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Semafori intelligenti: cosa sono, come funzionano, esempi e vantaggi

Le smart city sono un concetto futuristico, innovativo, che sembra utopico e davvero distante dalla realtà, ma che invece sta diventando sempre più concreto. La nascita delle città intelligenti avviene attraverso l’impiego di tecnologie moderne in molti ambiti delle nostre aree urbane, intelligenze artificiali che raccolgono informazioni da dispositivi e sensori sparsi in ogni strada per incrociarle ed elaborarle al fine di modificare le funzioni di alcune apparecchiature urbane per aumentarne l’efficienza all’insegna del risparmio e dell’ottimizzazione degli sprechi.

Il cambiamento coinvolgerà i nostro palazzi, che diventeranno green e smart, le automobili, che saranno interconnesse e scambieranno informazioni per migliorare la scorrevolezza del traffico fino ai lampioni e i semafori che non si limiteranno più all’unica funzione di illuminare le strade e di gestire gli incroci.

Proprio questi ultimi rivestiranno un ruolo fondamentale nelle future città intelligenti, andiamo quindi a scoprire cosa sono i semafori smart, quali sono le loro caratteristiche e vediamo dove sono già in utilizzo.

Cos’è un semaforo intelligente?

Al giorno d’oggi i semafori presenti nelle nostre strade sono un oggetto molto utile che ci permette di gestire in modo ordinato il traffico agli incroci, evitando incidenti tra automobilisti che arrivano da corsie opposte. Questi funzionano esclusivamente tramite timer, sono settati in modo tale che le luci dei vari colori restino accese per un determinato periodo di tempo, alternandosi con quelle degli altri presenti allo stesso incrocio. Un funzionamento banale quindi, ma che finora ha compiuto egregiamente il suo lavoro; tuttavia la tecnologia odierna vuole ottimizzare anche questo aspetto integrando il semaforo nel funzionamento delle smart city.

I semafori intelligenti monteranno una serie di funzioni aggiuntive incentrate sia sul risparmio economico che sull’ottimizzazione del loro funzionamento. Verranno dotati di sensori, di luci migliori e più visibili, di connessioni wireless, e tantissimi altri vantaggi. Non lavoreranno più singolarmente regolati semplicemente dal timer, raccoglieranno informazioni attraverso i sopra citati sensori, le incroceranno con quelle che possono ottenere dall’ IoT (internet of things) e miglioreranno il proprio funzionamento.

Come funzionano i semafori intelligenti

Come detto i semafori intelligenti smetteranno di lavorare basandosi semplicemente su un timer, ma integreranno dei sensori che permetteranno loro di rilevare le condizioni ambientali e scambiare informazioni attraverso la rete per adattare il loro funzionamento.

Innanzitutto verranno sostituite le illuminazioni presenti, passando dalle normali lampadine a quelle LED che consentono un risparmio del 50% dell’energia elettrica oltre a una migliore visibilità in qualsiasi condizione, saranno inoltre in grado di rilevare importanti informazioni come la quantità di alcune sostanze presente nell’aria della zona in cui sono posizionati, mandando le informazioni così ottenute a delle centraline per essere elaborate e conservate, queste saranno molto importanti e potranno essere sfruttate per migliorare la qualità di vita e l’ambiente.

Inoltre monteranno tecnologie in grado di monitorare il livello di inclinazione del terreno ed eventuali vibrazioni, in questo modo potranno essere utilizzate anche per la previsione di terremoti, maremoti, frane e altre catastrofi naturali.

Sensore radar

Oltre alle tecnologie per la rilevazione di informazione a livello ambientale i semafori monteranno dei sensori radar che li renderanno in grado di ottenere dati riguardo il traffico nella zona, in questo modo, scambiandoli con le altre apparecchiature presenti nella rete, saranno in grado di regolare il loro funzionamento e facilitare lo scorrimento del traffico.

Insomma, le luci non si alterneranno più semplicemente in base al timer integrato, ma verificando se effettivamente il passaggio è sicuro, in questo modo non ci ritroveremo più ad attendere che il semaforo divenga verde anche se non ci sono automobili nel raggio di chilometri.

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Oltre al vantaggio dal punto di vista delle attese inutili, che verranno completamente eliminate, i semafori intelligenti consentono un grande risparmio di carburante e conseguentemente una diminuzione nel livello di inquinamento ambientale, proprio in vista del fatto che non ci ritroveremo più fermi ad attendere con la macchina accesa.

Ci sono molteplici tecnologie radar per il rilevamento del passaggio di automobili che possono essere impiegate nei semafori intelligenti:

  • Sensori magnetici

Consistono in una spira di metallo che viene fatta passare sotto l’asfalto, proprio in concomitanza della zona in cui le automobili si fermano in attesa del segnale di via del semaforo. All’interno di quest’ultima viene fatta scorrere una piccola quantità di energia elettrica, quando un oggetto metallico passa immediatamente sopra (ovviamente stiamo parlando delle automobili) la corrente elettrica verrà perturbata e il semaforo rileverà la presenza del veicolo. In questo caso, incrociando l’informazione ottenuta con quella degli altri semafori presenti, regolerà il suo comportamento.

  • Sensori ottici

I sensori ottici hanno un funzionamento più “diretto” rispetto alla tipologia precedente, invece di rilevare il passaggio tramite la perturbazione della corrente elettrica questi sfruttano un sistema di telecamere o sensori infrarossi che semplicemente riesce ad identificare la presenza di un veicolo nella zona inquadrata, che ovviamente corrisponderà al punto di stop delle automobili. Anche in questo caso il semaforo che rileva la presenza della macchina regolerà il suo funzionamento in base alla situazione dei semafori attigui.

  • Sensori a ultrasuoni

Un’ultima tipologia di radar che viene solitamente implementata all’interno dei semafori intelligenti, sfruttano le onde a ultrasuoni che vengono emanate nella direzione del punto di stop delle auto. Nel caso ve ne sia una presente il segnale emanato rimbalzerà e tornerà indietro verso il sensore. Così il semaforo saprà della presenza del veicolo e agirà come i precedenti per decidere se illuminarsi di verde o rosso.

Tutti i dati così raccolti, oltre ad essere utilizzati all’interno dell’incrocio stesso, vengono impiegati per creare statistiche sulla situazione del traffico in città.

Quali sono i costi (e i risparmi) dei semafori smart

L’impiego di semafori smart permette di risparmiare sotto svariati aspetti, a fronte delle uniche spese di installazione e di alimentazione che tuttavia vengono già sostenute per i semafori ordinari. innanzi tutto, come già accennato, le luci utilizzate sono al led, queste permettono un risparmio non solo dal momento che per alimentarle basterà la metà della corrente elettrica utilizzata per le luci alogene, ma anche perché la loro durata è molto più lunga, necessitando quindi di una minor manutenzione.

Il risparmio è creato anche da i sensori del rilevamento del traffico, che spengono le luci nel caso non ci siano automobili e dai sensori delle condizioni ambientali, che regolano il livello di luminosità in base alle condizioni di luce naturale e climatiche, abbassando il grado di luminosità nel caso il semaforo sia già ben visibile. Il risparmio coinvolgerà anche gli utenti della strada, l’abbiamo detto prima, il fatto che il semaforo regoli lo scorrere del traffico tramite i sensori elimina i tempi di attesa inutili diminuendo gli sprechi di carburante.

Non ci sono veri e propri svantaggi nell’impiego di questa tecnologia, se non che in caso di malfunzionamento di uno dei semafori tutti quelli presenti nell’incrocio avrebbero problematiche ma, a ben vedere, questa è una evenienza che si verifica anche con i semafori normali.

Vantaggi nell’utilizzo di semafori intelligenti in una città

Quali sono invece i vantaggi apportati all’intero sistema cittadino da parte dei semafori intelligenti? In primo luogo è sicuramente da evidenziare la diminuzione del traffico e della congestione grazie alla maggior scorrevolezza, questo assicura non solo una miglior fruibilità delle strade ma anche un abbassamento del grado di inquinamento dal momento che i tempi di transito saranno drasticamente ridotti.

La raccolta di informazioni permette di aggiornare in tempo reali le indicazioni sul traffico presente in città e tutti gli altri sensori fanno si che si possa creare una mappa ben definita dei livelli di inquinamento e di rischio sismico, attraverso le già citate tecnologie per il rilevamento delle vibrazioni del terreno.

Alcuni disporranno anche di telecamere in grado di riconoscere le effrazioni e la velocità degli utenti della strada in modo tale da diminuire il numero di incidenti. In caso venga individuata una violazione del regolamento stradale il semaforo prenderà automaticamente nota della targa della macchina mandando direttamente a casa la multa.

Esempi di semafori intelligenti in Italia

Forse non tutti lo sanno ma alcuni modelli di semafori intelligenti sono già in utilizzo all’interno di alcune delle più grandi città italiane per testare questa tecnologia e comprenderne gli effetti sul livello di traffico delle strade. andiamone a vedere alcuni esempi, scopriamo quali sono le città che hanno già installato i primi semafori smart.

Semafori intelligenti a Torino

Torino è stata tra le prime realtà urbane italiane a sperimentare questa nuova tecnologia, i semafori intelligenti sono stati installati sul corso Regina Margherita, su corso Potenza, corso Vercelli e corso Novara. In questo caso particolare le rilevazioni effettuate riguardano riguardano le effrazioni.

I sensori montati sono capaci di identificare veicoli che non rispettano il regolamento stradale, che vanno oltre la velocità consentita e che attraversano a semaforo rosso.

Semafori intelligenti a Genova

A Genova sono stati installati alcuni semafori intelligenti, anche in questo caso specificatamente studiati per rilevare le effrazioni e il passaggio con il segnale rosso attivo. Sono stati posizionat a via Cantore, via San Bartolomeo del Fossato, via felice Cavallotti, via Caprera e via Orsini.

Questi semafori identificano i veicoli che non rispettano le regole della strada e inviano a casa una multa che può essere compresa tra i 163 euro e i 652 a seconda della gravità.

Semafori intelligenti a Milano

L’installazione di semafori intelligenti a Milano è stata attuata esclusivamente per la regolazione delle linee di transito dei tram. In questo caso infatti la tecnologia applicata non servirà a rilevare le effrazioni del codice stradale ma a regolare il transito dei tram così da rendere il traffico più scorrevole e le fermate più veloci.

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