Metodi di simulazione per la ricostruzione degli incidenti stradali

1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009
8Anno<
200000
250000
300000
350000
400000
8N° incidenti <
 
 Tab. 1-1: Incidenti, morti e feriti nel periodo 1991-2001 
ANNO Incidenti Morti Feriti 
1991 170.702 7..498 240.688 
1992 170.814 7434 241.094 
1993 153.393 6.645 216.100 
1994 170.679 6.578 239.184 
1995 182.761 6.512 259.571 
1996 190.068 6.193 272.115 
1997 190.031 6.226 270.962 
1998 204.615 6.342 293.842 
1999 219.032 6.633 316.698 
2000 211.941 6.410 301.559 
2001 235.142 6.682 334.679 
 Fonte: ISTAT  
 
A partire dai dati rilevati dall’Istat, si ottengono i seguenti diagrammi indicanti l’andamento 
tendenziale del numero di incidenti, morti e feriti ricavati attraverso interpolazione polinomiale con 
il programma Mathematica: 
 
 
 
 
 
 
Fig. 1-1: Andamento tendenziale del numero di incidenti 
1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009
8Anno<
7000
8000
9000
10000
11000
8N° morti<
 
 Fig. 1-2: Andamento tendenziale del numero di morti 
 
 
 
1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009
8Anno<
250000
300000
350000
400000
450000
500000
550000
8N° feriti<
 
 Fig. 1-3: Andamento tendenziale del numero di feriti 
 
Si evince come, al termine dell’attuale decennio, i costi umani e sociali dovuti agli incidenti stradali 
saranno difficilmente sostenibili. 
Gli incidenti stradali comportano la perdita di vite umane e invalidità permanenti o temporanee che 
si traducono anche in ingenti costi per la società, assorbendo ampie quote delle risorse del Sistema 
Sanitario Nazionale. 
Quantificando i costi sociali dovuti ai sinistri, le voci di spesa relative all’anno 2000, desunte da 
un’indagine ISTAT-ACI, sono riportate, a titolo esemplificativo, nella seguente tab.2-1. La 
distribuzione territoriale di tali voci non è uniforme, dipendendo in larga parte dalla qualità delle 
infrastrutture presenti e dall’intensità dei flussi di traffico che le interessano. Si è potuto constatare, 
infatti, che la provincia caratterizzata dalle condizioni di sicurezza stradale meno soddisfacenti 
presenta un rischio-incidenti 14 volte superiore rispetto a quello della provincia con il più alto 
livello di sicurezza.  
 
Tab. 1-2: Costi sociali degli incidenti stradali – Anno 2000 (in miliardi di lire) 
Deceduti 7.857 
Inabilità permanente 5.199 
Mancata 
produzione 
presente e 
futura 
Infortunati 
Inabilità temporanea 3.639 
Danno morale ai congiunti dei deceduti 6.645 
Per invalidità gravi 1.581 
Valutazioni 
delle voci di 
danno alla 
persona 
Danno biologico 
Per invalidità permanenti 1.687 
Spese ospedaliere e di pronto soccorso 777 
Costi sanitari 
Spese per riabilitazione 22 
Danni materiali 19.768 
Costi giudiziari 170 
Spese per assicurazione R.C.A. 4.461 
Polizia Stradale 1.035 
Carabinieri 1.035 
Polizia 
Municipale 
888 
Danni materiali 
e altri costi 
Costi 
amministrativi 
Spese per rilievo 
inidenti stradali 
Vigili del Fuoco 136 
Totale 54.901
Fonte: ISTAT  
 
Gli incidenti stradali che usualmente accadono sono provocati, nella quasi totalità dei casi, 
dall’inosservanza delle norme comportamentali da parte dei conducenti. Le attuali infrastrutture, 
salvo rare eccezioni, consentono, infatti, di viaggiare entro i limiti di sicurezza se utilizzate 
conformemente alle prescrizioni di legge. La seguente tabella, relativa all’anno 1999, illustra come 
tali norme siano ampiamente disattese: 
 
 
Tab. 1-3: Circostanze cause di incidenti stradali nell’anno 1999 
Incidenti 
CIRCOSTANZE PRESUNTE 
Numero % 
Morti Feriti 
Procedeva con guida distratta o 
andamento indeciso 
38.895 17,8 1.151 56.435 
Procedeva con eccesso di velocità 26.770 12,2 1.430 40.437 
Per inconvenienti di circolazione 
concomitanti 
26.320 12,0 778 40.241 
Procedeva senza mantenere la 
distanza di sicurezza 
25.032 11,4 323 38.067 
Procedeva senza rispettare il segnale 
di dare precedenza 
12.571 5,7 107 18.000 
Procedeva senza dare la precedenza 
al veicolo proveniente da destra 
11.674 5,3 62 16.765 
Procedeva senza rispettare lo stop 11.581 5,3 144 16.868 
Procedeva contromano 6.329 2,9 421 10.491 
Attraversava la strada 
irregolarmente 
4.380 2,0 219 4.984 
Altri 55.480 25,3 1.996 74.293
Totale 219.032 100,0 6.633 316.581 
Fonte: ISTAT  
 
Il fattore umano è, pertanto, alla base mediamente del 90% dei sinistri con gravi conseguenze. Data 
la rilevante incidenza del comportamento umano sulle cause che provocano un incidente stradale, è 
di fondamentale importanza disporre di strumenti conoscitivi che possano essere, principalmente in 
sede giudiziaria, un valido supporto al tecnico ricostruttore chiamato, in qualità di C.T.U. 
(Consulente Tecnico d’Ufficio) o di C.T.P. (Consulente Tecnico di Parte), a ricostruire la dinamica 
dell’incidente, risalendo alla successione di avvenimenti che ne è stata causa e fornendo così 
all’autorità giudiziaria o alla parte una solida base tecnica su cui costruire una sentenza o un ricorso. 
 
 
Attività dell’ingegnere ricostruttore. 
Il lavoro dell’ingegnere incaricato di ricostruire la dinamica di un sinistro consiste nell’acquisire 
tutti i possibili dati a disposizione per poi poter applicare gli opportuni modelli fisico-matematici e 
stabilire cause e responsabilità. Già nella fase preliminare si riscontrano le prime difficoltà: le 
informazioni inizialmente disponibili riguardano la posizione finale assunta dai veicoli dopo l’urto 
ed eventuali tracce da essi lasciate sulla sede stradale o su infrastrutture ed oggetti circostanti. Tali 
misure non sono tuttavia esenti da incertezze essendo rilevate, nella maggior parte dei casi, subito 
dopo il verificarsi dell’incidente in condizioni ambientali molte volte avverse. E’, peraltro, 
sconsigliabile fare affidamento su eventuali testimonianze data la scarsa attendibilità di testimoni o 
protagonisti del sinistro: quando non volutamente inesatte e fuorvianti a causa degli interessi 
economici in gioco, tali dichiarazioni sono rilasciate da persone emotivamente colpite o non in 
possesso della sufficiente cultura tecnica per quantificare le indicazioni in questione. 
Partendo da queste premesse, il lavoro del tecnico ricostruttore si presenta, quindi, di difficile 
soluzione. Ciò che si richiede alla perizia tecnica non è, tuttavia, la quantificazione esatta delle 
grandezze fisiche (tipicamente la velocità) atte a valutare eventuali responsabilità. Per giudicare il 
comportamento tenuto da un automobilista, infatti, è sufficiente stabilire se la condotta di marcia sia 
stata tale da comportare un mancato rispetto delle norme sulla circolazione. A tal fine, nella 
maggior parte dei casi, è sufficiente una stima delle grandezze in gioco e non un’esatta 
determinazione. L’ingegnere incaricato dello studio del sinistro ha così più ampi margini di 
movimento nell’applicare modelli che, per essere formulati, devono necessariamente basarsi su 
determinate semplificazioni ed approssimazioni. 
La base teorica degli studi condotti nel campo dell’infortunistica stradale è il modello impulsivo 
basato sul principio della conservazione della quantità di moto. L’urto fra due veicoli può, in sede di 
prima approssimazione, essere considerato, infatti, come un fenomeno che si manifesta 
istantaneamente. L’interazione fra i mezzi interessati alla collisione avviene in un intervallo di 
tempo estremamente ridotto (ordinariamente 0,1 s) durante il quale le forze scambiate sono molto 
maggiori di quelle esercitate esternamente al contesto dell’incidente. Queste valutazioni permettono 
di poter considerare l’insieme dei veicoli coinvolti nell’impatto come un sistema isolato. La 
rilevante approssimazione insita nel modello impulsivo consiste nel trascurare lo scambio di energia 
che avviene durante la fase dell’urto e che si traduce in una deformazione reciproca. Considerando i 
veicoli come corpi rigidi, il metodo impulsivo sarebbe esente da approssimazioni se, per assurdo, i 
mezzi che vengono a contatto fossero infinitamente rigidi e già deformati. 
L’uso delle tecnologie informatiche ha consentito l’applicazione delle conoscenze teoriche ai casi 
reali sfruttando la velocità dei moderni calcolatori. Il loro impiego riguarda non solo la 
determinazione di risultati numerici derivanti dal modello fisico-matematico adottato, ma investe 
ormai ogni fase della procedura ricostruttiva di un incidente stradale. La fase di calcolo è, infatti, 
preceduta dall’acquisizione delle informazioni e seguita dalla rappresentazione visiva dei risultati 
ottenuti. Sono, pertanto, stati sviluppati softwares   atti ad agevolare ogni fase dell’attività peritale 
che, ordinariamente, si articola secondo i seguenti punti: 
1. Acquisizione delle misure eseguite sul luogo del sinistro riguardanti l’ubicazione terminale 
dei veicoli coinvolti, le eventuali tracce che gli stessi hanno lasciato sulla sede stradale e 
sulle infrastrutture circostanti e l’individuazione del punto d’urto (posizione sulla sede 
stradale in corrispondenza della quale si presume che i veicoli siano entrati in contatto). Tali 
valori, tipicamente rilevati dagli organi di Polizia intervenuti subito dopo l’incidente, sono, 
in un secondo momento, integrati da più accurate misure plano-altimetriche condotte in 
proprio. 
2. Realizzazione di un adeguato supporto fotografico rappresentativo dello stato dei luoghi e 
delle cose. 
3. Rappresentazione grafica del luogo teatro del sinistro e degli elementi conseguiti al punto 1. 
mediante planimetria in scala. 
4. Applicazione delle leggi e dei modelli che si ritengono più adeguati alla risoluzione del caso 
oggetto di studio. Al termine di tale fase sarà possibile giungere a risultati che consentano di 
dare risposta ai quesiti posti al tecnico ricostruttore dall’organismo che ne ha commissionato 
l’indagine, ordinariamente l’autorità giudiziaria. 
5. Presentazione dei risultati ottenuti nel modo più direttamente comprensibile per chi li dovrà 
successivamente acquisire. 
L’impiego del supporto informatico, pur potendo agevolare l’attività d’indagine in ogni sua 
fase, richiede opportune attenzioni. Il loro pedissequo utilizzo non è, infatti, garanzia di risultati. 
L’uso dei softwares in commercio è vincolato al rispetto di precise condizioni iniziali relative 
alla modalità di svolgimento dell’incidente. 
 
 
 
 
Panoramica sulle tipologie di programmi maggiormente impiegati. 
Nell’ambito dell’infortunistica stradale sono numerosi i soggetti interessati all’utilizzo delle più 
moderne tecnologie informatiche: agenzie governative per fini statistici o legislativi, case 
costruttrici di veicoli per migliorare costantemente gli standard di sicurezza, compagnie assicuratrici 
e autorità giudiziarie per risalire alle cause e stabilire le responsabilità. 
I softwares destinati a questo particolare impiego furono inizialmente studiati nei primi anni ’70 
negli Stati Uniti [2, 3, 4] ed utilizzati principalmente dagli stessi sviluppatori a scopo di ricerca. 
L’avvento del personal computer nel decennio successivo ha permesso la diffusione di tali risorse 
agli organismi interessati a questa disciplina. Le risorse di calcolo attualmente disponibili 
consentono un totale supporto all’attività di chi è interessato allo studio dell’infortunistica stradale. 
Proprio perché la possibile utenza si è, di conseguenza, estesa comprendendo categorie non 
potenzialmente dotate della sufficiente cultura tecnico-scientifica, diventa rilevante il rischio di un 
uso improprio di tali strumenti, data anche la loro sempre crescente varietà e disponibilità sul 
mercato.  
Possono essere individuate quattro principali tipologie di programmi impiegati nel campo 
dell’infortunistica stradale:  
1. Fotogrammetria; 
2. CAD e grafica; 
3. Dinamica del veicolo; 
4. Dinamica e simulazione dell’impatto [5]. 
Alla base di un corretto impiego di qualsiasi risorsa software, è fondamentale che ci sia sempre il 
rispetto delle condizioni previste per l’utilizzo del singolo programma. L’accuratezza 
dell’acquisizione dei dati iniziali che dovranno poi essere elaborati è un altro requisito in ogni caso 
indispensabile.  
 
1. Fotogrammetria 
Tale procedimento consiste nell’elaborazione digitale bidimensionale di immagini fotografiche che 
permette di trasformare in pianta la rappresentazione prospettica dei luoghi. In questo modo è 
sempre possibile ricavare misure dalla scena dell’incidente senza che sia necessario il rilievo fisico 
sul luogo stesso. L’applicazione di tale tecnica permette, inoltre, di evitare il blocco della 
circolazione altrimenti necessario per il rilevamento delle misure sul posto. Le informazioni assunte 
digitalmente possono poi essere rese disponibili per i programmi di elaborazione grafica della scena 
del sinistro e per i programmi di ricostruzione della dinamica dello stesso.  
Di seguito è fornita una panoramica su questo tipo di software: 
 
SVS – Skymax Vision System 
Skymax DG s.c.r.l. (Italia) 
www.skymax-dg.com/svs.html 
Suite sviluppata da un’azienda italiana adatta a rilevare scene anche molto complesse. I punti 
campionati e le relative distanze possono essere esportati in formati compatibili com altri 
programmi, ad esempio, Autocad, per produrre planimetrie e mappe. E’ possibile inoltre generare 
un modello tridimensionale dello scenario. Un apposito modulo permette di creare un documento 
finale dei risultati ottenuti. 
 
PoliceMap 
Menci Software s.r.l. (Italia) 
www.menci.com/policemap.htm 
Il programma permette di realizzare il rilievo geometrico del luogo dell’incidente ottenendone come 
risultato finale una dettagliata rappresentazione in formato CAD.  Il sistema prevede l’uso di una 
macchina fotografica digitale che viene calibrata automaticamente all’interno del software. 
Un’apposita sagoma metrica di riferimento consente, inoltre, di definire la posizione nello spazio 
tridimensionale in modo da passare direttamente dalla ripresa fotografica alla definizione delle 
distanze al computer evitando i rilievi sul posto. Grazie ad appositi database, l’incidente viene 
opportunamente posizionato nella cartografia nazionale. 
 
 
2. CAD e grafica. 
Questa categoria di programmi permette la fedele rappresentazione dello scenario in cui si è svolto 
l’incidente. A partire dal materiale fotografico opportunamente acquisito, è possibile riprodurre 
l’ambiente circostante all’impatto riportando l’andamento delle tracce rilevate sulla sede stradale o 
sulle infrastrutture adiacenti. La fedeltà della raffigurazione ottenuta in questo modo favorisce la 
precisione dei calcoli che successivamente verranno eseguiti e la comprensione da parte di chi 
dovrà acquisire e valutare il lavoro svolto dal tecnico ricostruttore. 
Segue un elenco di questa tipologia di programmi. 
 
 
 
 
Map Scenes 
MicroSurvey Software Inc. (Canada) 
                                         www.mapscenes.com 
ƒ Rappresentazione tridimensionale; 
ƒ Animazione da ogni prospettiva in 2D e 3D con possibilità di raffigurare il punto di vista 
delle persone coinvolte nell’incidente; 
ƒ 7000 simboli inseribili; 
ƒ Database di veicoli. 
 
VS Investigator 
VS Visual Statement (Canada) 
www.visualstatement.com 
Suite composta dai seguenti moduli: 
ƒ Modulo grafico per la ricostruzione, in 2D e 3D, dello scenario in cui si è svolto l’evento 
oggetto di studio; 
ƒ Modulo per fotogrammetria; 
ƒ Modulo per la ricostruzione della dinamica dell’incidente; 
ƒ Modulo per la raccolta delle informazioni iniziali. 
 
The Cad Zone 
The Cad Zone (USA) 
www.cadzone.com 
A partire dai dati raccolti sul luogo, un apposito wizard permette l’importazione delle informazioni 
e la creazione guidata della scena bidimensionale che può essere sviluppata in 3D con un modulo 
aggiuntivo. 
 
Autosketch 
Autodesk (USA) 
www.autodesk.com 
Non espressamente creato per l’infortunistica stradale, permette di ricostruire graficamente qualsiasi 
scenario grazie ad un procedimento guidato ed alla disponibilità di un’ampia libreria di simboli e di 
effetti tridimensionali. 
 
 
 
 
 
3D Eye Witness 
Design Ware Inc. (USA) 
www.designwareinc.com 
A partire dai rilievi condotti sul posto e da una rappresentazione bidimensionale di massima, è 
possibile ricostruire lo scenario tridimensionalmente e, grazie ad un apposito modulo, ricreare la 
scena oggetto di studio e presentarla attraverso i diversi punti di vista. 
 
3. Dinamica del veicolo. 
Tali programmi sono impiegati per analizzare il comportamento di un veicolo a fronte di 
determinate accelerazioni, frenate, sterzate e sollecitazioni in generale. Attraverso questi supporti si 
è in grado di risalire ai motivi che possono aver causato un’eventuale perdita di controllo del mezzo 
da parte del conducente ed analizzarne, più in generale, il comportamento. E’ altresì possibile 
valutare quale influenza possano esercitare sulle proprietà dinamiche del mezzo variazioni dei 
coefficienti di attrito, della distribuzione dei pesi, delle dimensioni. 
Nell’ambito dell’infortunistica stradale, l’uso tipico di tali programmi riguarda i due seguenti punti:  
 ξ  rappresentazione del comportamento del veicolo conseguente a variazioni improvvise delle 
caratteristiche di marcia;  
 ξ  determinazione delle velocità di separazione immediatamente dopo il contatto in modo da 
poter più accuratamente valutare l’evoluzione post-urto dei mezzi. 
 In fase preventiva, invece, questi softwares permettono di ricostruire il modo in cui è possibile 
eseguire determinate manovre di emergenza non superando i limiti fisici del veicolo.  
Questi programmi solitamente assumono che i veicoli marcino su una superficie orizzontale piana; 
le variazioni altimetriche potrebbero essere comunque simulate cambiando opportunamente i 
coefficienti di attrito. Tali limitazioni, in ogni caso, collocano i softwares di simulazione della 
dinamica del veicolo più nell’ambito della ricerca tecnologica che in quello della ricostruzione di 
incidenti. L’uso di un programma di questo genere, inoltre, non è garanzia, da solo, del fatto che, 
effettivamente, i fatti si siano svolti così come ricostruito. Dovrebbero, quanto meno, essere 
eseguite più simulazioni variando di volta in volta le grandezze che si ritengono non quantificabili 
con certezza per ottenere un intervallo di possibili valori dei parametri ignoti. 
I programmi dedicati alla dinamica dei veicoli sono, in gran parte, basati sul modello multibody 
(Multi-Body-Systems MBS) considerando, cioè, il corpo oggetto di studio costituito da più elementi 
rigidi ed elastici connessi fra loro da molle, smorzatori e giunti sferici o trasversali. Sfruttando 
questo particolare formalismo, il programma è così in grado di risolvere le equazioni del moto 
ottenendo risultati che possono, successivamente, essere rappresentati da opportuni moduli grafici. 
Si elencano di seguito alcuni di questi programmi attualmente in commercio. 
 
CarSim 
Mechanical Simulation Corporation (USA) 
www.carsim.com 
Adatto alla simulazione e all’analisi del comportamento di automobili, S.U.V., autocarri leggeri, 
con e senza rimorchio. Interfaccia grafica semplificata per agevolare l’utente. E’ possibile definire i 
veicoli e le loro proprietà semplicemente quantificando determinati parametri facilmente misurabili. 
E’ incluso un database da cui attingere rapidamente informazioni sui veicoli. Un’apposita funzione 
di animazione consente di vedere i veicoli in moto da qualsiasi punto di vista. 
 
ArcSim 
Automotive Research Center University of Michigan (USA) 
www.umtri.umich.edu/erd/software/arcsim.html 
Sviluppato dall’Università del Michigan, integra diversi moduli per ottenere la simulazione del 
comportamento di un trattore stradale a sei assi analizzandone, in dettaglio, le capacità di frenata e 
maneggevolezza. Il programma è in grado di simulare, sia su superfici piane che inclinate, la 
risposta del veicolo a condizioni di frenata o sterzata imposte arbitrariamente dall’utente. Un 
modulo di stampa e di animazione permette la rappresentazione visiva dei risultati ottenuti. 
 
Adams/Car Vehicle Dynamics 
MSC Software (USA) 
www.mscsoftware.com 
Modulo della suite Adams/Car, consente di assemblare virtualmente un veicolo e di testarne le doti 
dinamiche a fronte di test standard eseguiti solitamente nella realtà. Combinato con altri moduli 
della stessa suite relativi alla modellazione di sospensioni e pneumatici ed alla rappresentazione 3D, 
permette di ottenere una completa visione del comportamento dinamico delle seguenti tipologie di 
veicoli: automobili, autocarri, autobus, veicoli militari. 
 
Working Model 
MSC Software (USA) 
www.workingmodel.it 
Consente, in generale, la simulazione e l’analisi cinematica e dinamica di sistemi meccanici 
complessi riconoscendo automaticamente le condizioni di collisione fra due corpi. Le grandezze 
misurate possono essere modificate contemporaneamente allo svolgimento della simulazione e il 
loro andamento è indicato numericamente e graficamente. 
 
4. Dinamica e simulazione dell’impatto. 
I programmi appartenenti a questa categoria sono i più attinenti all’attività di ricostruzione della 
dinamica di un incidente stradale. Sono solitamente utilizzati per studiare le collisioni fra veicoli e 
fra veicolo e ostacolo rigido. Lo scopo fondamentale dell’uso di questi softwares consiste nel 
determinare le velocità d’impatto e la differenza vettoriale fra la velocità iniziale e quella finale 
(“Delta-V”) dei mezzi eseguendo, rapidamente, un elevato numero di calcoli. Il secondo dato, in 
particolare, è indicativo delle decelerazioni sviluppatesi durante la collisione. Dal confronto fra 
l’entità del V
G
 ∋ e le lesioni riportate dagli occupanti si può desumere il livello di protezione del 
veicolo.  
“Il ∋V di un incidente è analogo ad una dose di veleno. Maggiore è la dose e più probabile 
sarà la morte o l’infermità. Ma, così come si possono vaccinare persone o animali per 
permettere loro di sopravvivere a maggiori dosi di veleno, allo stesso modo si possono 
progettare veicoli in grado di resistere a più elevati ∋V. Dalla stima del ∋V si può valutare 
l’efficacia con cui un veicolo resiste agli urti e protegge gli occupanti” [6]. 
 I dati inseriti dall’utente come input possono essere modificati per valutarne l’influenza sui risultati 
finali. Questa logica di funzionamento what-if permette una notevole versatilità d’impiego. 
L’utilizzo di tali risorse è, però, subordinato al rispetto di precise limitazioni imposte dalla logica di 
funzionamento. Non è possibile, quindi, un impiego indiscriminato con qualsiasi scenario si 
presenti, ma le modalità di svolgimento dell’incidente devono rientrare in determinati canoni per 
poter essere efficacemente ricostruite.