11. Simulación aplicada a la seguridad en el transporte.pptx

Simulación para el transporte de carga

1. 11. Simulación aplicada a la seguridad Ingeniería de diseño automotriz

2. La seguridad vial es una preocupación global que afecta a todos los usuarios de las carreteras. Los accidentes de tráfico, muchas veces causados por la falta de experiencia o conocimiento en la conducción segura, pueden tener consecuencias devastadoras. Sin embargo, en la era de la tecnología y la inteligencia artificial, las simulaciones de seguridad vial con IA están emergiendo como una herramienta poderosa para formar conductores responsables y conscientes. En este tema, exploraremos cómo las simulaciones de seguridad vial están revolucionando la educación vial y ayudando a preparar a conductores para un futuro más seguro en nuestras carreteras.

3. Dentro de los cuatro niveles en que de forma habitual se engloba la definición de Seguridad Vial ( primario: medidas que tienden a evitar el accidente, secundario: acciones que pretenden suavizar las consecuencias del accidente, terciario: medidas de auxilio que tienden a aminorar las consecuencias del accidente , y cuaternario: acciones que tienden a reparar las consecuencias del accidente), la simulación se convierte en una herramienta fundamental a la hora de definir medidas –primario- y suavizar consecuencias –secundario, a través de su concepto de aplicación en tiempo real- relativas a la accidentabilidad.

4. La Seguridad Vial no es un concepto unidimensional sino una realidad compleja que solo resulta entendible enmarcada en cuatro niveles : • Primario: viene constituido por aquellas medidas que tienden a evitar el accidente ( p.e . instalación de mejoras en los sistemas de freno de los vehículos, buena formación de los conductores en orden de la observancia de las normas de circulación , mejora del trazado de las carreteras, etc .) • Secundario: lo constituyen las acciones que pretenden suavizar las consecuencias del accidente en el mismo momento en que éste se produce ( en el vehículo: cinturón de seguridad, “airbag”, etc. Por lo que se refiere a la vía, p.e . barreras de protección lateral).

5. • Terciario: está formado por todas las medidas de auxilio que tienden a aminorar las consecuencias del accidente, en una fase posterior. En rigor se diferencia del nivel secundario únicamente por el momento en que se producen. Su ejemplo más claro sería el establecimiento de un sistema de atención –y en su caso evacuación- a las víctimas de accidente . • Cuaternario: viene definido por aquellas acciones que tienden a reparar las consecuencias de los accidentes (indemnizaciones, medidas de recuperación de discapacidades ,. Etc .). La simulación juega un papel fundamental, tanto en la planificación de situaciones dirigidas a evitar situaciones de riesgo, como al tratamiento en tiempo-real e incluso, a través de modelos, realizar tareas de prognosis para estimar las situaciones de riesgo a corto plazo.

6. El Poder de la Experiencia Virtual   Las simulaciones de seguridad vial permiten a los conductores en formación experimentar situaciones de tráfico realistas en un entorno virtual controlado. Estas simulaciones ofrecen una experiencia de conducción práctica, sin los riesgos asociados con la práctica en carreteras reales. La IA y la tecnología de simulación avanzada se combinan para crear escenarios dinámicos y desafiantes que mejoran las habilidades de conducción y fomentan la conciencia de los riesgos en la carretera.

7. Beneficios de las Simulaciones de Seguridad Vial   1.  Seguridad : Una de las ventajas más notables de las simulaciones de seguridad vial es la seguridad inherente al entorno virtual. Los estudiantes pueden cometer errores sin consecuencias graves, lo que fomenta un aprendizaje seguro y efectivo. 2.  Variedad de Escenarios : La IA utilizada en estas simulaciones puede generar una amplia variedad de situaciones de tráfico. Desde condiciones climáticas adversas hasta escenarios de tráfico denso, los conductores en formación pueden familiarizarse con una amplia gama de situaciones, lo que mejora su preparación. 3.  Retroalimentación Personalizada : Las simulaciones de seguridad vial con IA ofrecen retroalimentación inmediata y personalizada a los conductores en formación. Esta retroalimentación ayuda a identificar errores y áreas de mejora de manera eficiente.

8. Evaluación de Riesgos con IA   La IA también se utiliza para evaluar y analizar datos de accidentes de tráfico, comportamientos de conducción y factores de riesgo. Estas evaluaciones ayudan a identificar patrones de riesgo y orientar la educación vial hacia áreas críticas. La IA puede identificar, por ejemplo, las intersecciones más peligrosas o las condiciones climáticas que aumentan el riesgo de accidentes . La evaluación de riesgos con IA es una herramienta innovadora que puede tener un gran impacto social. Sin embargo, también plantea algunos desafíos y limitaciones, como:

9. La calidad y la fiabilidad de los datos utilizados, que pueden estar incompletos, desactualizados o sesgados. La interpretación y la comunicación de los resultados, que pueden ser complejos o ambiguos. La responsabilidad y la ética en el uso de la IA, que debe respetar los principios de transparencia, equidad y privacidad . La evaluación de riesgos con IA es un campo en constante evolución que requiere una colaboración multidisciplinar entre expertos en informática, ingeniería, estadística, psicología, derecho, etc. Así se podrá aprovechar todo su potencial y garantizar su aplicación responsable y eficaz.

10. Impacto Cuando el software salva vidas ¿Qué sucede realmente durante un accidente de coche? ¿Cómo reacciona cada parte del coche? ¿Cuáles son los efectos específicos sobre los pasajeros? Para diseñar coches más seguros se necesita entender completamente los accidentes. Las simulaciones de software ayudan a descubrir los peligros más mortales y las soluciones más innovadoras y beneficiosas. Más de 30.000 personas mueren cada año en las carreteras estadounidenses. Demasiadas, pero mucho menos que hace una generación, gracias en gran medida a los cinturones de seguridad y el conocimiento adquirido a partir de simulaciones.

11. Los fallos simulados ayudan a los ingenieros a diseñar coches más seguros. Observe cómo el frente del coche se arruga y absorbe la mayor parte del impacto, protegiendo el compartimiento de pasajeros .

12. Computadoras vs. impactos El software puede simular el mundo real. Pero no puede reemplazar al mundo real. Así que los ingenieros de diseño de automóviles combinan información de accidentes virtuales y de accidentes reales. Las simulaciones permiten a los ingenieros explorar variadas opciones al principio del proceso de diseño. Pero las pruebas definitivas, la base para las calificaciones de seguridad, requieren impactar coches reales.

13. La comparación de resultados de simulaciones de choque con pruebas de choque reales mejora la precisión. Los ingenieros de software ajustan sus modelos en función de los resultados del mundo real. Los resultados de las pruebas de choque impactan las calificaciones de seguridad de un automóvil, una consideración importante para muchos compradores de autos. Las revisiones de Rave y los datos científicos en fuentes confiables, como Consumer Reports , pueden cambiar instantáneamente la perspectiva de los compradores sobre un automóvil.

14. Tecnología: Creación de un choque   virtual Crear un accidente de coche real es fácil (por desgracia). Pero, ¿cómo crear una simulación ? Una vez que los diseñadores han esbozado la forma básica de un automóvil, utilizan el método de elementos finitos (FEM) para modelar su forma trazando muchos puntos interconectados en la superficie del coche . El software entonces calcula cómo las fuerzas en un choque afectarían cada uno de esos puntos para determinar el resultado total del impacto.

15. Del concepto a la construcción Las simulaciones de software juegan un papel más allá de las pruebas de choque. Ellos tocan cada paso, desde el diseño y la ingeniería hasta la producción . Por ejemplo, los cálculos de dinámica de fluidos analizan la aerodinámica para mejorar la eficiencia del combustible. Las pruebas de rendimiento proporcionan retroalimentación a medida que evoluciona el diseño. Y la simulación del proceso de fabricación identifica maneras de aumentar la eficiencia o reducir el desperdicio. Para mejorar la economía de combustible, los fabricantes de automóviles tratan de reducir la resistencia al viento. Las simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) muestran cómo el aire se mueve alrededor de un objeto en movimiento, como este minivan, lo que permite a los diseñadores ajustar su forma.

16. Software De Simulación Hay muchos pasos en el diseño, pruebas y construcción de un coche seguro y elegante. El software juega un papel central en cada uno . Diseño El software de diseño asistido por ordenador (CAD) transforma las ideas en imágenes, mostrando cómo se verá el coche y creando un conjunto de datos que representa el coche . Ingeniería “de malla” Asistida por Computador Usando los datos de CAD, un ingeniero de método de elementos finitos (FEM) crea una “malla” gráfica, trazando cada parte del coche como un mosaico de pequeños polígonos llamados “elementos”. El software ensambla cada elemento individual en un modelo de malla completo y estructuralmente preciso del modelo del automóvil.

17. Impacto Simulado Finalmente, los ingenieros estrellan el coche en una barrera-virtualmente-usando el software de gran alcance para simular el efecto en cada elemento. El sistema muestra los resultados como una imagen en movimiento, que los ingenieros utilizan como guía para afinar el diseño. Las primeras simulaciones produjeron páginas de datos numéricos, que los ingenieros tuvieron que interpretar. Hoy en día, las potentes computadoras convierten estos datos en gráficos, permitiendo a los ingenieros ver imágenes en movimiento de los accidentes automovilísticos, simplificando enormemente su análisis de los resultados.

18. La primera simulación de accidente de coche de un importante fabricante de automóviles fue la prueba de Volkswagen de su coche Polo en 1986. La simulación tenía sólo 5.600 elementos. Hoy las simulaciones tienen millones de elementos . Los objetivos de las pruebas de impacto Los ingenieros quieren saber qué sucede con los coches durante los accidentes. Aún más, necesitan saber qué pasa con los pasajeros . Antes de las simulaciones por computadora, las pruebas de choque usaban animales, cadáveres … y voluntarios. Pero sólo hay mucho que puedes aprender de un cadáver. Y sólo puedes hacer mucho a un voluntario.

19. Los maniquíes de prueba de choque se usan para estudiar los efectos de los accidentes en los seres humanos. Maniquíes modernos contienen más de 200 sensores de datos utilizados por los ingenieros para anaylze impacto de un accidente en partes del cuerpo individuales. Desde la década de 1950, las maniquíes de pruebas de choque han evolucionado de un solo maniquí a familias enteras. Hoy en día, las maniquíes representan diferentes tamaños, pesos y alturas, proporcionando a los ingenieros resultados más precisos durante las pruebas de choque.