Design of an
electronic system for blocking public transport vehicles based on the
measurement of alcohol per liter of blood in drivers.
Cristhian Andr=
es
Villafuerte Haro. [1],
Silvia Catalina Villacís Torres. [2] &=
amp; Víctor Eduardo Villafuerte Har=
o. [3]
Recibido: 10-06-2019 / Revisado: 15-0=
7-2019
/Aceptado: 04-08-2019/ Publicado: 06-09-2019
The aim of this research work was to design an
electronic system for the blocking of public transport vehicles based on the
measurement of alcohol per liter of blood in drivers. For the development of
the system, an MQ-3 alcohol sensor was included that allowed measuring the
level of alcohol and an Arduino that is the brain of the device, coupled in=
a
structure, which was developed in SolidWorks and developed in a 3D printer.=
The
methodology used is of analytical approach since we start from a whole that=
in
this case are traffic accidents, in this way the causes that originated and
deductive were known because the hypothesis was linked to the results colle=
cted
from the execution of the device and synthetic since at the end of the test
bench and feasibility assessments conclusions and recommendations could be
issued. As a result, it was obtained that the measurement accuracy of the
electronic system is reliable for the measurement of alcohol in people and =
can
be implemented through national public policies that supported the developm=
ent of
the project. It is recommended to monitor urban public transport drivers in
terms of consumption of alcoholic beverages during their work days, to prot=
ect
the safety of users and other road actors.
Resumen.
El objetivo del presente trabajo de investigación =
fue
la de diseñar un sistema electrónico para el bloqueo de vehículos de transp=
orte
público basados en la medida de alcohol por litro de sangre en los conducto=
res.
Para el desarrollo del sistema se incluyó un sensor de alcohol MQ-3 mismo q=
ue
permitió medir el nivel de alcohol y un Arduino que es el cerebro del
dispositivo, acoplada en una estructura, la cual fue desarrollada en SolidW=
orks
y elaborada en una impresora 3D. La
metodología empleada es de enfoque analítico puesto que partimos de un todo=
que
en este caso son los accidentes de tránsito, de esta manera se conoció las =
causas
que lo originan y deductivo pues se vinculó la hipótesis planteada con los
resultados recogidos de la ejecución del dispositivo y sintético ya que al
finalizar con el banco de pruebas y evaluaciones de factibilidad se pudo em=
itir
conclusiones y recomendaciones. Co=
mo
resultados se obtuvo que la precisión de la medición del sistema electrónic=
o es
fiable para la medición del alcohol en las personas y puede ser implementado
mediante políticas públicas nacionales que respaldaron la elaboración del
proyecto. Se recomienda monitorear a los conductores de transporte público
urbano en materia de consumo de bebidas alcohólicas durante sus jornadas de
trabajo, para precautelar la segura de los usuarios y demás actores viales.=
P=
alabras
claves: Ingeniería y tecnología del transporte, Sistema
electrónico, Monitoreo de signos, Conductores, Transporte público,
Alcoholímetro, Sensor de alcohol, Bloqueo de vehículos,
Intro=
ducción.
La invención tecnológica
tanto en dispositivos electrónicos como la Internet, ha dado paso a la
transmisión de información, facilitando el correcto cumplimiento de activid=
ades
cotidianas y específicas, la relevancia de estar interconectados para el
procesamiento de datos, usar senso=
res
que recolecten información para procesarlas y de manera conjunta presentarl=
as
para fines más técnicos y específicos utilizando medios de comunicación
inalámbrica en lo cual se basa este proyecto de investigación. El desarroll=
o de
la tecnología en un eje tan estratégico para el país como es la movilidad y=
en
la misma se tiene graves problemas como el irresponsable irrespeto a las le=
yes
de tránsito e irresponsabilidad en la conducta de los conductores han provo=
cado
una gran cantidad de siniestros viales que dan como resulta la muerte de sí
mismo como la de muchas personas.
=
Metodologia.
Se define que la presente investigación es cuasi
experimental debido a que el 50% de la investigación es en laboratorio y el
otro 50% realizar un banco de pruebas aplicando el dispositivo electrónico =
a la
realidad en vehículos de transporte de transporte público. La investigación=
es
de tipo transversal pues se recogerán datos en un punto específico del tiem=
po
de la población. Para lo cual, se consideró que la unidad de análisis
corresponde a la entidad representativa que va a ser objeto específico de
estudio en una medición, y se refiere al que es objeto de interés en la
realización de esta investigación. En el caso del proyecto, la unidad de
análisis son los conductores de transporte de buses urbanos legalmente
constituidos en la Ciudad de Riobamba sobre el cual se van hacer los contro=
les.
De la población de estudio señalada, se definió qu=
e el
tamaño de la muestra es de 109 personas, misma que resultó de la aplicación=
de
la fórmula planteada por (Goode & Hatt, 200=
4), a
quienes se aplicó las técnicas e instrumentos de recolección de datos, en e=
ste
caso la encuesta, misma que fue validada previo su aplicación total a través
del Alpha de Cronbac.
Resultados.
=
Figura 1 Frecuencia de
consumo
Fuente: Cristhian
Villafuerte, 2018.
=
El 46% de los conductores encuestados afirman que
consumen al menos una vez al mes alcohol el 31,5% no consume alcohol, pero lo más importa=
nte es
que un 13,5% los conductores beben de 2 a 4 veces al mes que se considera m=
uy
habitual el consumo de bebidas alcohólicas y un número considerable de
conductores con una frecuencia de =
2 a 4
veces a la semana.
Los conectores que consumen bebidas alcohólicas el
49,4% de los encuestados solo beben entre tres o 4 vasos de licor y un 47%
apenas uno o dos vasos cada vez que toma sin embargo el tercer lugar hay
conductores que toman de cinco a seis vasos lo cual se considera grandes
cantidades de ingesta de alcohol.
Figura 2 =
Autocontrol para
dejar de beber
Fuente: =
Cristhian Villafuerte, 2018.
El 45,9% de los conductores que beben, al menos una vez al mes no
pueden controlar la cantidad de alcohol que ingirieron, en cambio el 38,8% =
de
los conductores que beben no tienen ese problema y un 11,8% mensualmente ti=
ene
un problema de autocontrol.
Figura 3 =
Incomodidad por=
la
forma de beber
Fuente: =
Cristhian Villafuerte, 2018.
Diseño de sistema electrónico
Se pretende expandir =
este
proyecto para el transporte interprovincial de esta manera ayudar a reducir=
los
siniestros de tránsito puesto que en este último tiempo las cifras de
accidentes se han disparado considerablemente ya que a lo que va del 2018 ya
rebasó las cifras del 2017. Con este proyecto se procura minimizar los
accidentes registrados por dichas causas que sean por la ingesta de alcohol=
por
parte de los conductores
Políticas de aplicación
Vehículos
más seguros
Dentro de esta políti=
ca
se maneja una factibilidad legal dentro de un marco normativo a nivel nacio=
nal
del ente rector del transporte como es la Agencia Nacional de Tránsito para=
justificar
de manera legal la implementación de sistema electrónico para el bloqueo de
vehículos de transporte público basados en la medida de alcohol por litro de
sangre en los conductores en el transporte público en el Cantón Riobamba.
Mecanismo
sensorial
Sensores: El sensor de
alcohol MQ-3 analizó el nivel concentrado de alcohol en el aliento en una
persona con tres tipos de bebidas:
• &nb=
sp;
Cerveza
• &nb=
sp;
Preparado d=
e caña
(puro)
• &nb=
sp;
Vino
Figura 4 Esquema del Sensor
Fuente: (Hanwei Electronics Co.Ltd, 1998)
Mecanismo de procesamiento
Plataformas:
Para este proyecto se ha elegido una plataforma de hardware libre, buscando=
las
características específicas que se adapten al objetivo y requerimiento del
objetivo, en el mercado se pueden encontrar diversas plataformas, pero al
comparar las ventajas y desventajas resulta óptimo ocupar "Arduino&quo=
t;
por su amplia gama de beneficios. Este es una plataforma de hardware de cód=
igo
abierto que basta con un conocimiento básico de programación en C++ logrand=
o cumplir
con la tarea del prototipo.
<=
v:shape
id=3D"Imagen_x0020_25" o:spid=3D"_x0000_i1026" type=3D"#_x0000_t75" style=
=3D'width:186.75pt;
height:131.25pt;visibility:visible;mso-wrap-style:square' o:bordertopcolor=
=3D"black"
o:borderleftcolor=3D"black" o:borderbottomcolor=3D"black" o:borderrightcol=
or=3D"black">
Figura 5 Arduino Uno
Interfaz de
usuario: La interfaz del usuario es un eje de acción el cual consiste en en=
viar
un mensaje de alerta mediante un SMS al dispositivo móvil asignado con
anterioridad, el cual se pretende que sea por parte de la empresa/cooperati=
va
el presidente y por parte de la entidad competente reguladora la ANT o la
Dirección de Movilidad Transito Transporte y Seguridad Vial del Gobierno Au=
tónomo
Descentralizado Municipal del Cantón Riobamba.
Interfaz del en=
te
regulador: La interfaz que visualizará la ANT o la Dirección de movilidad d=
el
GADM Riobamba dependerá del dispositivo donde quieran recibir las
notificaciones, para este proyecto se receptará en un dispositivo móvil.
Interfaz usuario
conductor: La interfaz que podrá visualizar el conductor del bus será la
pantalla Led del dispositivo donde verificará el estado del sistema, como
también la permisión o bloqueo del vehículo una vez hecha la prueba.
Figura 6 Interfaz conductor
Fuente:<=
/b> Cristhian
Villafuerte, 2018
Sistema de comunicación
La tecnología q=
ue
se utiliza en este sistema es tecnología 2G que abarca a GSM la cual es sim=
ple
pero efectiva ya que la tecnología superior tiene más ventajas y servicios,
pero el costo y la configuración con su programación no será aprovechada pu=
esto
que solo se requiere actividades básicas, especificas, pero muy trascendent=
ales
para el control de los conductores, la cual requiere la capacidad de enviar=
y
recibir mensajes de textos.
En la siguiente
tabla podremos ver las 29 mediciones de miligramos de alcohol por litros de
sangre de diversos tipos de bebidas embriagantes mediante el dispositivo
electrónico con la participación de seis individuos con diferente peso corp=
oral
durante dos días, en las cuales probaron soplando de manera directa en el
sensor MQ-3 y el segundo día por medio de la manguera y silbato para corrob=
orar
si marca los valores reales y si existe alguna alteración al exhalar por me=
dio
de la manguera.
Tabla ¡Error! No hay texto con el estilo especificado en=
el
documento.1: Cálculo de Chi
Cuadrado
|
|
Tipo de alcohol |
FRECUENCIA OBSERVADA |
FRECUENCIA ESPERADA |
|
|
<=
b>1 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,13 |
0,13 |
0,0008 |
|
<=
b>3 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,14 |
0,13 |
0,0008 |
|
<=
b>5 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,15 |
0,13 |
0,0031 |
|
<=
b>7 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,16 |
0,13 |
0,0069 |
|
<=
b>9 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,24 |
0,13 |
0,0931 |
|
<=
b>11 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,20 |
0,13 |
0,0377 |
|
<=
b>13 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,13 |
0,13 |
0,0000 |
|
<=
b>15 |
Cerveza |
|
|
|
|
|
Cerveza |
0,25 |
0,13 |
0,1108 |
|
<=
b>17 |
Vino |
|
|
|
|
|
Vino |
0,20 |
0,19 |
0,0005 |
|
<=
b>19 |
Vino |
|
|
|
|
|
Vino |
0,19 |
0,19 |
0,0000 |
|
<=
b>21 |
Vino |
|
|
|
|
|
Vino |
0,21 |
0,19 |
0,0021 |
|
<=
b>23 |
Vino |
|
|
|
|
|
Punta |
0,50 |
0,45 |
0,0056 |
|
<=
b>25 |
Punta |
|
|
|
|
|
Punta |
0,40 |
0,45 |
0,0056 |
|
<=
b>27 |
Punta |
|
|
|
|
|
Punta |
0,43 |
0,45 |
0,0009 |
|
<=
b>29 |
Punta |
|
|
|
|
|
17,5823 |
E=
laborado
por: Cristhian Villafue=
rte
2019
Cálculo de Grados de libertad con un nivel de
confianza del 5%
α =3D 0,05 (Nivel de confianza)
Grados de libertad=3D k – 1
Donde k es el número de categorías
Grados de libertad =3D 29 – 1 =3D 28
=
Tabla 2 Distribución C=
hi
cuadrado X2
|
ν/p |
0,001 |
0,0025 |
0,005 |
0,01 |
0,025 |
0,05 |
0,1 |
0,15 |
0,2 |
|
1 |
10,827 |
9,1404 |
7,8794 |
6,635 |
5,024 |
3,842 |
2,706 |
2,072 |
1,642 |
|
2 |
13,815 |
11,983 |
10,597 |
9,21 |
7,378 |
5,992 |
4,605 |
3,794 |
3,218 |
|
3 |
16,266 |
14,32 |
12,838 |
11,34 |
9,348 |
7,815 |
6,251 |
5,317 |
4,642 |
|
4 |
18,466 |
16,424 |
14,86 |
13,28 |
11,14 |
9,488 |
7,779 |
6,745 |
5,989 |
|
5 |
20,515 |
18,385 |
16,75 |
15,09 |
12,83 |
11,07 |
9,236 |
8,115 |
7,289 |
|
6 |
22,458 |
20,249 |
18,548 |
16,81 |
14,45 |
12,59 |
10,64 |
9,446 |
8,558 |
|
7 |
24,321 |
22,04 |
20,278 |
18,48 |
16,01 |
14,07 |
12,02 |
10,75 |
9,803 |
|
8 |
26,124 |
23,774 |
21,955 |
20,09 |
17,53 |
15,51 |
13,36 |
12,03 |
11,03 |
|
9 |
27,877 |
25,463 |
23,589 |
21,67 |
19,02 |
16,92 |
14,68 |
13,29 |
12,24 |
|
21 |
46,796 |
43,775 |
41,401 |
38,93 |
35,48 |
32,67 |
29,62 |
27,66 |
26,17 |
|
22 |
48,268 |
45,204 |
42,796 |
40,29 |
36,78 |
33,92 |
30,81 |
28,82 |
27,3 |
|
23 |
49,728 |
46,623 |
44,181 |
41,64 |
38,08 |
35,17 |
32,01 |
29,98 |
28,43 |
|
24 |
51,179 |
48,034 |
45,558 |
42,98 |
39,36 |
36,42 |
33,2 |
31,13 |
29,55 |
|
25 |
52,619 |
49,435 |
46,928 |
44,31 |
40,65 |
37,65 |
34,38 |
32,28 |
30,68 |
|
26 |
54,051 |
50,829 |
48,29 |
45,64 |
41,92 |
38,89 |
35,56 |
33,43 |
31,79 |
|
27 |
55,475 |
52,215 |
49,645 |
46,96 |
43,19 |
40,11 |
36,74 |
34,57 |
32,91 |
|
28 |
56,892 |
53,594 |
50,994 |
48,28 |
44,46 |
41,34 |
37,92 |
35,72 |
34,03 |
|
29 |
58,301 |
54,966 |
52,336 |
49,59 |
45,72 |
42,56 |
39,09 |
36,85 |
35,14 |
|
30 |
59,702 |
56,333 |
53,672 |
50,89 |
46,98 |
43,77 |
40,26 |
37,99 |
36,25 |
|
31 |
61,098 |
57,692 |
55,003 |
52,19 |
48,23 |
44,99 |
41,42 |
39,12 |
37,36 |
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;line-height:115%;font-f=
amily:
"Times New Roman",serif'>
<=
span
style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;line-height:115%;font-f=
amily:
"Times New Roman",serif'>Fuente:https://es.slideshare.net/pilosofando/tabla-chi-cuadrado-16923626
Conclusiones.
·
Las tecnologías aplicadas al
transporte cada vez son más importantes al cumplir con funciones como
asistentes en la conducción por lo que para un mejor control se ha consider=
ado
variables que permitan evitar la manipulación y alteración de los resultados
del sistema electrónico como son: trasmisión de datos telefónicos, el senso=
r de
alcohol, relé de acceso o bloqueo de ignición, relé de acceso o bloqueo de =
la
bomba de combustible, un Arduino quien tomará una decisión luego de procesa=
r la
información del monitoreo de las condiciones biometrías del conductor y las
medidas máximas permisibles como lo dispone el código orgánico penal para q=
ue
de esta manera precautelar la integridad del mismo y de los demás usuarios
viales.
·
El presente sistema electrónico
sistema electrónico para el bloqueo de vehículos de transporte público basa=
dos
en la medida de alcohol por litro de sangre en los conductores cumple con su
cometido el cual es monitorear de los medios biométricos del conductor dond=
e se
analizan el estado de sobriedad de los conductores para dar un aviso de ale=
rta
en caso de marcar un valor en el dispositivo.
·
El test realizado por alcoholímet=
ro
tiene una precisión con un grado de error mínimo al momento de hacer la
medición por lo que es fiable al estar dentro de las normativas de la
legislación vigente. Este sistema tiene una tecnología abierta para realizar
mejorías, actualizaciones de sistema e incluir nuevos servicios como un mód=
ulo
biométrico para reconocimiento de huella dactilar, y un módulo de GPS para =
der
un seguimiento a tiempo real de la ubicación de las unidades de buses.
·
Al momento de contar con tecnolog=
ía
asistencial aplicada al transporte en un ámbito de control y seguimiento se
puede potencializar el programa mediante programas de concienciación de
seguridad vial como parte estratégica en programas macros como es el pacto
nacional de seguridad vial. Donde se busca potenciar el dispositivo mediante
inversión local y agregar funciones que eviten la alteración del sistema de
control
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PARA CITAR EL ARTÍCULO IND=
EXADO.
Villafuerte Haro, C., Villacís Torres, S., & Villafuerte Haro, V. (2019). Diseño de un sistema electrónico para el bloqueo de vehículos de transporte público basados en la medida de alcohol por litro de sangre en los conductores. Ciencia Digita= l, 3(3.3), 220-230. https://doi.org= /10.33262/cienciadigital.v3i3.3.801
El
artículo que se publica es de exclusiva responsabilidad de los autores y no
necesariamente reflejan el pensamiento de la Revista Ciencia Digital.
El artículo queda en propiedad de la revista y, por
tanto, su publicación parcial y/o total en otro medio tiene que ser autoriz=
ado
por el director de la Revista Cien=
cia
Digital.
[1] Escue=
la
Superior Politécnica de Chimborazo, maestría en Transporte y Logística.
Riobamba, Ecuador. cristhian16_17@hotmail.com
[2] Instituto Superior Tecnológico
Cotopaxi, Tecnología Superior en Logística Multimodal. Latacunga, Ecuador.
cattyvt1977@hotmail.com
[3] Escuela Superior Politécnica de Chimborazo, Facultad Informática y Electrónica. Riobamba, Ecuador. victoredu1998@hotmail.com
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