Galante, Francesco (2008) ANALISI DI SOLUZIONI PER LA SICUREZZA STRADALE CON L’AUSILIO DI UN SIMULATORE DI GUIDA. [Tesi di dottorato] (Inedito)

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Abstract

I simulatori di guida sono degli strumenti ormai diffusamente utilizzati dalle case automobilistiche e dai centri universitari, perché permettono di condurre i test in sicurezza, a costo relativamente basso e in condizioni controllate e ripetibili. Per questo motivo si rivelano particolarmente adatti anche per gli studi sulle condizioni psico-fisiche del conducente. Il livello di fedeltà nella ricostruzione della realtà raggiunto dai simulatori di guida ha consentito un loro impiego sempre maggiore sia nell’ambito della ricerca sia pura che applicata al campo produttivo fino a trasformarli in uno strumento fondamentale per la comprensione delle interazioni conducente-veicolo-strada. Il simulatore viene, infatti, preferito alle normali prove su strada perché presenta molti vantaggi tra cui: controllo dell’ambiente di prove e delle condizioni a contorno, efficienza, minor costo e maggiore facilità di gestione dei dati in opportuni database; in particolare il controllo degli esperimenti è sicuramente il maggiore dei vantaggi dei simulatori perché possono essere monitorate diverse variabili che non sarebbe facile controllare ed acquisire su strada. Un altro importante vantaggio dei simulatori è rappresentato dalla ripetitività degli esperimenti: la strada infatti viene riprodotta più o meno fedelmente, ma comunque è sempre la stessa per tutte le prove con i diversi tester; con una prova reale, su strada, una condizione di questo tipo non si potrebbe ottenere perché le caratteristiche della strada e le condizioni dell’ambiente in cui si svolgono le prove tendono a variare in modo casuale. Questa possibilità di riprodurre la stessa situazione un numero comunque elevato di volte, permette di valutare situazioni che nella realtà si verificano raramente consentendo quindi una consistente raccolta di dati altrimenti impossibile. Il simulatore consente, inoltre, per quanto precedentemente detto, di usare un minor numero di tester, con riduzione dei costi e dei tempi. A conferma di quanto detto, in questo lavoro sono stati curati i diversi aspetti metodologici e applicativi della simulazione di guida. L’interesse è stato rivolto alla sicurezza stradale e, quindi, all’uso del simulatore di guida nello studio del comportamento di guida sia in situazioni ad alto rischio per il guidatore che nella fase di progettazione e/o di utilizzo di dispositivi rivolti a migliorare la sicurezza stradale. Un primo problema affrontato riguarda la reazione dei guidatori a messaggi forniti tramite un pannello a messaggio variabile (PMV), in condizione di emergenza. La sperimentazione è stata effettuata utilizzando tre diversi scenari in galleria: uno senza PMV, il secondo con PMV e l’ultimo con PMV più una frusta che indicava il rifugio d’emergenza. Tali scenari sono stati creati dal dottorando e la condizione di emergenza è rappresentata da un incendio in galleria. I risultati ottenuti hanno evidenziato un buon realismo della simulazione di guida, infatti nello scenario senza pannello si sono osservati comportamenti simili a quelli riscontrati nella realtà ed una maggiore complance dei guidatori nei confronti dell’ultimo sistema di segnalazione simulato. E’ palese che tale studio poteva essere effettuato esclusivamente in un ambiente di guida simulato, per ovvio motivi di sicurezza. La seconda tematica, sempre in merito al comportamento dei guidatori, riguarda il comportamento degli utenti in presenza di sistemi di delimitazione delle curve e di sistemi luminosi sequenziali (“fruste luminose”). Anche in questo caso tutti i soggetti hanno affrontato una situazione sperimetale perfettamente identica (condizioni ambientali e stradali, traffico, caratteristiche meccaniche del veicolo, etc.) ciò è possibile solo utilizzando il simulatore di guida. Relativamente ai trattamenti studiati, si è osservato una maggiore efficacia del sistema combinato in termini di riduzione della velocità di inserimento in curva. Nessuno dei dispositivi, individualmente o in modalità combinata, sembra influenzi in maniera significativala posizione laterale che i guidatori mantengono in curva. Per quanto riguarda l’utilizzo del simulatore nella progettazione e/o l’utilizzo di dispositivi su strada è ha effettuato uno studio sul comportamento dei guidatori, in termini di velocità, nel passaggio dall’ambito extraurbano a quello urbano. In questa sede è stato possibile valutare dispositivi di moderazione del traffico combinati a porte d’accesso non ancora esistenti. E’ quindi evidente che il simulare può essere utilizzato non solo per effettuare una semplice scelta tra diverse alternative progettuali, ma direttamente nella fase progettazione delle alternative stesse. I risultati, ottenuti dai confronti tra dati reali e simulati di velocità, indicano che il sistema di simulazione (VERA) è in grado di valutare gli effetti di sistemi infrastrutturali sul comportamento di guida dei guidatori ed è una alternativa valida, sicura ed economica agli studi su strada. Infine, un ultimo studio, riguarda lo sviluppo di un modello per la restituzione delle vibrazioni dovute alle irregolarità distribuite della pavimentazione stradale. In tale fase è stato affrontato e risolto l’inconveniente presente nei simulatori di guida, dove le vibrazioni non sono fornite, e si ha quindi la sensazione di guidare sulla “seta” con l’effetto non trascurabile sulle sensazioni percepite dal guidatore, rendendole talvolta poco realistiche. Dopo un’analisi esaustiva del problema è stato implementato un “Full Car model” non lineare a sette gradi di libertà. Il modello implementato è in grado di fornire al guidatore vibrazioni uguali a quelle reali in un range di 0-9 Hz (range di sensibilità dell’organismo umano), ed ha superato una prima verifica di tipo “sensazionale” con un panel di esperti europei in simulazione di guida. Inoltre, i risultati di una sperimentazione condotta su 10 soggetti con diversi valori di IRI ha evidenziato una reale influenza del valore dell’irregolarità sul comportamento dei soggetti alla guida del simulatore, specialmente sulla scelta della velocità. Il modello è, quindi, fondamentale per incrementare la percezione della velocità e quindi il realismo del comportamento di guida al simulatore.

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