Sistema de ayuda a la conducción eficiente (efiSAE)

Comunicación Greencities&Sostenibilidad 2013/Comunicaciones Científicas/Espacio Urbano

RESUMEN

La solución EFISAE consiste en la implantación de un módulo embarcado que almacena y procesa información relevante del vehículo: velocidad, cantidad de combustible consumido, aceleración, frenada, revoluciones del motor, etc. Una vez descargados estos datos en el centro de control, son analizados mediante diferentes indicadores de eficiencia de conducción, para permitir reducir el gasto en combustible, reducir el mantenimiento de los vehículos e incrementar la comodidad de los pasajeros gracias a una mejor y más optimizada conducción del vehículo.

Todo ello tiene como principal resultado la reducción de gasto de combustible durante la realización de los servicios de transporte, y ello dará lugar a la consecución de beneficios medioambientales claros, un importante ahorro económico y una mejora en el mantenimiento necesario del vehículo.

 

SUMMARY

EFISAE solution consists in the implantation of an on-board module that stores and processes relevant information of the vehicle: speed, amount of fuel consumed, acceleration, braking, engine speed, etc. Once downloaded these data in the control center, are analyzed using different driving efficiency indicators to allow lower fuel costs, reducing vehicle maintenance and increasing passenger comfort through better and more optimized driving of the vehicle.

All of this with the main result in the reduction of fuel consumption during the performance of the transportation services, and this will lead to the achievement of clear environmental benefits, significant cost savings and the improvement of the vehicle maintenance.

 

1.1 INTRODUCCIÓN

La preocupación medioambiental en todo el mundo es cada vez mayor y las empresas de transporte no pueden quedarse atrás, ya que representa el 25% de las emisiones de CO2 en España. Por otro lado las empresas buscan medidas de reducir los costes teniendo en cuenta que el precio del carburante se encuentra actualmente en máximos históricos.

Una solución empleada para resolver los retos planteados son los Sistemas de Conducción Eficiente, que tratan de mejorar la conducción del vehículo desde el punto de vista de la eficiencia energética mediante el aporte de información en tiempo real al conductor sobre su forma de conducir, y de informes de consumo en el Centro de Control; todo ello con los objetivos de mejorar la calidad de la conducción –y el confort del usuario, en definitiva–, reducir el consumo en combustible y el gasto en mantenimiento del vehículo (obteniendo un ahorro económico y una mayor vida útil de los vehículos y sus componentes), y  reducir la emisión de partículas contaminantes al aire.

2 OBJETIVOS

El objetivo principal que busca el sistema EfiSAE es implantar la tecnología necesaria y adecuada para mejorar la eficiencia en la conducción de los conductores de diferentes flotas de vehículos y así obtener una reducción del consumo de combustible y, por lo tanto, un importante ahorro económico.

Como consecuencia de este primer objetivo, se conseguirá una reducción en la contaminación producida por los vehículos y un mayor cuidado de la flota de autobuses, pudiendo reducir el mantenimiento requerido por los mismos y alargar la vida útil de cada vehículo.

Por último, aunque no por ello menos importante, el pasajero obtiene una mayor comodidad en sus desplazamientos (el sistema ayuda a evitar las aceleraciones bruscas, frenazos, etc.) a la vez que mejora la calidad ambiental de la ciudad.

En el siguiente diagrama se representa las funcionalidades que ofrece el sistema efiSAE.

 

Como elemento central de la propuesta se enmarca el módulo embarcado efiSAE que interactúa con los distintos elementos y actores que componen la solución.

El equipoembarcado almacena y trata datos técnicos del vehículo (uso del acelerador, uso del freno, combustible utilizado, horas de motor, combustible disponible, peso, etc.), y también, permite la conexión de diversos sensores medioambientales posibilitando la generación de mapas medioambientales de la ciudad.

El sistema es capaz tratar los datos, tanto a nivel embarcado como en el Centro de Control, para obtener una serie de resultados, que pueden ser mostrados al conductor como eventos de conducción o en el centro de control como informes.

La solución efiSAE aplica a la mejora de la conducción, principalmente de autobuses urbanos y entre las ventajas que aporta podemos destacar las siguientes:

• Reducción notable del consumo de combustible en los vehículos, con la consecuente reducción económica en los costes de explotación, permitiendo un retorno de la inversión en pocos meses, y la consiguiente disminución de las emisiones de CO2 a la atmósfera.
• Reducción del coste de mantenimiento de los vehículos gracias a una mejor conducción y a un control del consumo.
• Mayor control de las averías generadas en los vehículos, con la consecuente reducción de posibles accidentes.
• Mejora la calidad del trabajo de los conductores de los vehículos, pues el sistema efiSAE ayuda a prevenir riesgos laborales, aumentando la seguridad en el trabajo y disminuyendo los riesgos de lesiones por accidentes.
• Mejora en la formación a los conductores para que optimicen la calidad de la conducción, con la consiguiente mejora efectiva de la misma, lo cual conlleva una reducción de los incidentes ocurridos a bordo del vehículo, y mejora el confort al pasajero.
• Reducción de las reclamaciones de usuarios motivadas por una mala conducción, o por la realización de paradas de manera indebida.
• Aporte a los conductores de datos justificativos de la conducción realizada en caso de accidentes o de reclamaciones de los usuarios por incidentes a bordo del vehículo.

Además de la funcionalidad ofrecida por el sistema, hay ciertos aspectos de la solución que son ciertamente destacables, pues incorporan aspectos novedosos en comparación con otras soluciones existentes en el mercado. Las principales son las siguientes:

• Generación de mapas medioambientales

Con objeto de obtener datos de la calidad ambiental en distintas zonas de la ciudad, se dispone de un equipo para autobuses, formado por sensores medioambientales (CO, CO₂, NO₂, O₃, etc.), que pueden medir diversos parámetros de forma continua a lo largo del recorrido del autobús, se posibilita la generación de mapas medioambientales de la ciudad, de alto valor ecológico. Estos mapas aportan valiosa información climatológica, de temperaturas o contaminación, entre otras, permitiendo el establecimiento de posibles actuaciones en función de los datos recogidos. El mapa permite realizar “reproducciones”, esto es, seleccionar un intervalo de tiempo determinado y visualizar la evolución de los parámetros ambientales como si de un vídeo se tratase.

• Obtención de datos de valor añadido mediante la integración con sistema SAE

El sistema SAE proporciona al EfiSAE datos de localización y servicio (posición en línea, línea, viaje, conductor, sentido, etc.), permitiendo discriminar la información recogida por el módulo EfiSAE en función de diversos parámetros de la explotación: línea en la que se toman los datos, conductor, servicio, etc.; de modo que es posible obtener estadísticas muy valiosas que van a permitir realizar una correspondencia entre los datos de consumo y tipo de conducción recogidos por el EfiSAE, y los datos de explotación de la flota de vehículos proporcionados por el SAE.

• Calificación en tiempo real de la calidad de la conducción

La solución permite calificar la calidad de la conducción realizada por el conductor, realizando un control sobre las pautas de conducción de los conductores y comparándolas con los parámetros de un modelo de conducción óptima, generando una serie de avisos y alarmas en tiempo real indicados al conductor en la consola SAE y al operador del centro de control.

 

La solución efiSAE de GRUPO ETRA presenta una serie de mejoras frente a otras soluciones existentes en el mercado. En el siguiente diagrama se muestra una comparativa de las mejoras funcionales ofrecidas frente a otras soluciones existentes en el mercado:

3 CASO DE ESTUDIO

Con el fin de valorar los resultados proporcionados por el sistema efiSAE se ha realizado una prueba piloto en la EMT de Madrid. En dicha instalación, el módulo efiSAE recoge una serie de datos técnicos, genera avisos en tiempo real al conductor mediante la consola SAE existente y genera informes de consumo en el Centro de Control.

El estudio se ha realizado en la línea 35 de la EMT de Madrid. A continuación se reflejan algunas de las principales características de la línea:

• 39 paradas (tanto a la ida como a la vuelta).
• Recorrido de 11.5 km de ida y 11 km de vuelta
• El horario de circulación es el siguiente:

o       Primera expedición        5:40 Ida / 5:05 Vuelta

o       Última expedición          23:30 Ida / 23:15 Vuelta

En la siguiente imagen puede verse una representación del recorrido de esta línea.

La primera fase del proyecto consistió en instalar el módulo embarcado EfiSAE en una línea piloto de la EMT de Madrid (15 vehículos). Posteriormente, durante dos meses, se estudiarán los resultados obtenidos por el sistema según el conductor, las horas de conducción (por el tráfico), el tipo de autobús (modelo y antigüedad del mismo), etc.

Posteriormente,  con los resultados e informes obtenidos, se establecieron los criterios de evaluación de la conducción de los conductores, viendo qué defectos en su conducción producen un mayor consumo de combustible y permitiendo establecer las medidas correctoras convenientes mediante planes de formación. Los informes extraídos del módulo de gestión del sistema EfiSAE permitieron realizar un seguimiento de la mejora de los conductores y de las mejoras tanto en el impacto medioambiental como en la reducción de costes.

Para la ejecución del proyecto, se diseñó e implementó el equipamiento embarcado, capaz de integrarse con los sistemas embarcados (monitorización de parámetros técnicos y con los equipos embarcados del sistema SAE). Esto supuso la necesidad de desarrollos electrónicos y de software empotrado a diferentes niveles.

Por otra parte el sistema EfiSAE requiere la integración de los datos recogidos en los autobuses con los sistemas de gestión de la empresa de transportes para posibilitar su explotación. Los desarrollos SW de alto nivel se aplican tanto al control en tiempo real (integración con el SAE) como al control en tiempo diferido: elaboración de informes, estadísticas y modelos de evaluación.

En esta parte se hizo necesaria la estrecha colaboración entre la organización responsable del proyecto (EMT de Madrid), que aporta el conocimiento detallado de los parámetros de evaluación de la calidad de conducción y las buenas prácticas en la conducción de autobuses urbanos y la empresa tecnológica (GRUPOETRA), que aporta el conocimiento técnico para implementar la recogida de información y los cálculos definidos.

La colaboración entre la organización y la empresa tecnológica se extiende por último a la fase de transferencia de la información a los usuarios del sistema (formadores y conductores) de manera que se pudiesen establecerse los planes de formación y mejora por parte de la organización (EMT de Madrid).

Como resultado de la prueba piloto, ETRA en colaboración con la EMT de Madrid, con su Sistema EfiSae, ganó en abril de 2012 el Premio @asLAN, dentro de la categoría APLICACIÓN Y USO DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES, en el que participan Administraciones y Organismos Públicos. Dicho galardón fue un reconocimiento explícito al caso de éxito implantado en la EMT de Madrid, donde la solución efiSAE ha permitido una importante reducción de los costes de combustible en los vehículos donde se implantó la solución, a la vez que ha reducido la contaminación medioambiental y ha mejorado la calidad de la conducción de los autobuses de la empresa.

El premio ha sido otorgado en la IV convocatoria premios @ASLAN a administraciones y organismos públicos en la feria y congreso especializad@ en redes y tecnologías convergentes.

4 RESULTADO

Mediante la implantación del módulo EfiSAE, se ha conseguido llevar a cabo por parte de los conductores de los autobuses, una conducción más óptima que ha permitido conseguir notables reducciones de combustible (entre un 10% y un 15% dependiendo del vehículo concreto), con la consiguiente disminución en hasta un 15% de las emisiones de CO₂ a la atmósfera.

Dicha reducción se ha conseguido gracias a la información aportada por la solución efiSAE, que ha permitido tomar las acciones adecuadas para mejorar la explotación. Algunos de los datos más relevantes obtenidos han sido los siguientes:

• Consumo de los vehículos.
• Gráfica comparativa de viajes efectuados en condiciones similares.
• Determinación de zonas conflictivas por exceso de incidencias.
• Obtención de información referente a paradas no realizadas por el vehículo.
• Información de aquellos tramos en los que se producen más excesos de velocidad.
• Información de aquellos tramos en los que se producen excesos en las revoluciones del motor.
• Alarmas ante puntos donde el vehículo supera un tiempo predeterminado con el motor a ralentí.
• Información acerca de la influencia de la regulación semafórica en el consumo, lo que permite establecer políticas de mejora del consumo mediante estrategias de prioridad al transporte público.

Los resultados obtenidos con la implantación de la solución efiSAE en una instalación operativa con servicios reales como es la EMT de Madrid son los siguientes:

• Cuantificación reducción consumo:

o       Entre un 5% y un 15%, lo que corresponde a una reducción de entre 1 y 3 millones de litros de Gas Natural Comprimido (GNC) y de entre 1,6 y 4,8 millones de litros de gasóleo.

o       El gasto anual en combustible en la EMT es superior a los 47 Millones de Euros, con lo que se estima un ahorro entre 2,3 y 7 M€ anualmente.

• Cuantificación reducción emisiones CO2:

o       Se emiten 2,62 Kg. de CO2 por cada litro de gasóleo y 2,65 Kg. de CO2 por cada Kg. de GNC.

o       Se estima que se consiguen unas reducciones de emisiones de CO2 de entre 7 y 21 Millones de Kg. de CO2.

5 CONCLUSIONES

La implantación de la solución EfiSAE aporta un gran número de ventajas tanto al operador de transporte como a los conductores, a los pasajeros y al medioambiente.

Entre las ventajas que aporta podemos destacar las siguientes:

• Reducción notable del consumo de combustible en los vehículos, con la consecuente reducción económica en los costes de explotación, permitiendo un retorno de la inversión en pocos meses, y la consiguiente disminución de las emisiones de CO2 a la atmósfera. Considerando que el consumo medio anual de un Autobús de entre 39 y 55 plazas ronda los 22.000 €, y calculando el ahorro de combustible obtenido desde que se implanta la solución EfiSAE, el ahorro anualque se obtiene por autobús oscila entre los 2.200 € y los 3.300 €, cifras muy importantes que permiten amortizar la inversión en menos de un año.
• Reducción del coste del mantenimiento de los vehículos gracias a una mejor conducción y a un control del consumo. Una conducción moderada produce menor desgaste en los distintos componentes del vehículo, lo que supone un mayor tiempo de vida de los elementos y por lo tanto un menor coste de mantenimiento.
• Mayor control de las averías generadas en los vehículos, con la consecuente reducción de posibles accidentes. Por medio del BUS CAN el sistema recibe información de los parámetros de distintos componentes del vehículo como pueden ser,  temperatura del líquido refrigerante del motor, presión del aire del circuito del freno, estado del Alternador, presión suspensión, etc, permitiendo anticiparse a posibles averías.
• Mejora la calidad del trabajo de los conductores de los vehículos, pues el sistema EfiSAE ayuda a prevenir riesgos laborales, aumentando la seguridad en el trabajo y disminuyendo los riesgos de lesiones por accidentes. La disminución de la velocidad y la reducción de acciones bruscas de conducción, disminuye tanto para el conductor como para los pasajeros, posibles lesiones,  por incidencias producidas en los recorridos de los vehículos.
• Mejora en la formación a los conductores para que optimicen la calidad de la conducción, con la consiguiente mejora efectiva de la misma, lo cual conlleva una reducción de los incidentes ocurridos a bordo del vehículo.
• Mejora en el confort al pasajero al mantener informado al conductor acerca de aceleraciones y frenadas excesivas, así como de giros bruscos.
  En fases posteriores del producto se plantea incorporar la información de puntos “conflictivos” en el SAE, de manera que el conductor pueda ser avisado con antelación de la llegada a zonas con riesgo de conducción brusca.
• Reducción de las reclamaciones de usuarios motivadas por una mala conducción, o por la realización de paradas de manera indebida.
• Aporte a los conductores de datos justificativos de la conducción realizada en caso de accidentes o de reclamaciones de los usuarios por incidentes a bordo del vehículo. Se dispone de una amplia gama de informes al que tienen acceso los conductores que les permite disponer de toda la información de los servicios que cada conductor realiza.
• Si se incorporan sensores medioambientales (CO, CO2, NO2, O3, etc.), que pueden medir diversos parámetros de forma continua a lo largo del recorrido del autobús, se posibilita la generación de mapas medioambientales de la ciudad, de alto valor ecológico. Estos mapas aportan valiosa información climatológica, de temperaturas o contaminación, entre otras, permitiendo el establecimiento de posibles actuaciones es función de los datos recogidos.

6 AGRADECIMIENTOS

Esta comunicación incluye resultados y objetivos de proyectos cofinanciados bajo el 7º Programa Marco de la Comisión Europea GAMBAS.

7 REFERENCIAS

Proyecto GAMBAS: http://www.gambas-ict.eu/project . 2013

Premio @asLAN, dentro de la categoría APLICACIÓN Y USO DE TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES: http://www.aslan.es/Documentos/Comunicado/_D8CB1WX2bNGG3sxbUXpNQfo4XveLep9w . 2012

Para más información contacte con:

Nombre y Apellido: Francisco José Doménech Ribes

Phone: +34963134082

Fax: +34963134277

E-mail: fjdomenech@grupoetra.com

 

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