Visualmente no detecta nada anómalo, sin embargo, al

introducirse en la tablet, aparecen los distintos criterios de aceptación a la señalización, donde

detecta error en la distancia de colocación de una señal. Inmediatamente comunica al operario

la necesidad de corregirlo, dando después su conformidad y quedando reflejado para

visualización por el Jefe COEX.

CONTROL POR NODOS-GATEWAY Y AVISOS DE CONFORMIDAD A TABLETS DEL JEFE COEX.

Aspecto a controlar.

Criterios de aceptación.

Aviso de conformidad.

Tipo de señal. Señal de preaviso TS-810. Lado 1350 mm.

Distancia que afecta a circulación.

1 km.

Control velocidad.

TR-301 Diámetro 900 mm

Distancia de la señal al comienzo del l tajo.

Entre 100-150 m.

¡No Conforme: Distancia detectada: 84m!

Zona de

trabajos de

podas.

Señal de

preaviso.

Distancia:

85 m


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4. ESTIMACIÓN DEL COSTE DE APLICAR EL PROYECTO.

A continuación mostramos una estimación de los costes de implementar el proyecto

en los distintos ejemplos que hemos supuesto:

Sistema Cadena de Conos

Costes No Recurrentes.

Código Descripción Unidades Subtotal

Ingeniería • Desarrollo Hardware.

• Desarrollo Software (aplicación PC).

• Desarrollo mecánico.

1 14.000,00 €

Materiales Incluye:

• 10 nodos sensores + envolvente.

• 1 unidad de proceso.

• 1 Puerta de enlace.

1 1.180,00 €

Importe Total Costes No Recurrentes. 15.180,00 €

Costes recurrentes.


Material nodo Nodo sensor + Envolvente. 1 98,00 €

Unidad Proceso Unidad de Proceso 1 100,00 €

Enlace Puerta de Enlace 1 100,00 €

Importe Total Costes Recurrentes. 298,00 €

Sistema para Señalización Fija

Costes No Recurrentes.


Ingeniería • Desarrollo Hardware.

• Desarrollo Software (aplicación PC).

• Desarrollo mecánico.

1 14.000,00 €

Materiales Incluye:

• 1 nodo sensor + envolvente.

• 1 unidad de proceso.

• 1 Puerta de enlace.

1 298,00 €

Importe Total Costes No Recurrentes. 14.298,00 €

Opcional: Aplicación para plataformas móviles: 5000 €

Costes recurrentes.


Material nodo Nodo sensor + Envolvente. 1 98,00 €

Unidad Proceso Unidad de Proceso 1 100,00 €

Enlace Puerta de Enlace 1 100,00 €

Importe Total Costes Recurrentes. 298,00 €


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5. MEJORAS EN LA SEGURIDAD VIAL.

Como se ha comentado en puntos anteriores, son muchos los tipos de tareas realizadas

en los servicios de conservación que requieren señalización de obras, tanto fija como móvil.

En ese sentido, la idea que hoy presentamos aporta unas claras mejoras en la seguridad vial,

que podemos concretar en los siguientes puntos:

• Aporta fiabilidad, ya que permite al Encargado y en segunda instancia al Jefe COEX

asegurarse en todo momento de que las señales colocadas en un tajo concreto son

las adecuadas según norma, así como las distancias entre ellas.

• El control de la ubicación de las señales no sólo queda verificado antes del

comienzo de los tajos sino también en el transcurso de los trabajos, de tal manera

que recibiremos los avisos correspondientes en el caso de señales que, habiéndose

colocado adecuadamente, han podido caerse o ser desplazadas.

• El Software instalado es versátil, lo que permite incluir alarmas visuales y sonoras

ante aspectos no conformes, programarlo para multitud de tareas, modificar los

criterios de aceptación según el tipo de carretera, etc.

• Viene a constituir en cierto modo una manera de certificar la adecuada señalización

de los trabajos, lo cual quedará registrado en el programa, pudiendo formar parte

de los informes de las distintas actuaciones realizadas y ser útil en caso de

accidentes que se produzcan por motivos ajenos a los operarios y a la correcta

señalización, lo cual no siempre es demostrable a día de hoy.

Podemos concluir que la adecuada señalización de los trabajos de conservación influirá

directamente en la disminución de los riesgos de accidentes laborales y relacionados con la

seguridad vial.

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