Bari

Il progetto “Bari Open Innovation Hub” mira a realizzare nella città di Bari un centro di riferimento per la sperimentazione di tecnologie emergenti applicate all’utilizzo di sistemi a guida autonoma e semi- autonoma, droni nei contesti urbani. La proposta progettuale si caratterizza per la presenza di un partenariato pubblico-privato estremamente qualificato in grado di assicurare le competenze necessarie per realizzare attività di ricerca (Università di Bari, Libera Università Mediterranea, Consiglio Nazionale delle Ricerche), di trasferimento tecnologico alle imprese (Distretto Tecnologico Aerospaziale e MEDITECH) anche finalizzata alla creazione di sperimentazioni e di prototipi (TIM, Exprivia, AMT Services) , la definizione di protocolli operativi e standard nazionali ed internazionali (ENAC), la massima diffusione e replicabilità dei risultati (ANCI, ARTI).

L’obiettivo del progetto è di realizzare nel territorio della città metropolitana di Bari un hub dell’innovazione che possa sperimentare nuove tecnologie e protocolli operativi con particolare riferimento al tema della guida autonoma e semi-autonoma attraverso l’utilizzo del 5G, come tecnologia abilitante e l’impiego dell’AI, di IOT di nuova generazione e di droni.

Realizzazione di tre poli:

1. atelier dell’innovazione presso la ex-Manifattura Tabacchi dove esporre i prototipi e le innovazioni prodotte, e attivare il contamination lab in sinergia con il progetto “Porta Futuro 2” che l’Amministrazione Comunale di Bari ha avviato per favorire la creazione e incubazione di imprese innovative.
2. incubatore di imprese e laboratori di ricerca presso l’Area di Sviluppo Industriale (ASI). Un luogo scelto per rafforzare la collaborazione tra imprese e enti di ricerca per il successo del progetto.
3. sperimentazioni sul campo (Living Lab) presso la Fiera del Levante. In questa area sarà realizzato un ‘Urban Drone Range‘, dove una infrastruttura tecnologica a supporto della sperimentazione e dimostrazione di servizi di Urban Air Mobility.

Il progetto fa parte di una più ampia strategia di innovazione e trasformazione digitale della città, punta a diventare un riferimento e un laboratorio a cielo aperto sui temi della guida autonoma, terrestre e aerea e mira ad incrementare le capacità di enti pubblici e imprese di produrre innovazione, esplorare nuovi business e creare nuova imprenditorialità oltre che attrarre investimenti.

La Casa delle Tecnologie emergenti (CTE Bari) del Comune di Bari, insieme al Distretto tecnologico aerospaziale (DTA), con il supporto di Eurocontrol e di Urban Air Mobility Initiative Cities Community (UIC2) e il patrocinio di ANCI, ha organizzato l'evento “Drones Beyond 2023: Unfolding Innovative Aerial Services for the Smart City” che si è svolto nelle giornate di mercoledì 25 e giovedì 26 ottobre nel complesso Fiera del Levante a Bari.

Drones Beyond è un’iniziativa internazionale sul mondo dei droni e dei servizi aerei innovativi, giunta quest’anno alla sua terza edizione.

L’appuntamento di quest’anno è dedicato a comprendere le capacità degli Unmanned Aerial Systems (UAS), o più comunemente “droni”, di implementare servizi e sviluppare nuove catene del valore più efficienti a supporto dello sviluppo della smart city. In particolare, Drones Beyond 2023 si focalizza sulla comprensione dell’applicabilità dei droni in diversi settori operativi e come strumento per la pubblica amministrazione.

Il Drones Beyond 2023, ricalcando il successo delle precedenti edizioni, mira a consolidare l’immagine del sistema aerospaziale pugliese a livello nazionale ed europeo, mostrando le nuove prospettive nel campo dei velivoli unmanned e degli Innovative Aerial Services, e qualificando il Bari Urban Drone Range come un ramo della più ampia infrastruttura per la ricerca e la sperimentazione che corrisponde al Grottaglie Airport Test Bed.

Il quartiere Fiera del Levante ospita un’area attrezzata per sperimentare soluzioni di servizi aerei innovativi e di mobilità innovativa terrestre e area, ambito di riferimento primario del progetto Casa delle Tecnologie Emergenti del Comune di Bari. A tal fine il DTA ha dotato l’area di una control room che monitora le operazioni aeree di droni attraverso diversi strumenti e ospita anche applicazioni prototipali.

Nella serata di giovedì 26 ottobre, a due riprese, per mostrare ad un pubblico più ampio le capacità dei droni, si è svolto uno spettacolo di luci e colori che ha visto 100 droni realizzare immagini e coreografie illuminando il cielo di Bari.

“Con questa prestigiosa manifestazione siamo orgogliosi di poter portare Bari al centro del dibattito e delle sperimentazioni nell’ambito degli UAS" - commenta il vicesindaco e assessore all’Innovazione tecnologica Eugenio Di Sciascio -. "Ci stiamo caratterizzando sempre più come una città dove l’innovazione è di casa e dove le cose accadono. Accadono, ma non casualmente: si tratta di un lavoro che stiamo portando avanti con impegno e con la collaborazione di tanti. Mi piace in ultimo rimarcare come la presenza di tanti ragazzi e ragazze delle scuole anche quest’anno sia da considerarsi una ricchezza perché consente loro di affacciarsi su ambiti che caratterizzeranno sempre di più il nostro futuro”.

Nel contesto del Progetto “Casa delle Tecnologie Emergenti – Bari Open Innovatiopn Hub” il Comune di Bari ha collaborato con Navya al fine di testare le potenzialità di uno shuttle bus a guida autonoma. Questa sperimentazione è stata portata avanti anche mediante collaborazioni con gruppi di ricerca del Politecnico di Bari. Il gruppo di ricerca di Strade, Ferrovie ed Aeroporti del DICATECH del Politecnico di Bari ha condotto, grazie ai suoi ricercatori, dottorandi e assegnisti, una serie di esperimenti presso la Fiera del Levante per valutare l’interazione dei veicoli e degli utenti vulnerabili (pedoni, ciclisti, monopattini) con un veicolo a guida autonoma (lo shuttle bus della Navya). Lo studio è stato condotto presso la Fiera del Levante in Bari su un tragitto determinato.

METODOLOGIA

In figura 1 è evidenziato il percorso seguito dallo shuttle Navya (identificato come un veicolo a guida autonoma di livello 3, per la classificazione SAE), selezionato per via delle dimensioni della carreggiata delle strade coinvolte nella sperimentazione. Infatti, tali strade presentavano assenza di parcheggi su ambo i lati, consentendo così minori disturbi alla circolazione del veicolo e una larghezza della carreggiata tale da consentire in sicurezza di interagire con altri veicoli. La strada utilizzata per le sperimentazioni è chiamata Viale Pisa, e si sviluppa per una larghezza di circa 80 m. Lungo la strada sono state inserite delle tacche sulla pavimentazione, con passo di 5 m, in modo tale da avere sempre contezza della posizione relativa del veicolo. Inoltre, è stato calcolato che la massima velocità raggiunta dallo shuttle automatico era di 15 Km/h lungo il rettifilo. Tale velocità era impostata a priori in modo tale da consentire un viaggio sicuro e confortevole, evitando così, in caso di frenate d’emergenza, problemi per i passeggeri. E’ stato notato che lo shuttle manteneva delle distanze di sicurezza prefissate dagli oggetti che lo circondavano. La distanza di sicurezza minima in senso longitudinale era di 2 m e quella laterale di 1 m. Nel caso in cui avesse, tramite sensori e telecamere, avvertito la presenza di un ostacolo a distanza inferiore da quelle ritenute di sicurezza avrebbe azionato la frenata di emergenza per l’arresto.

Lo shuttle necessitava della presenza di un conducente umano a bordo sempre pronto a intervenire nel caso di anomalie del veicolo durante la sua marcia, o nel caso in cui si fossero dovute percorrere strade differenti da quelle ricadenti nel dominio operativo dello shuttle (in rosso in Figura).

I test condotti nell’ambito della suddetta sperimentazione sono stati i seguenti:

• Monopattino che attraversa la strada in maniera improvvisa o che supera in maniera aggressiva lo Shuttle.
• Pedone che attraversa in presenza o in assenza di strisce pedonali in maniera improvvisa
• Veicolo che sorpassa in maniera aggressiva lo shuttle o che lo precede mantenendo un comportamento imprevedibile.

Tutte le misure relative a queste tre macrocategorie di esperimenti sono state condotte da due operatori, di cui uno era all’interno dello shuttle e uno all’esterno, dotato di rilevatore di velocità laser (LaserTech TruSpeed®). Tale strumento di misura era posizionato su un treppiedi e veniva azionato con frequenza di un rilievo per secondo, in modo tale da dettagliare il profilo di velocità dello shuttle con grande precisione. L’operatore inoltre doveva avere visual libera per poter registrare i dati in maniera precisa, motive per cui era posizionato di fronte al veicolo in mezzeria. La sensibilità dello strumento è di 15 m, motivo per cui la minima distanza dell’operatore con il rilevatore laser dalla fine di Viale Pisa era di 15 m.

L’operatore all’interno del veicolo, invece, collezionava tutti i dati relativi alle percezioni del veicolo, monitorando la registrazione dello shuttle tramite il desktop a bordo (Figura 2). Il desktop restituiva a schermo quella che era la “visibilità” dello shuttle per mezzo dei suoi sensori e telecamere.

Le tre tipologie di interazioni studiate sono le classiche che possono accadere a livello urbano e dai cui risultati si può avere una precisa cognizione delle risposte operative dello shuttle in un contesto meno ordinato e più casuale di quello della Fiera del Levante (in assenza della Fiera).

1. Pedone-Shuttle automatico:

Sono stati studiati due test: pedone che attraversa al di fuori delle strisce pedonali (esperimento 1) e che si arresta sulle strisce pedonali mentre attraversa (esperimento 2). Sono stati registrati i valori di velocità, accelerazione, decelerazione dello shuttle, nonché il suo comportamento.

Esperimento 1: il pedone attraversa la strada a circa 10 m dalle strisce pedonali, quando è distante 15 m dallo shuttle.

Esperimento 2: pedone attraversa sulle strisce quando lo shuttle è a 15 m dalle strisce pedonali e durante la manovra di attraversamento si arresta inaspettatamente sulle strisce, per circa 5 s, guardando il suo telefono.

1. Monopattino elettrico-Shuttle automatico

Sono state testate due situazioni di car-following in cui lo shuttle si trovava in coda rispetto al monopattino, che invece era il leader (esperimento 3). La situazione speculare, in cui il monopattino era “follower” è quella successivamente sperimentata (esperimento 4). L’altra situazione testata è stata quella di sorpasso da parte del monopattino. L’uso del monopattino è equivalente a quello della bicicletta per questo tipo di esperimenti (esperimento 5).

Sono stati registrati i valori di velocità, accelerazione, decelerazione dello shuttle, nonché le distanze di sicurezza, laterali e longitudinali.

Esperimento 3: lo shuttle percorre Viale Pisa subito dopo una svolta e si trova a dover seguire un monopattino che era già presente su Viale Pisa. Il monopattino viaggia a 10-15 Km-h e forza lo shuttle a seguire il suo comportamento in maniera adattiva.

Esperimento 4: il monopattino si trova a seguire lo shuttle su Viale Pisa. Ad una distanza di 75 m dall’operatore con il rilevatore di velocità laser, il monopattino inizia il sorpasso, raggiungendo la velocità massima di 25 Km/h. Una volta terminato il sorpasso, il monopattino taglia la strada allo shuttle per immettersi sulla corsia di marcia.

Esperimento 5: il monopattino attraversa due volte, prima irregolarmente e dopo sulle strisce pedonali. Entrambi gli attraversamenti sono stati effettuati quando lo shuttle era a 15 m dal monopattino.

1. Auto-Shuttle automatico

Con l’intento di stimare I parametri dei veicoli automatici da poter utilizzare nei simulatori di traffico (che basano le loro analisi su modelli di car-following e lane-changing), sono stati studiati altri casi di car-following in presenza di shuttle automatico.

L’auto tradizionale è stata utilizzata come leader e lo shuttle come follower. Nel primo esperimento (esperimento 6) si è svolto un regolare car-following. Nel secondo (esperimento 7) si è studiato come si comporta lo shuttle nel caso di sorpasso da parte del veicolo tradizionale. Sono stati registrati i valori di velocità, accelerazione, decelerazione dello shuttle, nonché le distanze di sicurezza, laterali e longitudinali e il comportamento dello shuttle.

Esperimento 6: lo shuttle segue su Viale Pisa un veicolo che viaggia a velocità variabile compresa tra 10 e 20 Km/h, decelerando frequentemente in modo tale da forzare lo shuttle ad un comportamento adattivo di risposta agli input esterni o al sorpasso.

Esperimento 7: lungo Viale Pisa, a 75 m dall’operatore con il rilevatore di velocità laser, il veicolo tradizionale inizia a superare lo shuttle, raggiungendo la velocità di 50 Km/h e tagliando la strada allo shuttle non appena conclusa la manovra di sorpasso.

RISULTATI

Esperimento 1: lo shuttle non esegue decelerazioni di emergenza perché riconosce il pedone e il suo attraversamento e decelera gradualmente, fermandosi a più di 2 m di distanza. Lo stesso comportamento si è evidenziato in Esperimento 2, in cui la decelerazione è di circa 1 m/s2 . Questo comportamento era prevedibile, alla luce delle ridotte velocità di marcia dello shuttle che consentono di gestire situazioni inattese con largo preavviso. Inoltre, la presenza delle strisce pedonali, induce lo shuttle a mantenere una velocità ancora più cautelativa e a non iniziare manovre fino a che non vede l’area sgombra da ostacoli per un tempo di circa 3 s.

Esperimento 3: in presenza del monopattino che cerca di sorpassare, lo shuttle non decelera, mantiene velocità costante e una volta che il monopattino completa il sorpasso e taglia la strada allo shuttle, questo si arresta con frenata di emergenza (6 m/s2 ) perché il monopattino ha una distanza minore di 2 m.

Esperimento 4: il monopattino forza lo shuttle a mantenere velocità basse, in quanto non esegue sorpasso ma segue solo il veicolo leader. Le velocità e le decelerazioni restano sempre basse (massima velocità di 13 Km/h e massima decelerazione di 0.6 m/s2 ). Lo shuttle mantiene comunque una distanza di 4 m dal monopattino, nonostante sia di 2 m quella di sicurezza.

Esperimento 5: lo shuttle frena quando vede che il monopattino è vicino e inizia la frenata in modo tale da mantenerlo a distanze maggiori di 2 m. La massima decelerazione registrata è di 0.8 m/s2 , in accordo con quelle indicate dal D.M. 5 Novembre 2001.

Esperimento 6: lo shuttle si comporta in maniera analoga a come si è comportato da follower in presenza del monopattino. Le velocità dello shuttle sono modulate in base alle velocità dell’auto per poter mantenere sempre le distanze di sicurezza.

Esperimento 7: lo shuttle raggiunge la massima velocità di 9 Km/h, non accelerando o decelerando mai durante la manovra di sorpasso da parte dell’auto. Quando l’auto termina il sorpasso, taglia la strada allo shuttle che frena con una decelerazione di 1.6 m/s2. Prima della manovra di cut-in (taglio strada) le massime accelerazioni e decelerazioni erano state inferiori a 0.5 m/s2.

CONCLUSIONI

Questo studio è stato condotto in un ambiente protetto come quello della Fiera del levante per ridurre i rischi e salvaguardare la sicurezza di tutti gli utenti coinvolti. I risultati ottenuti da questa sperimentazione possono essere utili per calibrare i parametri dei veicoli a guida autonoma di livello 3 nei simulatori di traffico, I simulatori di traffico; infatti, performano in maniera ottimale quando le condizioni di input sono quanto più aderenti alla realtà.

Uno dei risultati più importanti della ricerca è quello relativo all’omogeneità di risposta dello shuttle a prescindere dal tipo di interazione. Questo risultato dimostra l’affidabilità di tali veicoli in contesti caotici e imprevedibili come quelli urbani, purché siano programmati tendendo sempre alla minimizzazione della sicurezza e alla massimizzazione del comfort per gli utenti (motivo per cui le velocità sono sempre contenute).