Forudsigelse af traktorvæltning ved hjælp af en hoppeboldmodel kan redde landmændenes liv

I 2016 417 landmænd og landarbejdere døde af en arbejdsrelateret skade i USA, og 312 i Japan, ifølge Centers for Disease Control and Preventions 2018 landbrugssikkerhedsrapport. Væltetraktorer er den største dødsårsag for landmænd over hele verden.

For at reducere antallet af væltede traktorer, forskere i Japan har udviklet en model til at forstå de forhold, der fører til, at en traktor vælter. De baserede deres model på en usandsynlig kilde:En model, der bruges til at forstå uforudsigeligheden af ​​en hoppende bold.

Undersøgelsen blev offentliggjort i det trykte nummer af Biosystemteknik i juni.

"Da de fleste landbrugstraktorer ikke har affjedringssystemer, der kan opstå voldsomme vibrationer i traktoren, og hjulene afviger nogle gange fra jorden i det, der kaldes et 'hoppende' fænomen, " sagde Kenshi Sakai, professor i miljø- og landbrugsteknik ved Institute of Agricultural Science ved Tokyo University of Agriculture and Technology (TUAT). "Standardmodeller af landbrugstraktorer har ikke taget højde for denne hoppende proces."

Hoppende bliver særligt alvorlige, når traktorer kører på stejle skråninger, såsom fra en rismark til en gårdvej, ifølge Sakai. Hvis vejen hælder mere end 18 grader, risikoen for, at hjulene forlader vejen, øges markant. Hvis forhjulene forlader vejen, traktoren hopper og kan få baghjulene til at forlade vejene, såvel, fører til væltning.

Ved at bruge det samme dynamikmodelleringssystem til at forstå, hvordan en bold hopper op fra en overflade og vender tilbage til en overflade, forskerne undersøgte, hvordan en traktor kunne reagere på forskellige hoppescenarier gennem computersimuleringer. De kørte også simuleringer baseret på flere virkelige ulykker, der fandt sted i Japan.

Forskerne fandt ud af, at hoppende traktorer opfører sig på samme måde som hoppende bolde:på en ikke-lineær måde. Ifølge Sakai, uforudsigeligheden skal tages i betragtning i adfærdsdynamikmodellering for at forudsige, hvordan et køretøj kan reagere og, til sidst, inkorporer en løsning for at kompensere for hoppet for at forhindre væltning.

"For at beskrive så alvorlige, voldelig og uventet dynamikadfærd, der forekommer i landbrugstraktorer og køretøjer, det er vigtigt at implementere hoppeprocessen i modellen, " sagde Sakai. "Vores foreslåede model kunne være et nyt paradigme inden for landbrugstraktormodellering."

"Vi udvider den foreslåede traktor hoppende model til at beskrive de fleste af de typiske tilfælde af væltningsulykker, " Sagai sagde. "Vores ultimative mål er at udvikle en landbrugstraktor køresimulator, som kan realisere sådanne alvorlige ulykker i virtuelt rum til træning og uddannelse for at reducere dødsulykker forårsaget af landbrugstraktorer.