La mobilità urbana e il futuro dei trasporti intelligenti

Le città stanno superando la congestione e aumentando la mobilità con le tecnologie intelligenti Internet delle cose (IoT).

Punti salienti della mobilità urbana

  • Le pressioni delle popolazioni in crescita, l'aumento del volume dei veicoli e l'infrastruttura di trasporto obsoleta fisicamente vincolata stanno creando situazioni che impattano la produttività, la sicurezza pubblica e la salute della collettività.

  • Le città utilizzano le tecnologie delle città intelligenti per migliorare il flusso di traffico e la sicurezza pubblica sulle attuali strade e stanno estraendo informazioni preziose in grado di promuovere l'ingegneria stradale e i miglioramenti dell'infrastruttura.

  • I sistemi di trasporto intelligenti, i framework di dati aperti e le applicazioni assistite da IA stanno trasformando la guida urbana in un Mobility-as-a-Service (MaaS) su richiesta che sta contribuendo a ridurre la congestione e ad aumentare la mobilità.

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Che cos'è la mobilità urbana?

Per definizione, la mobilità urbana riguarda la modalità di spostamento delle persone e delle merci in una città. Sembra semplice, ma, considerando tutti i fattori di infrastruttura, tecnologia, politica e cultura, il modo in cui ci spostiamo nelle città è un argomento complesso con una storia antica e un futuro basato su una tecnologia sempre più sofisticata.

Sfide della mobilità urbana

Le sfide fondamentali degli spostamenti in una città ci hanno riguardato fin dai tempi in cui gli esseri umani hanno vissuto in ambienti urbani. In che modo riassorbiamo le situazioni di congestione e riduciamo gli spostamenti e l'inquinamento?

Le tensioni tra l'innovazione nel campo del trasporto, le popolazioni urbane in costante crescita e le capacità della pubblica amministrazione civica di tenere il passo con le risorse limitate sono questioni eterne. Ma la pressione delle città di oggi è senza precedenti.

La crescita della popolazione urbana continuerà a ostacolare la mobilità urbana:

  • 4,6 miliardi di abitanti della città entro il 20251
  • 41 megacittà entro il 20302
  • 67,1 triliardi di chilometri per passeggeri sul transito di massa entro il 20502

Congestione
Il tempo trascorso nel traffico rappresenta un problema importante per i pendolari e per la produttività generale delle città del mondo. Secondo lo studio Global Traffic Scorecard del 2019 condotto da INRIX,3 nel 2019, gli statunitensi hanno perso circa 99 ore all'anno nel traffico, con perdite di produttività dal costo di circa 88 miliardi di dollari.

Sicurezza pubblica
Le strade congestionate non fanno perdere solo tempo. Gli incidenti stradali uccidono 1,35 milioni di persone in tutto il mondo e provocano dai 20 ai 50 milioni di casi di persone che riportano ferite non letali. Oltre la metà del totale dei decessi stradali e degli infortuni coinvolgono pedoni, ciclisti e motociclisti con relativi passeggeri.

Salute pubblica
Il traffico congestionato a singhiozzo aumenta il volume di particolato microscopico nei gas di scarico dei veicoli.4 Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, il particolato dei gas di scarico è in grado di penetrare profondamente nelle vie polmonari e di entrare nel flusso sanguigno causando problemi cardiovascolari, cerebrovascolari e respiratori".5

Impatto ambientale
Tutte le città sono preoccupate per la sostenibilità ambientale e i trasporti rappresentano un importante fattore determinante.

Una stima calcola che il 22% delle emissioni globali di anidride carbonica (CO2) è attribuita al settore dei trasporti6 e questa cifra è destinata a salire proporzionalmente alla crescita delle città e all'uso dei singoli cittadini del trasporto alimentato al carbonio.

Ad esempio, senza importanti investimenti nel settore dei trasporti pubblici e delle tecnologie stradali intelligenti, le emissioni di CO2 in India sono destinate a passare da 70 milioni di tonnellate nel 2015 a 540 milioni di tonnellate entro il 2050.7

Affrontare le sfide della mobilità urbana di oggi con la tecnologia delle città intelligenti

Oggi, grazie alle tecnologie IoT delle città intelligenti, le città stanno migliorando la mobilità, il risparmio energetico e la riduzione dell'inquinamento.

Le città intelligenti acquisiscono dati da tutti gli input disponibili, segnaletica stradale, videocamere e dispositivi integrati nel trasporto pubblico, analizzando pertanto i dati grazie all'IA, per poi condividerli mediante le raccolte di open data. Ciò genera una costante consapevolezza per quanto riguarda le condizioni che possono essere utilizzate per la gestione del traffico, la pianificazione degli itinerari, la sicurezza pubblica e la risposta in caso di emergenza.

Le tecnologie delle città intelligenti possono essere integrate nell'intera infrastruttura della città

  • La pavimentazione intelligente è in grado di monitorare il meteo, le condizioni stradali e persino l'usura del manto stradale, nonché di condividere le informazioni con gli automobilisti e con i responsabili del controllo del traffico.
  • Il parcheggio intelligente è in grado di indicare agli automobilisti gli spazi disponibili, riducendo il tempo trascorso ed evitando la ricerca di un parcheggio.
  • La segnaletica stradale intelligente è in grado di rispondere alle condizioni del traffico e di riprogrammarsi per alleviare la congestione.
  • L'illuminazione stradale intelligente con videocamere, microfoni e sensori, è in grado di attenuarsi quando non ci sono oggetti nei paraggi e di raccogliere informazioni sul traffico, la sicurezza pubblica e la qualità dell'aria.
  • Le videocamere intelligenti sono in grado di tenere sotto controllo il traffico e la sicurezza pubblica. Quando si verificano problemi, esse li segnalano automaticamente ai sistemi di trasporto.
  • Gli incroci intelligenti sono in grado di ottimizzare il traffico automobilistico e pedonale, rilevare i rischi e indicare gli incidenti nelle vicinanze, riducendo così i sinistri e gli infortuni.
  • Il pedaggio intelligente è in grado di calcolare i pedaggi nel traffico scorrevole, supportare prezzi specifici per strade congestionate o pedaggi a chilometro, nonché di accettare il pagamento elettronico.
  • I trasporti pubblici intelligenti sono in grado di contare i passeggeri, monitorare le posizioni dei veicoli e condividerne automaticamente lo stato.
  • Le flotte intelligenti, tra cui i veicoli di polizia e vigili del fuoco, nonché furgoni per consegne private, taxi e treni, sono in grado di condividere la loro posizione, monitorare i propri conducenti e rilevare i segnali di usura di motore, freni e pneumatici.

I sistemi di traffico intelligente consentono ai pendolari di risparmiare fino a 60 ore l'anno.4

Insieme, questi sensori, microfoni e videocamere intelligenti sono in grado di promuovere un modello in base a ciò che accade nelle strade, autostrade e linee ferroviarie della città in tempo reale. Grazie all'aiuto dell'IA, questa consapevolezza è in grado di trasformare la gestione passiva del traffico in sistemi di trasporto intelligente attivi.

Questi sistemi sono in grado di prevedere la congestione, di deviare il traffico in modo automatico, riprogrammare l'illuminazione e applicare un pedaggio dinamico per favorire gli spostamenti in città. I pendolari della città di Bangkok, in Tailandia, stanno risparmiando oltre 51.000 ore di spostamenti l'anno e la città sta facendo registrare una riduzione dei ritardi fino al 24,5 % con solo tre incroci intelligenti.8

Il futuro della mobilità urbana

Online stanno approdando diverse tecnologie che cambieranno nettamente la modalità di spostamento di persone e merci nelle città. I progressi dell'intelligenza dei veicoli, dei sistemi autonomi e delle comunicazioni tra veicoli migliorano la sicurezza, il flusso del traffico e le emissioni.

Comunicazione tra veicoli e traffico orchestrato
Le tecnologie di comunicazione tra veicoli trasformeranno lo stato attuale imprevedibile dei veicoli "non smart" in componenti attivi e intelligenti all'interno del sistema dei trasporti della città intelligente.

La comunicazione tra veicoli, tra singoli veicoli intelligenti e veicoli intelligenti e sistemi centrali di gestione del traffico, contribuiranno a un flusso di traffico intelligente e unificato in grado di uniformare le velocità e di stabilire le distanze tra veicoli. Il rendimento e l'efficienza del carburante aumentano notevolmente con il calare degli incidenti e la riduzione dell'inquinamento.

I ricercatori in Germania hanno allestito un campo di collaudo sperimentale da due chilometri in autostrada in grado di comunicare con i veicoli e di orchestrare il traffico. Esso si serve di sensori radar sovrapposti per modellare il traffico in tempo reale. Il sistema condivide queste informazioni con le auto provenienti nel senso opposto, segnalando loro quando è opportuno cambiare corsia, quando ridurre la velocità e quando evitare le situazioni critiche.8

Trasporti pubblici più intelligenti e più flessibili
Autobus e treni continueranno a essere elementi fondamentali per la mobilità urbana. I continui progressi tecnologici che utilizzano piattaforme aperte consolidate su hardware x86 standard, sono in grado di supportare video di sicurezza intelligente, monitorare i sistemi dei veicoli e offrire una manutenzione predittiva basata sull'IA.

Queste piattaforme possono supportare inoltre esperienze di guida migliori grazie al Wi-Fi, all'intrattenimento a bordo e ai display per le informazioni interattive.

Mobility-as-a-Service (MaaS)
Gli spostamenti in città oggi prevedono pianificazione e sforzo, a prescindere che si guidi la propria auto, si condivida una corsa o si utilizzino i trasporti pubblici. Le città intelligenti con sistemi di trasporto intelligenti e piattaforme open data stanno cambiando la mobilità, trasformandola da un lavoro impegnativo a un servizio.

I pendolari di oggi possono scegliere tra diverse applicazioni, come ad esempio Moovit, in grado di pianificare itinerari e orari del trasporto pubblico. Man mano che le città diventano più intelligenti e che il numero di veicoli autonomi e connessi aumenta, le applicazioni Mobility-as-a-Service (MaaS) saranno in grado di utilizzare tutte le opzioni di trasporto disponibili per un viaggio fluido e multimodale. I pendolari risparmieranno tempo mentre il sistema ottimizza il flusso di traffico, l'efficienza energetica e l'utilizzo del veicolo in tutta la città.

Requisiti tecnologici di mobilità urbana

Il raggiungimento dei più elevati livelli di trasporti intelligenti e di una mobilità urbana intelligente a basso consumo energetico richiede moltissime tecnologie. Fortunatamente, l'aggiornamento di una non è una questione di tutto o nulla. Molte delle tecnologie sono già attive; altre richiedono solo aggiornamenti progressivi. Le maggiori sfide (privacy, sicurezza dei dati, proprietà dei dati) si trovano all'incrocio della tecnologia e della politica pubblica.

Tecnologie chiave per l'aggiornamento della mobilità urbana

Dispositivi e sistemi integrati della città intelligente
Le città raccolgono già enormi quantità di dati mediante sistemi esistenti, come ad esempio le videocamere per il traffico e la sicurezza pubblica. Gli aggiornamenti progressivi sono in grado di trasformarli in nodi intelligenti in un contesto di città intelligente.

L'IA ovunque
Per il funzionamento in tempo reale, i sistemi di trasporto intelligente necessitano di informazioni e analisi immediate. Ciò implica che l'elaborazione dei carichi di lavoro IA nell'edge, su un dispositivo intelligente o su un apparecchio IA nelle vicinanze.

Connettività più veloce e più affidabile
Il 5G promette di accelerare i tassi di trasferimento di dati cellulari e di migliorarne la stabilità. Il software è in grado di orchestrare e gestire i servizi della rete edge per prestazioni persino migliori.

Pool di dati integrati e aperti
I dati delle città intelligenti e dei trasporti intelligenti non sono molto utili se i cittadini, i primi soccorritori e le aziende non dispongono dell'accesso necessario. L'acquisizione, la pulizia, l'aggregazione e la condivisione dei dati tramite un unico pool condiviso è fondamentale per migliorare la mobilità e la riduzione della congestione e dell'inquinamento.

Sicurezza dei dati basati su hardware
Man mano che le tecnologie intelligenti si diffondono e si interconnettono, le città sono tenute a proteggere migliaia di dispositivi integrati, nonché i dati pubblici e privati nel loro trasferimento all'interno del sistema. I protocolli di sicurezza basati su hardware consolidano i sistemi e contribuiscono a proteggere i dati.

Politiche e standard per la mobilità urbana

Le politiche pubbliche e gli standard del settore sono fondamentali per lo sviluppo di tecnologie per la mobilità urbana e per l'implementazione delle tecnologie IoT che le rendono possibili. La politica pubblica definisce gli obiettivi e le regole di base per le agenzie pubbliche, i cittadini e le aziende che danno vita alla visione della città per una comunità intelligente e altamente mobile.

  • Standard aperti in modo tale che ogni smartphone, automobile, videocamera per il traffico e monitor di pavimentazione intelligente siano in grado di collegarsi ed eseguire qualsiasi tecnologia della città intelligente.
  • Piattaforme open data in modo tale che ogni soggetto disponga dell'accesso ai dati di cui ha bisogno per svolgere il proprio lavoro.
  • Processi aperti che includono tutti i soggetti interessati in modo tale che le persone acquistino e contribuiscano a promuovere la visione tecnologica della città.

Progetti di riferimento Intel® per la mobilità urbana

I computer di bordo, i sensori stradali, l'IA e le videocamere intelligenti sono alcune delle tecnologie che consentono di rendere possibili i sistemi di trasporto intelligenti. Intel e i suoi partner hanno sviluppato diverse tecnologie, hardware e software per la mobilità urbana e le città intelligenti. Forniamo progetti di riferimento preconvalidati e implementazioni di riferimento che sono in grado di fungere da base per una città intelligente moderna.

Progetto di riferimento per unità a bordo strada
Il nostro progetto di riferimento per il computing edge stradale può essere applicato all'illuminazione stradale e ad altri elementi. Questa unità a bordo strada è ideale per l'analisi video in tempo reale e per altre attività che richiedono prestazioni elevate. Le città possono implementare queste unità per realizzare soluzioni di illuminazione intelligente, semafori intelligenti, parcheggio intelligente o stazioni di telepedaggio. Sono in grado di offrire le capacità di elaborazione necessarie per rilevare targhe, individuare pedoni e monitorare la congestione del traffico. Questi nodi edge possono persino fornire una copertura Wi-Fi pubblica. Supportato da Intel® Vision Products con funzionalità di sicurezza integrate, il nodo di computing edge AAEON Atlas è una soluzione pronta da implementare basata su questo progetto di riferimento.

Converged Edge Reference Architecture (CERA) Intel®
Converged Edge Reference Architecture (CERA) è un approccio di piattaforma per la convergenza dei carichi di lavoro IoT e networking. Con questa architettura, i nostri partner possono progettare soluzioni per le apparecchiature a bordo strada al fine di elaborare modalità di rilevamento e fusione di sensori. In questo modo, si portano le informazioni all'edge, ospitando al contempo funzionalità di rete e microservizi 5G.

Le soluzioni basate su questa piattaforma possono essere configurate agli incroci o in loco in modo da consentire l'elaborazione dei dati e near-edge per diversi dispositivi IoT. Le soluzioni possono essere ottimizzate utilizzando la distribuzione Intel® del toolkit OpenVINO™ e il toolkit OpenNESS.

Grazie alla connettività 5G, CERA offre funzionalità di rete che consentono ai dispositivi IoT di comunicare tra di loro all'edge o di inviare dati al cloud. Inoltre, elabora le informazioni ricavate da telecamere, radar e una vasta gamma di sensori.

Implementazioni di riferimento
Le implementazioni di riferimento di Intel offrono un software preconfigurato per applicazioni esemplificative complete.

La nostra implementazione di riferimento per la gestione intelligente del traffico monitora gli incrroci tramite le videocamere IP e ottimizza il flusso del traffico. È ospitata in un nodo edge OpenNESS, il quale contiene tutti gli stack software necessari per ospitare un RAN 5G.

La nostra implementazione di riferimento per la gestione degli automobilisti si serve della visione artificiale per monitorare il comportamento e la stanchezza. È in grado di evitare gli incidenti avvisando gli automobilisti in tempo reale e può fornire metriche e analisi a lungo termine per i gestori di flotte.

Tecnologie Intel® per la mobilità urbana

Edge computing
IoT e processori Intel® integrati I processori Intel® sono disponibili con una gamma di prestazioni e profili di potenza per videocamere intelligenti, sensori e computer integrati per la sicurezza pubblica.
Processori scalabili Intel® Xeon® I processori scalabili Intel® Xeon® offrono prestazioni elevate per i server edge, ideali per supportare analisi e IA in tempo reale basate sui dati intelligenti dei sensori stradali.
IA e visione artificiale
VPU Intel® Movidius™ Le VPU Intel® Movidius™ consentono la visione artificiale per specifiche applicazioni, come la ricerca o il rilevamento di targhe e veicoli in incroci intelligenti.
Networking
Reti 5G supportate da Intel Le reti 5G supportate da Intel miglioreranno i dati del traffico in tempo reale all'edge, ottimizzando al contempo la connettività e la trasmissione da e verso le reti wireless.
Veicoli autonomi
Mobileye Le tecnologie Mobileye® sono alla base dei sistemi avanzati di assistenza alla guida (ADAS) su oltre 60 milioni di veicoli e oltre 300 modelli di automobili. I sistemi di guida autonoma incentrati sulle videocamere Mobileye (ADAS) e le tecnologie di mappatura ad alta definizione stanno aprendo la strada a veicoli completamente autonomi. Mobileye è una società di Intel.
Mobility-as-a-Service (Maas)
Moovit Moovit è un fornitore leader di soluzioni MaaS e produttore dell'app n° 1 per la mobilità urbana. Moovit è una società di Intel.
Risorse per sviluppatori
Intel® Edge Software Hub Scoprite i software per accelerare lo sviluppo di soluzioni per infrastrutture stradali intelligenti, comprese implementazioni per la gestione intelligente del traffico.
Distribuzione Intel® del toolkit OpenVINO™4 La distribuzione Intel® di OpenVINO™ toolkit semplifica lo sviluppo delle applicazioni di visione artificiale sulle piattaforme Intel®, incluse le VPU e le CPU. Questa gamma consente alla visione artificiale di individuare pedoni, veicoli e segnaletica stradale.
OpenNESS Il software open source OpenNESS semplifica le complessità dell'orchestrazione e della gestione dei servizi edge in diverse piattaforme di rete e tecnologie di accesso.
Intel® DevCloud for the Edge Ridurre i tempi e i costi di individuazione dell'hardware giusto per ottenere prestazioni ottimali nelle applicazioni IA. Intel® DevCloud per l'edge offre un feedback istantaneo sulle prestazioni tramite uno strumento di prototipazione dell'IA virtuale.
Open Visual Cloud Questa raccolta di stack e pipeline open source comprende ingredienti ottimizzati per codifica, decodifica, inferenza e rendering. Questo ambiente riutilizzabile consente di testare, valutare e implementare video on demand (VOD) in modo più semplice, compreso lo streaming dal vivo con SVT-AV1.

Informazioni legali e disclaimer

Le tecnologie Intel® potrebbero richiedere hardware abilitato, software specifico o l'attivazione di servizi.

Nessun prodotto o componente è totalmente sicuro.

Costi e risultati possono variare.

Informazioni su prodotti e prestazioni

1

Frost & Sullivan. Sense and the City, "Applicare le tecnologie dell'Internet delle cose per una città più sensibile". 30 luglio 2014.

2

Dipartimento per gli affari economici e sociali delle Nazioni Unite. Dati demografici, "Un mondo di città". Agosto 2014.

4

Juniper Research. Città intelligenti: quali vantaggi per i cittadini. Novembre 2018.

5

Organizzazione mondiale della salute. Inquinamento atmosferico: le conseguenze sulla salute.

6

Rodrigue, Jean-Paul. "La geografia dei sistemi di trasporto". 2017.

8

Intel. "Gettare le basi per il futuro". Maggio 2020.