mobilità intelligente

di Pamela Pergolini

Laureato all’Università di Roma “Tor Vergata” in Ingegneria Elettronica, un lavoro presso Reti Ferroviarie Italiane come valutatore di ACC – Apparati di Controllo Computerizzati, Luigi Di Pardo ha sviluppato un sistema automatico di controllo dei semafori per il transito dei mezzi di soccorso di emergenza. Lo ha chiamato GLES, acronimo di “Green Light Emergency System”. L’ideazione e l’analisi di fattibilità, le scelte ingegneristiche attuate durante la fase di sviluppo del sistema e l’implementazione di migliorie e sviluppi futuri sono le fasi descritte nella sua tesi di laurea specialistica “GLES: un sistema automatico di controllo dei semafori di una intersezione per mezzi di soccorso in emergenza”, relatore il prof. Marcello Salmeri, coordinatore del Corso di Laurea in Ingegneria Elettronica, discussa nella sessione estiva 2023 a “Tor Vergata”. Abbiamo incontrato Luigi per farci raccontare il suo progetto.

D. Innanzitutto Luigi, come ti è venuta l’dea?
R. Durante i miei spostamenti quotidiani in treno, almeno un paio di volte al giorno, per recarmi al lavoro, mi è capitato spesso di osservare i disagi che si creavano a un incrocio della città (Roma), tra la via Casilina e via di Tor Pignattara, da un lato, e piazza della Marranella, dall’altro, nella quale confluiscono via della Marranella e via dell’Acqua Bullicante. In diverse occasioni mi sono ritrovato in attesa con il semaforo rosso e con le ambulanze, a sirene spiegate, che non riuscivano a raggiungere l’intersezione per attraversarla. Talvolta rimanevano bloccate dagli altri veicoli, costrette ad aspettare che il semaforo mostrasse il verde anche per più cicli, prima di riuscire a passare. Così mi è venuta l’idea di un sistema che riuscisse a controllare in modo preferenziale il flusso dei veicoli di una intersezione semaforizzata.

D. Cambiare la configurazione delle luci di un semaforo può essere rischioso, ci sono regole del codice della strada da rispettare e condizioni di sicurezza per tutti gli utenti della strada…
R. Sono partito da un approfondito studio dell’intersezione stradale in questione e dall’analisi delle misure dei tempi delle diverse configurazioni dei semafori, considerando quanto previsto dal codice della strada. In particolare, la normativa prevede che quando un mezzo di soccorso in caso di emergenza mette in funzione la sirena, tutti i veicoli presenti sulla sede stradale sono obbligati a liberare il passaggio al fine di porre il minimo disagio al transito del mezzo di soccorso. Per quanto i conducenti possano reagire in modo adeguato al suono della sirena, il mezzo di soccorso sarà comunque portato a trovare il percorso più agevole per superare l’ingorgo. Il mezzo di soccorso sarà portato ad avanzare a ridosso della linea di mezzadria delle corsie tra i due sensi di marcia. Sebbene questa soluzione si riveli efficace, in alcuni scenari risulta non praticabile, ed è proprio questo il caso dell’intersezione stradale che ho analizzato, dal momento che topologicamente è realizzata a corsie separate, per senso di marcia e da una corsia preferenziale adibita al passaggio di un treno metropolitano.

D. Qual è il principio alla base del sistema che hai messo a punto?
R. Nel caso in cui un mezzo di soccorso in emergenza abbia la necessità di attraversare l’incrocio, GLES subentra in modo automatico nel controllo dell’aspetto delle luci mostrate dai semafori che regolano il flusso veicolare dell’intersezione stradale. Questo grazie a una scheda d’interfaccia, che traduce il comando in una comunicazione verso il semaforo, senza modificare il sistema automatico che gestisce il ciclo e le fasi dei semafori dell’intersezione.

D. Dunque il sistema genera al momento dell’emergenza un’onda verde a favore della direzione da cui proviene l’ambulanza…
R. Proprio così, il sistema GLES congela in quel momento la configurazione dei semafori e genera la sequenza necessaria a dare il verde nella direzione della quale proviene l’ambulanza (Configurazione di Verde Unico). Per far capire al sistema da dove arriva il mezzo di soccorso in emergenza ho definito delle zone che ho chiamato di “approccio” e che indentificano l’area verso e nei pressi dell’intersezione. La Configurazione di Verde Unico è efficace anche nei confronti dei pedoni che si dovessero trovare a dover attraversare uno dei tronchi dell’intersezione, infatti questo tipo di configurazione prevede il rosso anche per i semafori pedonali.

D. Come viene attivato il GLES?
R. Il sistema è costituito da una parte di comando, che comprende due microcontrollori, il cervello della GLES che gestisce tutti i semafori presenti in quell’incrocio, e una parte di interfaccia, che comunica con l’ambulanza e con i semafori. Il sistema GLES può essere attivato direttamente dall’operatore sul mezzo di soccorso grazie a un’applicazione installata sullo smartphone. L’applicazione dopo aver verificato l’emergenza e la posizione dell’ambulanza, accetta l’emergenza soltanto se registra il mezzo in zona di “approccio” oppure di “arrivo”, questa seconda opzione è data dalla possibilità che nelle vicinanze sia presente un ospedale, in questo caso l’”Ospedale Generale Madre Giuseppina Vannini Figlie di San Camillo”, che si trova a poche centinaia di metri dall’intersezione di “Tor Pignattara”. L’emergenza potrà essere annullata sempre da telefono cellulare. 

D. Che cosa succede al normale ciclo dei segnali luminosi dei semafori, come si torna alla “routine”?
R. Questa domanda pone l’attenzione forse sull’aspetto più difficile, a livello ingegneristico, del funzionamento del sistema perché i semafori continuano a generare il loro ciclo di routine anche se noi non vediamo la sequenza dei colori verde-arancione-rosso. La difficoltà, terminata l’emergenza, sarà quella di riagganciare in corsa il sistema, che non ha mai smesso di funzionare. Ed è anche la parte più delicata perché una errata risincronizzazione del sistema semaforico potrebbe creare confusione e incertezza, seppur momentanea, negli automobilisti e pedoni.

D. Come sei riuscito allora a riagganciare il controllo dei semafori dell’intersezione in sicurezza? 
R. Il sistema deve passare sempre per la Configurazione di Rosso Unico, senza violare quanto stabilito dal codice della strada in termini di sequenza degli aspetti e dei tempi di permanenza degli stessi. Il passaggio allo stato di “all red” è previsto sia per permettere di riagganciare l’aspetto mostrato alla Routine dei semafori dell’intersezione, è il caso della Sequenza di Ritorno, sia per prendere il controllo dei semafori dell’intersezione, è il caso della Sequenza di Transizione. Qualora vengano riscontrati dei malfunzionamenti del sistema GLES prima dell’inizio della Sequenza di Transizione, il sistema GLES non interviene per non introdurre eventuali ulteriori ritardi ai tempi di attraversamento dell’intersezione; qualora invece vengano rilevati malfunzionamenti del GLES in una qualsiasi altra fase, allora il sistema passerà all’aspetto di Giallo lampeggiante per tutti i semafori. In questa fase, se il sistema ne è ancora in grado, procederà a riagganciare il controllo dei semafori dell’intersezione mediante la Sequenza di Ritorno, altrimenti il GLES fa l’unica cosa che può fare: rilasciare il controllo dei semafori in modo diretto alla routine, qualunque sia la configurazione mostrata, senza nessun passaggio intermedio. 

D. Quali sono gli sviluppi futuri per il GLES?
R. Il sistema è stato concepito per essere impiegato in qualsiasi impianto semaforico con il minor impatto possibile sull’impianto già in funzione. Tra le migliorie e le implementazioni future, sicuramente quella di gestire il passaggio di più ambulanze in base ai diversi codici di emergenza (rosso, arancione, azzurro, verde, bianco). Il sistema, inoltre, può interessare diverse intersezioni stradali, particolarmente problematiche e congestionate dal traffico, ed essere collegato a un sistema di navigazione satellitare che suggerisce un itinerario nel quale sono presenti intersezioni collegate a GLES che permettono di attivare la “Configurazione di Verde Unico”. Infine, in futuro, si può pensare di abilitare altri mezzi con il sistema GLES, ad esempio i mezzi dei vigili del fuoco e della polizia stradale.