Analisi e profilazione dell'usura dei veicoli e della superficie stradale con box telematiche

Considering new trends in the automotive sector, the estimation of vehicle wear is a factor of extreme interest especially in some areas of application, such as car sharing. In this context the estimation of vehicle wear is useful for assessing the health status of the fleet and for creating proper pricing policies. The study of wear was carried out considering the vertical and longitudinal dynamics separately. As regards vehicle wear associated with vertical dynamics, the Vehicle Vertical Wearing Index (VVWI) has been defined. It is a qualitative index of vertical wear based on the variance of vertical acceleration as it describes vertical stresses. The approach used for VVWI calculation is particularly interesting both for the simplicity of implementation, since it does not require any default parameter, and for the ease of interpretation. However, in order to achieve a quantitative result on vertical wear, a technique for road surface profiling has been developed. The road profile quality determines vertical stresses and therefore the degradation of the components linked to the vertical dynamics. Thanks to a frequency analysis, the RPQI (Road Profile Quality Index) has been defined, which is an index of road surface quality, independent from vehicle characteristics and longitudinal speed. This result is particularly significant with respect to the state of the art of road surface profiling methodologies and it can be used in future developments to quantitatively estimate the vertical wear of the vehicle. As for the vertical analysis, the longitudinal wear has been estimated through an evaluation of power and energy wastes. Considering that each waste of energy corresponds to an episode with a significant impact on vehicle wear, it has been possible to infer about wear by measuring unjustified energy variations. This approach led to the definition of eighteen longitudinal wear indexes. In order to simplify the evaluation of wear, an activity of dimensional reduction was carried out, thus passing from eighteen to two synthetic indexes, summarizing all the information in a two-dimensional space, which is easier to be interpreted. This result can be used to let the driver know the impact of his driving style in terms of wearing impact, thus helping him to improve.

Considerando i nuovi trend del settore automobilistico, la stima dell'usura dei veicoli rappresenta un fattore di estremo interesse soprattutto in alcuni ambiti di applicazione, come quello del car sharing. In questo contesto infatti, la stima dell'usura del veicolo può diventare uno strumento utile per valutare lo stato di salute della flotta e per creare apposite politiche di prezzo. Lo studio dell'usura è stato condotto considerando separatamente la dinamica verticale e longitudinale. Per quanto riguarda l'usura del veicolo associata alla dinamica verticale, è stato definito il Vehicle Vertical Wearing Index (VVWI), ossia un indice qualitativo dell'usura verticale basato sulla varianza dell'accelerazione verticale in quanto descrittiva delle sollecitazioni verticali. L'approccio utilizzato per il calcolo del VVWI risulta particolarmente interessante sia per la semplicità implementativa, poiché non necessita di alcun parametro da definire a priori, sia per la facilità interpretativa. Tuttavia, al fine di giungere ad un risultato quantitativo circa l’usura verticale, è stata sviluppata una tecnica per la profilazione del manto stradale. Infatti, la qualità del profilo stradale determina le sollecitazioni e quindi il degrado della componentistica legata alla dinamica verticale. L’approccio sviluppato, basato sull'analisi dei segnali nel dominio delle frequenze, ha permesso di definire il RPQI (Road Profile Quality Index), un indice di qualità del manto stradale, indipendente dalle caratteristiche del veicolo e dalla velocità longitudinale. Questo risultato è particolarmente significativo rispetto allo stato dell'arte delle metodologie per la profilazione del manto stradale e potrà essere utilizzato in futuri sviluppi per stimare quantitativamente l’usura verticale del veicolo. Per quanto riguarda invece l'analisi longitudinale, l'usura è stata stimata attraverso una valutazione degli sprechi di potenza ed energia. Considerando che ad ogni spreco di energia corrisponda un episodio ad impatto rilevante sull'usura del veicolo, è stato possibile inferire circa l'usura, misurando le variazioni energetiche non giustificate. Questo approccio ha portato alla definizione di diciotto indici di usura longitudinale. Al fine di semplificare la valutazione dell'usura, è stata condotta un'attività di riduzione di dimensionalità, passando così da diciotto a due indici riassuntivi, sintetizzando le informazioni degli indici in uno spazio bidimensionale di facile interpretazione. Questo risultato può quindi essere utilizzato per informare il guidatore sull'impatto che il suo stile d'uso sta avendo sul veicolo, aiutandolo così a migliorarsi.