Llegando a su destino de forma segura, eficiente y confortable

El coche conectado está en camino. En un principio lo encontraremos en las megaciudades chinas. Pero de forma paralela al despliegue de las redes de telefonía móvil 5G, el estándar C-V2X, que permite la conectividad de vehículos con todo su entorno usando estas redes, se establecerá pronto también en Europa y en los Estados Unidos. Los principales promotores confían en las soluciones de test y medida de Rohde & Schwarz para hacer que los vehículos autónomos rueden por la carretera con seguridad y eficiencia.

El coche conectado está en camino. En un principio lo encontraremos en las megaciudades chinas. Pero de forma paralela al despliegue de las redes de telefonía móvil 5G, el estándar C-V2X, que permite la conectividad de vehículos con todo su entorno usando estas redes, se establecerá pronto también en Europa y en los Estados Unidos. Los principales promotores confían en las soluciones de test y medida de Rohde & Schwarz para hacer que los vehículos autónomos rueden por la carretera con seguridad y eficiencia.

Shanghai, hora punta. ¿Efecto cremallera? Aquí, el lema es: tocar la bocina y acelerar. El que frena, responde con su bocina, y asunto zanjado. ¿Alguien echa marcha atrás en medio de un cruce para cambiar de ruta? A veces ocurre. Y, con suerte, se evita una colisión con una de las innumerables motocicletas eléctricas que se deslizan en silencio por cualquier hueco libre. Los conductores de motocicletas eléctricas, incluso los que conducen furgonetas eléctricas, invaden las aceras sin ninguna consideración. «Las carreteras», dice Julian Schneider, asesor empresarial muniqués graduado por la Shanghai University of Finance and Economics, «son simplemente demasiado peligrosas para ellos». Y lo que es peor: cuando los peatones intentan atravesar un cruce en medio de los vehículos afanados en hacer sonar sus bocinas, no pueden hacerlo con seguridad ni aunque el semáforo esté en verde, explica Schneider. Porque los conductores que giran a la derecha pueden hacerlo incluso cuando está en rojo (como ocurre también, por cierto, en Canadá, Australia y Estados Unidos). ¿Cuál es la consecuencia? Más accidentes de tráfico que en cualquier otro lugar del mundo, como se desprende de los datos más recientes disponibles de la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 2018.

Las megaciudades de China: laboratorios en ebullición de la revolución automovilística

Pero el gobierno de China ha emprendido la batalla contra esta situación. En este contexto, apuesta especialmente por aquellas medidas que impulsan la competencia tecnológica del país. La ciudad inteligente, por ejemplo, que en los países occidentales está todavía en fase incipiente, gana aquí cada vez más terreno. Citada ya en el XII Plan Quinquenal chino de 2011, se concretó de forma sustancial en el periodo de planificación siguiente bajo el término «New Smart City». Con la campaña «Made in China 2025», en vigor desde 2015, el país aspira a alcanzar el liderazgo global en innovación en las áreas de robótica, inteligencia artificial y electromovilidad.

El tráfico automatizado conectado se integra directamente en estos planes. Las start ups chinas figuran entre los pioneros del tráfico rodado del futuro. Las condiciones caóticas que reinan en sus grandes ciudades juegan a su favor. James Peng, CEO de Pony.ai, una compañía de taxis robotizados que existe solo desde 2016 pero que es ya uno de los más importantes del sector, cree que los desafíos en China son especialmente complejos. Según él, la experiencia obtenida a través las impredecibles condiciones locales es más valiosa y aporta datos mucho más interesantes que en EE. UU., el precursor de la conducción automatizada. Pony.ai está desarrollando ya un ensayo en servicio de automóviles sin conductor en la red pública a gran escala en el sur de China. Otras empresas locales, como Baidu, AutoX y DiDi Xungking, le siguen los pasos. Los conocedores del sector esperan una irrupción del negocio a gran escala entre 2023 y 2025. Hasta 2030, cabe esperar que un ejército de millones de robotaxis surquen ya las carreteras en el mayor mercado del mundo. A ello contribuye el hecho de que solamente uno de cada cuatro chinos tiene el carnet de conducir, y la mayoría de ellos no podrán permitirse comprar un coche propio en un futuro previsible.

Los pioneros: EE. UU.

Obviamente, la revolución del automóvil comenzó en EE. UU. Desde 2014, los simpáticos Fireflies, los coches autónomos de Google con forma de huevo, mostraron por dónde iba el camino. En 2015 se recorrió el primer trayecto sin conductor en la vía pública. Google, o más bien su compañía hermanada Waymo, fundada en 2017, sigue estando considerada como el arquetipo de la conducción automatizada, con el mayor número de kilómetros de prueba y el software más avanzado. Pero más de una docena de otras compañías estadounidenses, así como varias chinas, están aprovechando las condiciones favorables en materia de regulación —especialmente en California— para realizar sus propios ensayos sobre el terreno. Allí no solo se ha regulado ya el uso comercial de los taxis robot, sino que algunos operadores incluso ya han obtenido la aprobación para el servicio sin conductor de seguridad. Cualquier problema que surja en la carretera se elimina por control remoto desde una central de operaciones.

Europa avanza por otros derroteros

Europa carece de iniciativas de start ups comparables a las de EE. UU. y China. En lugar de ello, la apuesta reside en los servicios de desarrollo de la propia industria automovilística, en colaboraciones con las principales empresas informáticas, o incluso, como en Alemania, por ejemplo, en proyectos locales de transporte en lanzaderas automatizadas o «people movers», utilizados en la primera o última milla del transporte público. De hecho, Alemania fue el primer país en aprobar en julio de 2021 una ley a escala nacional sobre la conducción automatizada hasta el nivel 4, y sentó así las bases para la implantación de flotas de taxis automatizados también en este país. La compañía de alquiler de coches Sixt no tardó en anunciar su intención de lanzar el robotaxi en Múnich ya para 2022, que se basará en la tecnología de navegación de Mobileye, empresa afiliada de Intel. No obstante, será necesario todavía a bordo un conductor de seguridad.

La autonomía completa no es la panacea

Todas las noticias relacionadas con el tráfico automovilístico del futuro giran en torno a los conceptos de electromovilidad y conducción automatizada. Y si bien estos dos componentes fundamentales de tecnología comparten una misma agenda, son, en realidad, totalmente independientes entre sí. La industria automovilística se enfrenta a la ingente tarea de abordar ambos aspectos al mismo tiempo, lo que supone un enorme desafío para los principales fabricantes.

Mientras que los recién llegados ajenos al sector, como Waymo, Argo AI o Baidu, presionan a los OEM clásicos con sus sistemas de navegación, éstos intentan evitar volverse dependientes y al mismo tiempo resolver la transición a las plataformas eléctricas. Por añadidura, la electrónica abarca una parte cada vez mayor en el desarrollo del vehículo. Los sistemas de asistencia a la conducción cada vez más sofisticados aumentan la seguridad e incrementan el nivel de autonomía. Por otro lado, el nivel de autonomía completa —el nivel 5—, que podrá alcanzarse en un momento dado, no es verdaderamente el mero objetivo. Por el contrario, el panorama estará dominado por la consigna C-ITS: sistemas de transporte inteligente cooperativo.

Esta visión considera el tráfico desde una perspectiva más estratégica con el propósito de elevar al máximo tanto la seguridad vial («Vision Zero»: eliminar prácticamente los muertos en carretera hasta 2050) como la eficiencia del tráfico con medidas técnicas. Ahora bien, esto solo será posible si los vehículos son capaces de comunicarse entre sí y con la infraestructura que los rodea, así como con un centro de control del tráfico. Las redes de telefonía móvil 5G sentarán las bases para ello.

El coche es una célula en un ecosistema móvil

Como suele ser habitual en los temas de tecnología, cuando hablamos del coche que se comunica utilizamos fórmulas muy rimbombantes. V2X, que se refiere al «vehículo con todo», forma la superestructura conceptual, bajo la cual se adscriben V2V (... con el vehículo), V2I (... con la infraestructura), V2N (... con la red) y V2P (... con los peatones). El coche del futuro se comunicará de forma dinámica con estos elementos colaterales para desplazarse de un punto A a un punto B de la forma más segura, rápida y cómoda posible. Hasta que llegue a lograrse este nivel, deberán emplearse aún muchos recursos de desarrollo, coordinación e inversión. En cualquier caso, con la 5G se cumple ya el requisito más importante: un sistema de comunicaciones móviles adecuado. Ahora se trata de llevar la tecnología al automóvil.

El mejor conductor

Los humanos son bastante buenos conductores, teniendo en cuenta lo complejo e impredecible que puede ser el tráfico. Pero, hoy por hoy, hay algunas cosas que la tecnología hace mejor. En los futuros modelos, estará dotada de visión a través de cámaras, sensores radar y lidar, conoce la ruta, reacciona mejor, siempre está alerta y no se fatiga. Si, además, intervienen las comunicaciones móviles, pueden incorporarse a la conducción del vehículo datos sobre situaciones remotas que el conductor no tendría sin este tipo de asistencia.

Cuando todo funcione: un trayecto modelo

Durante la noche, nuestro coche ha sido actualizado con la última versión de software mediante conexión móvil y está listo para la próxima excursión, con las nuevas funciones disponibles. El trayecto modelo automatizado empieza indicando el destino en el ordenador de a bordo, que primeramente consulta en la red el mapa actualizado al minuto y la información del tráfico. La calle Beethovenstrasse está cortada a causa de un accidente que acaba de ocurrir, que han notificado automáticamente los vehículos involucrados, y se evita. El tráfico por el centro de la ciudad fluye sin grandes retenciones, ya que el centro de control vigila la situación general del tráfico y optimiza las fases de los semáforos. Los coches arrancan de forma orquestada cuando el semáforo cambia de rojo a verde. El semáforo (la «unidad vial») señaliza de forma inalámbrica el paso al verde.

El primer vehículo (el vehículo «anfitrión») asume el mando e inicia una cadena inalámbrica V2V que abarca la cola del tráfico en espera, que empieza a circular de forma controlada. A dos calles se produce un incidente crítico: un peatón irrumpe inesperadamente en la calzada y obliga a un coche a realizar un frenado automático de emergencia. Una señal V2V enviada simultáneamente desde este vehículo al tráfico que lo sigue, incluido nuestro vehículo, provoca en todos la misma reacción en cuestión de milisegundos, de forma que el incidente no tiene consecuencias negativas. Nos dirigimos a la autopista de circunvalación, muy transitada. Nuestro ordenador de a bordo informa a los vehículos que se aproximan de que queremos incorporarnos y utiliza el hueco que nos dejan libre para hacerlo. Al poco tiempo, se forma un corredor de emergencia como por arte de magia, ya que se aproxima un vehículo de rescate. El centro de control del tráfico ha alertado a todos los vehículos que circulan por la ruta a través de la red de telefonía móvil.

Llegados a nuestro destino, necesitamos una plaza en el aparcamiento y dejamos que se encargue de todo el proceso el sistema de gestión del parking, que dirige nuestro coche a la siguiente plaza libre, donde aparca de forma autónoma. Una señal de llamada volverá a indicarla como libre a la salida.

Una mirada a los entresijos de la tecnología

El trayecto modelo demuestra que un sistema de movilidad basado en las redes inalámbricas y la autonomía del vehículo (C-ITS: sistemas de transporte inteligentes cooperativos) requiere mecanismos automáticos para diversas situaciones de tráfico (casos de uso). Y estos deben estar estandarizados de forma independiente del fabricante. De ello se encargan organizaciones como la 5G Automotive Association (5GAA), en la que están representados los nombres más relevantes del sector automovilístico y de las comunicaciones, entre ellos Rohde & Schwarz, y que, como su propio nombre indica, se concentra en las comunicaciones móviles 5G.

La industria automovilística se preocupó con bastante antelación de que se tuvieran en cuenta sus intereses en el proceso de estandarización 5G. Las características propias de la 5G, como una alta velocidad de transmisión, disponibilidad, fiabilidad y el corto tiempo de propagación de señales (latencia), convierten esta tecnología en una candidata ideal para la interconexión del tráfico desde un principio. Sin embargo, la comunicación móvil celular, es decir, el tráfico radioeléctrico a través de estaciones base emisoras, solamente cubre una parte de las tareas de comunicación. En puntos donde no alcanza la cobertura o situaciones ad hoc, los vehículos deben estar en condiciones de comunicarse directamente entre sí. En LTE, la tecnología predecesora de 5G, se preveía ya una interfaz sidelink («PC5») para este fin, y se ha integrado también de nuevo en 5G. Dependiendo del caso de uso, la comunicación se desarrolla a través de la red (VTX celular, C-VTX, Uu) o de la interfaz sidelink PC5.

Una tecnología de sidelink alternativa basada en WLAN (variante 802.11p) ha quedado prácticamente descartada después de que los principales mercados de EE. UU. y China, así como prácticamente todos los fabricantes europeos, se pronunciaran a favor de la PC5 5G.

El momento de la verdad

Para poder implementar estos planes visionarios, las próximas generaciones de vehículos deben estar preparadas para la 5G. La funcionalidad para las comunicaciones móviles en general ya se considera como estándar desde hace años debido al sistema de llamada de emergencia automática (eCall), que deben llevar obligatoriamente todos los vehículos nuevos. Pero 5G plantea exigencias mucho mayores que los estándares anteriores, teniendo en cuenta el papel fundamental que desempeñará en futuras situaciones de tráfico. En las aplicaciones críticas para la seguridad en tiempo real, los errores de conexión son intolerables. Por ello, los fabricantes de las unidades telemáticas de las que depende la comunicación del vehículo, así como los de los propios vehículos, necesitan el apoyo de expertos en comunicaciones móviles, como Rohde & Schwarz.

Toda una gama de instrumentos especializados ponen a disposición de los desarrolladores e integradores de sistemas los medios necesarios para integrar de forma eficaz todo tipo de sistemas inalámbricos —no solo de telefonía móvil, sino también Bluetooth, WLAN y GNSS. Los comprobadores de comunicaciones móviles como el R&S®CMW500 o el R&S®CMX500 simulan una red de comunicaciones inalámbricas con todas sus funciones, miden y evalúan el rendimiento de los dispositivos conectados y permiten probar en el laboratorio cualquier aplicación 5G, como los casos de uso de conducción automatizada. Un aspecto que merece también especial atención son las interfaces aéreas del vehículo: las antenas. Sistemas de medida llave en mano automatizan las pruebas necesarias y liberan a los fabricantes de procedimientos laboriosos y propensos a errores que exigen conocimientos especiales (p. ej., test completo de antenas del vehículo o FVAT).

Además de los equipos de prueba de radio (comunicación móvil), Rohde & Schwarz ofrece a los fabricantes y proveedores de automóviles todos los instrumentos que necesitan para desarrollar y probar componentes eléctricos y electrónicos del vehículo, como eCall, equipos multimedia, buses de datos del vehículo, sensores radar o accionamientos eléctricos. La gama de productos incluye también equipos para verificar la compatibilidad electromagnética. En conclusión: los equipos de test y medida de Rohde & Schwarz ponen en marcha el coche del futuro.