I. TTULOSISTEMA DE CONTROL REMOTO EN SEMAFOROS INTELIGENTES QUE PERMITA EL DESPLAZAMIENTO DE AMBULANCIAS EN EL CERCADO DE LIMAII. NOMBRE DEL AUTORMENESES CARNERO ALEXIS JOSEIII. NOMBRE DE LOS ASESORESRAMIREZ LI JOSE CHAUCA SAAVEDRA MARIO BERNABE IV. RESUMENActualmente la tecnologa que propone Internet de las Cosas est tomando mayor importancia en la sociedad; existe muchos proyectos en distintas ciudades y empresas del mundo para el monitoreo o control de eventos fsicos; por ejemplo controlar sistemas de semforos; calidad de aire o de agua. Las redes inalmbricas de sensores (WSN) es una rama utilizada en el Internet de las Cosas. Con las redes de sensores se puede mejorar la adquisicin y el monitoreo de variables del entorno, localizar eventos y quizs actuar de acuerdo a ciertos parmetros. El estndar IEE802.15.4 es una tecnologa inalmbrica no propietaria ms utilizada en las WSN.

En este trabajo se estudiar el control de semforos utilizando IEEE802.15.4 para implementar una solucin tecnolgica que permitir reducir el traslado de una ambulancia por las calles durante una emergencia mdica. Actualmente en la ciudad de Lima se observa que una ambulancia puede encontrase con la luz roja de los semforos y delante a un trfico vehicular que le impide avanzar hacia su destino; esta demora puede ser crucial en los pacientes socorridos.En esta tesis se implementarn un nodo receptor en los semforos y otro nodo en las ambulancias, de tal manera que desde la ambulancia se pueda forzar el control de sealizacin de los semforos (mantener o cambiar a luz verde por un tiempo) permitiendo que la ambulancia tenga siempre continuidad de trnsito hacia su destino.

Durante el desarrollo del trabajo se realizarn pruebas y demostraciones en la universidad para poder realizar mediciones y estudiar los parmetros que permitan hacer un anlisis y diseo para plantear su factibilidad de ser usado en condiciones reales.

V.PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA5.1. ANTECEDENTES DEL PROBLEMALa congestin vehicular es un problema frecuente en muchas ciudades del mundo y la ciudad de Lima no es la excepcin. Esta congestin vehicular en la ciudad de Lima, hablando especficamente de el cercado de Lima, provocan un gran problema en el momento de buscar el traslado de un paciente en estado de emergencia mediante una ambulancia. Este traslado se convierte en un problema mayor en las horas punta, ya que los vehculos sufren mayor dificultad de trasladarse a una velocidad alta. Por ejemplo en promedio la velocidad de circulacin en las horas punta por la Av. Paseo Colon de Lima es de 0.6 km/h en un estado de congestin muy denso; aproximadamente es 100m/min. Frente a esta problemtica se presentan soluciones y dificultades. Uno de los campos en los cuales se manifiesta esta solucin es el Internet de las Cosas.El Internet de las Cosas, es un rea de trabajo que actualmente est tomando inters en la diversas universidades del mundo y se estn creando empresas tecnolgicas expertas en este tema. Esta tecnologa tiene la idea de interconectar todas las cosas a Internet; se refiere a crear una red de objetos cotidianos.Cada vez hay ms cosas de todo tipo como sensores de temperatura, de trfico, o de consumo de agua y electricidad, por citar algunos ejemplos, conectadas a la red, generando datos e informacin de forma continua.

En lo referente a sistemas de semforos, en ciudades como Madrid, Hong Kong y Sdney se han venido usando sistemas de control de trfico, desde 1963.Hasta el 2010, se tena 33200 intercesiones conectados los semforos inteligentes adicionando tambin cmaras de seguridad; este trabajo lo ha realizado una compaa denominada RTA [1] que se ha dedicado a hacer este tipo de estructuras y la red fue implementada utilizando fibra ptica [2]. Actualmente, en la ciudad de Lima se han implementado el tendido de la semaforizacin inteligente mediante fibra ptica. Estos semforos estn conectados a una central, la cual es la que regula el trfico. Por medio de sensores detectarn la circulacin de vehculos y cambiarn el tiempo de los semforos [3]. Se espera que esta solucin pueda aliviar la congestin en general; pero an se reportan dificultades de las ambulancias en transitar en la calles durante una emergencia. Adems, las ambulancias tienen el derecho preferencial pero no pueden ir en contra de las seales de trfico. Esto quiere decir que no estn en la condicin de no respetar las luces de los semforos. [4]Por otro lado la compaa espaola Libelium ha propuesto un proyecto en el cual el trfico sea controlado por redes inalmbricas de sensores; este sistema fue propuesto en el ao 2011 y est abierto para empezar a disear mediante sus propuestas y sus equipos [5]. [1]http://www.rta.nsw.gov.au/trafficinformation/downloads/tmcbrochure.pdf[2]http://en.wikipedia.org/wiki/Traffic_light_control_and_coordination#cite_note-NSWTMC-14[3]http://elcomercio.pe/lima/1338476/noticia-centro-control-transito-lima-esta-incompleto[4]http://www.circulaseguro.com/instituciones-y-normativa/vehiculos-prioritarios-1-derecho-preferente-siempre[5]http://www.libelium.com/vehicle_traffic_monitoring_bluetooth_sensors_over_zigbee

5.2.-FORMULACIN DEL PROBLEMADe que manera, implementando el Sistema Inteligente YHWH de Control a Distancia de Semforos desde una Ambulancia, se evitar que la congestin vehicular impida el desplazamiento de las ambulancias durante una emergencia en el cercado de Lima?5.3. IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACINActualmente en la ciudad de Lima est aumentado el parque automotor, y por consiguiente se espera que el trfico vehicular en horario de trabajo aumente. Esto puede causar muchos problemas en la sociedad; especialmente a las ambulancias. Si una ambulancia se encuentra con un trfico vehicular y delante existe una luz roja estar perdiendo tiempo valioso para poder asistir a los pacientes. En la mayora de los casos la existencia de la demora por transitar por las calles no est calculada; pero el trfico vehicular y el sistema de semforos no controlados contribuyen a esta demora que las ambulancias circulen rpidamente para poder llegar a su destino, y esto puede ser crtico porque se est asistiendo a una emergencia mdica. En este trabajo se busca demostrar que se puede reducir el tiempo de traslado de una ambulancia por las calles hacia su destino, logrando que se puedan salvar muchas vidas humanas y adems contribuir al desarrollo de la ciudad. VI. MARCO TERICOEl Sistema Inteligente YHWH de control a distancia de semforos de una ambulancia se basa en el internet de las cosas, en el tipo de red de sensores inalmbricos y adems del sistema de trfico que existe en Lima. Por eso se definir brevemente en que consiste cada uno de estos puntos.

6.1. MARCO TERICO Y/O CONCEPTUAL6.1.1. EL INTERNET DE LAS COSASEl Internet de las Cosas es un grupo de tecnologas que hacen posible la conexin de las cosas como sensores y actuadores a la Internet, permitiendo as que se pueda acceder al mundo fsico a travs de software. El trmino Internet de las Cosas se utiliz por primera vez por Kevin Ashton en 1999. Cuando se habla de Smart City, significa que pequeos aparatos con sensores incorporados en el hogar, las ciudades, la naturaleza o a las redes de energa son capaces de hablar con Internet y entre ellos para generar una inteligencia propia, al servicio de personas y empresas.6.1.2. RED DE SENSORES INALAMBRICOS (WSN)Un parte tcnica importante del internet de las cosas son las redes inalmbricas de sensores. Las redes de sensores es un concepto relativamente nuevo en adquisicin y tratamiento de datos con mltiples aplicaciones en distintos campos tales como entornos industriales, domtica, entornos militares, deteccin ambiental. Una red de sensores inalmbricos (WSN) es una red inalmbrica que consiste en dispositivos distribuidos espaciados autnomos utilizando sensores para monitorear condiciones fsicas o ambientales. Un sistema WSN incorpora un Gateway que provee conectividad inalmbrica de regreso al mundo de cables y nodos distribuidos. El protocolo inalmbrico que seleccione depende en los requerimientos de la aplicacin. Algunos de los estndares disponibles incluyen radios de 2.4 GHz basados en los estndares IEEE 802.15.4 o IEEE 802.11 (Wi-Fi) o radios propietarios, los cuales son regularmente de 900 MHz.Con las redes de sensores se puede mejorar la adquisicin y el monitoreo variables del entorno, localizar eventos y quizs actuar de acuerdo a ciertos parmetros. Una red inalmbrica de sensores permite registrar de modo simultneo, distintos parmetros en distintas ubicaciones; esto aporta un enorme potencial para realizar modelos y predicciones sobre medio ambiente, agricultura y otros. La capacidad de recolectar gran cantidad de datos exactos de modo espacial y temporalmente distribuido, durante periodos relativamente largos, proporciona unas posibilidades desconocidas hasta ahora. Los sensores inalmbricos permiten disponer de cientos incluso miles de dispositivos tomando datos de una manera no invasiva en muchas aplicaciones. La informacin de las mediciones se puede derivar hasta un nodo central de coordinacin o central de monitoreo.6.1.3. SISTEMA INTELIGENTE YHWHEl sistema inteligente YHWH es un sistema que se va a crear para poder resolver el problema de la circulacin libre de las ambulancias en horas punta. Principalmente se encargar de recibir una trama de datos para poder cambiar el estado de un semforo permitiendo de esta manera que la circulacin de una ambulancia sea de una manera regular y supere los 0.6km/h promedio que tardan con la congestin vehicular.Este sistema naci de una idea propia y el nombre fue tomado de una antigua forma de escritura juda que daba a entender el nombre de Dios. 6.1.4. CONTROL A DISTANCIA DE SEMFOROS DESDE UNA AMBULANCIAEl control a distancia de semforos nace desde el ao 2004, en un principio con seales de luz infrarroja. En estados unidos se han instalados uno de estos sistemas de luz infrarroja, siendo muy grandes y adems costosos para ser implementados en una ambulancia. Pese ha esta desventaja lo estn implementando en pases como India los cuales estn apuntando a que se tenga un central que regule de una manera eficaz el trfico. 6.1.5. SISTEMA DE CONTROL DE TRAFICO DE LIMAEl sistema de control del trnsito de vehculos en Lima es controlado por la Gerencia de Transporte Urbano (GTU). Esta entidad se encarga de regular la circulacin de la flota automotriz por las principales avenidas de Lima. Se han desarrollado colchando agentes para controlar la circulacin de vehculos en la Av. Abancay y Wilson.

6.1.5.1. ORDENANZAS SEGN EL MARCO LEGAL6.1.5.1.1. ORDENANZA MARCO DEL TRNSITO (ORDENANZA NO. 132-97)Regula la circulacin vehicular y peatonal por las vas pblicas de la Provincia de Lima y establece que la Municipalidad Metropolitana de Lima tiene como competencia el regular y administrar la circulacin en las vas pblicas.

6.1.5.1.2. ORDENANZA MUNICIPAL NO. 059-94Mediante la cual se reglamenta la interferencia de vas pblicas que impliquen la alteracin del trnsito, facultando dentro de este concepto a la Direccin Municipal de Transporte Urbano a travs de la Direccin de Sealizacin, a identificar y sealizar las zonas rgidas, zonas de parqueo vehicular, zonas reservadas y zonas de seguridad.6.1.5.1.3. ORDENANZA MUNICIPAL NO. 341-2001Mediante la cual se aprueba el plano del Sistema Vial Metropolitano de Lima, y clasifica las vas de la Provincia en Expresas, Arteriales, Colectoras y Locales; asimismo establece las competencias tanto de la Municipalidad Provincial (vas expresas, arteriales y colectoras), como de la Municipalidad Distrital (vas locales), en cuanto al mantenimiento, rehabilitacin, remodelacin, sealizacin horizontal y vertical, semaforizacin, etc. en forma coordinada.6.1.5.1.4. MANUAL DE DISPOSITIVOS DE CONTROL DEL TRNSITO AUTOMOTOR PARA CALLES Y CARRETERAS (APROBADO MEDIANTE R.M. NO. 413-93TCC-15)Establece las normas para el diseo y utilizacin de los dispositivos de control del trnsito, as como los diseos y principios fundamentales que deben regir.

VII. OBJETIVOS7.1. OBJETIVOS GENERALESEl objetivo general es desarrollar el Sistema Inteligente YHWH de control a distancia de semforos desde una ambulancia, que permita reducir el traslado de una ambulancia por la ciudad cuando est asistiendo a una emergencia mdica; por medio del control de semforos. 7.2. OBJETIVOS ESPECIFICOSLos objetivos especficos son los siguientes:7.2.1 Cuantificar la velocidad actual de desplazamiento de vehculos en el cercado de Lima durante las horas punta.7.2.2 Identificar las probables rutas de desplazamiento de ambulancias de emergencia en el cercado de Lima.7.2.3 Analizar las experiencias de los mdicos cuando estn en pleno uso de las ambulancias para asistir una emergencia mdica; influencia del trfico y los tiempos de duracin que toma en asistir una emergencia.7.2.4 Analizar las tecnologas inalmbricas para el control7.2.5 Implementar un modelo piloto de una red inalmbrica IEEE802.15.4 para el control de los semforos desde las ambulancias.7.2.6 Fomentar el uso de Internet de las Cosas como rea de desarrollo en las universidades.7.2.7 Disear la implementacin del sistema inteligente YHWH de aplicacin al control remoto de semforos en el Cercado de Lima.7.2.8 Desarrollar un modelo piloto para cuantificar la velocidad de desplazamiento de vehculos en el cercado de Lima durante las horas punta disponiendo de un control a distancia de semforos desde una ambulancia

VIII. HIPOTESIS Y VARIABLES8.1. HIPOTESIS GENERALImplementando el Sistema Inteligente YHWH de control a distancia de semforos desde una ambulancia se mejorar el tiempo de desplazamiento de las ambulancias y la atencin de los pacientes que recurren al servicio de ambulancia en el cercado de Lima.8.2. HIPOTESISESPECFICAEl protocolo IEEE 802.15.4 usado para el control del Sistema Inteligente YHWH de control a distancia de semforos desde una ambulancia es efectivo.IX. ESTRATEGICA METODOLGICA9.1. TECNICAS DE RECOLECCIN DE INFORMACINSe recolectar la informacin de una manera prctica. La informacin sobre las experiencias de los mdicos cuando se usa la ambulancia ser obtenida por medio de entrevistas personales. La informacin tcnica para poder implementar la solucin ser obtenida por estudios realizados por otros ingenieros o cientficos, se consultarn libros y publicaciones cientficas. Para las pruebas tcnicas se utilizarn equipos adecuado para poder medir las distintas variables fsicas.9.2. INSTRUMENTOS DE RECOLECCIN DE INFORMACINLos instrumentos de recoleccin de informacin sern los siguientes: Se utilizarn apuntes para las entrevistas; computadoras e Internet para la bsqueda de informacin y el procesamiento de la informacin; adems equipos electrnicos como multmetro, analizador de espectro, frecuencmetro, generador de seales.

9.3. TECNICAS DE DESARROLLO DEL PROYECTOEl proyecto se desarrollar teniendo en cuenta la demora promedio de un automvil en la ciudad de Lima Metropolitana. Adems de analizar los patrones de comportamiento de los semforos. Las pruebas se realizarn en laboratorio y dependiendo de los resultados se estimar cuanto es el tiempo en promedio que se ganara si se implementara este tipo de solucin.Los datos sern procesados usando distribuciones estndares y se analizarn de forma comparativa. Todas las pruebas se realizarn dentro del local de la PUCP y en distintos horarios para procurar determinar si existen interferencias o algn otro factor que pueda afectar al sistema YHWH.9.4. VARIABLES9.4.1. VARIABLES INDEPENDIENTESSistema Inteligente YHWH de Control a Distancia de Semforos desde una Ambulancia9.4.2. VARIABLES DEPENDIENTESCongestin vehicular que impide el desplazamiento de las ambulancias en el cercado de Lima

X. CRONOGRAMA DE TRABAJOCRONOGRAMA DE TRABAJO

A C T I V I D A D E SOct-08Nov-08Dic-08Ene-09Feb-09Mar-09

Estudios sobre la demora de una ambulanciaX

Estudio sobre control inalmbricoX

Estudio de protocolosX

Prueba de equiposX

Diseo del funcionamiento de la redXX

Configuracin de equiposXX

Pruebas preliminaresX

Seleccin y ordenamiento de los datosXXXX

Prueba del Sistema YHWHX

Informe final, Conclusiones y RecomendacionesXX

XI. PRESUPUESTOFINANCIAMIENTORecursos Patrocinador:S/.1,840.00Recursos Propios Investigador:S/. 200.00Total:S/.2,040.00RECURSOS DISPONIBLESInfraestructura: Local de la PUCPAv. Universitaria 1801San Miguel - Lima

El presupuesto para el presente proyecto de investigacin asciende a la suma de dos mil cuarenta y 00/100 nuevos soles(S/. 2,040.00)

PRIMERA ETAPA02.00BIENESS/.230.0002.06 Materiales de escritorio 30.0002.21 Equipos, mdulos y componentes200.00

03.00SERVICIOSS/.170.0003.01 Pasajes y viticos 50.0003.03 Movilidad Local100.0003.27 Servicios No Personales 20.00SEGUNDA ETAPA02.00BIENESS/.480.0002.06 Materiales de escritorio 30.0002.21 Equipos, mdulos y componentes 450.00

03.00SERVICIOSS/.170.0003.01 Pasajes y viticos 50.0003.03 Movilidad Local100.0003.27 Servicios No Personales 20.00

TERCERA ETAPA02.00BIENESS/.145.0002.06 Materiales de escritorio 30.0002.15 Materiales de Impresin 40.0002.21 Equipos, mdulos y componentes 75.00

03.00SERVICIOSS/.300.0003.01 Pasajes y viticos 50.0003.15 Publicaciones100.0003.16 Impresiones 50.0003.27 Servicios No Personales100.00

CUARTA ETAPA02.00BIENESS/.245.0002.06 Materiales de escritorio 60.0002.15 Materiales de impresin150.0002.21 Equipos, mdulos y componentes 35.00

03.00SERVICIOSS/.300.0003.01 Pasajes y viticos 50.0003.15 Publicaciones100.0003.16 Impresiones100.0003.27 Servicios No Personales 50.00

XII. INDICE TENTATIVO DE LA TESIS1. INTRODUCCION 1.1OBJETIVOS2. CAPITULO I: AMBULANCIAS Y LA CONGESTION 2.1AMBULANCIAS EN EL PER 2.2CONGESTION VEHICULAR 2.3TIEMPO OBJETIVO DE LLEGADA 2.4ESTADISTICAS3. CAPITULO II: PROTOCOLO IEEE 802.15.4 2.1PROTOCOLO IEEE 802.15.4 NORMAS 2.2TOPOLOGIAS DEL PROTOCOLO 2.3MODULACIN 2.4VENTAJAS Y DESVENTAJAS4. CAPITULO III: INTERNET DE LAS COSAS 4.1DEFINICION 4.2APLICACIONES COMUNES 4.3CAPAS DE RED 4.4SERVIDORES Y CPE5. CAPITULO IV: ARDUINO Y SEEEDUINO 5.1ARDUINO Y SEEEDUINOPRINCIPALES MODELOS 5.2CODIGO DE PROGRAMACION 5.3PLATAFORMA DEL PROGRAMADOR 5.4DRIVERS Y SOFTWARE6. CAPITULO V: DISEO DE EL SISTEMA YHWH 6.1CANTIDAD DE NODOS A USAR 6.2CODIGO DESARROLLADO 6.3VELOCIDAD Y PRESICION 6.4ESPECTRO DE FRECUENCIAS

7. CAPITULO VI: EVALUACIN DE LOS DATOS 7.1ESTADISTICAS DEL SISTEMA 7.2CALIDAD DEL ENLACE 7.3DIFICULTADES 7.4PROBABILIDAD DE ERROR DE TRANSMISION8. CONCLUSIONES9. RECOMENDACIONES10. BIBLIOGRAFIA11. ANEXOS Y APENDICE