汽車事故工程PPT課件

1、行人事故再現(xiàn)主要包括推算汽車的初始速度、汽車的碰撞速度、反應(yīng)地點(diǎn)(時(shí)刻)、碰撞點(diǎn)、行人的行走速度和方向。行人事故再現(xiàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是從事故現(xiàn)場痕跡和證詞中提取的。 第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義第1頁/共75頁u行人事故的事故前階段可用緊急制動過程中駕駛員的反應(yīng)階段劃分來分析。u事故前階段可劃分為感知、反應(yīng)和結(jié)果三個(gè)基本階段。u行人事故再現(xiàn)的基礎(chǔ)是事故現(xiàn)場的勘查物證(如痕跡、證據(jù))。u勘查的主要內(nèi)容涉及工程 (汽車、行人、道路)、醫(yī)學(xué)(受傷位置、傷勢)、天氣方面(道路狀況、視野)、心理學(xué)方面(目擊者、證人、當(dāng)事人問詢)。第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義第2頁/共75頁u 行人事故再現(xiàn)使用的方法主要依據(jù)物

2、理定律(制動、轉(zhuǎn)向等)、勘查結(jié)果和特殊模擬試驗(yàn)。u 行人事故再現(xiàn)的常用方法有位移時(shí)間曲線圖法、分布三角形法、區(qū)間約束法及數(shù)學(xué)模型法。 第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義第3頁/共75頁行人事故再現(xiàn)的可用數(shù)據(jù)包括事故汽車的終止位置、行人的終止位置、滑移物體的終止位置(汽車附屬物，玻璃碎片，撒落物，行人的鞋、帽、拎包、錢包、眼鏡)、制動或側(cè)滑印跡、附著系數(shù)、沖突地點(diǎn) (行人鞋與地面擦痕、環(huán)境特點(diǎn)、證詞等確定)、汽車車身擦痕、汽車損壞位置和特點(diǎn)、道路位置和路況、視線遮蔽、交通管制、行人受傷種類與程度、衣服損壞與臟污以及當(dāng)事人和證人的陳述等。 第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義第4頁/共75頁汽車與行人碰撞后，行

3、人運(yùn)動狀態(tài)與汽車外形與尺寸、速度,行人身材、速度和方向有關(guān)。 第二節(jié)汽車行人交通事故過程接觸點(diǎn)位于行人質(zhì)心上部，如大客車、平頭貨車等與成年人碰撞、轎車與兒童碰撞時(shí)，碰撞可能直接作用在行人的胸部甚至頭部。身體上部直接向遠(yuǎn)離汽車的方向拋向前方。如果汽車不采取制動，行人將被碾在車下。如果碰撞接觸點(diǎn)位于行人質(zhì)心，行人整個(gè)身體幾乎同時(shí)與汽車接觸。第5頁/共75頁對于轎車，汽車保險(xiǎn)杠碰撞行人的小腿，隨后大腿、臀部倒向發(fā)動機(jī)罩前緣，然后上身和頭部與發(fā)動機(jī)罩，甚至與風(fēng)擋玻璃發(fā)生二次碰撞。轎車速度很高，且在碰撞時(shí)未采取制動措施，行人可能從車頂掠過，直接摔跌在汽車后面的路上。 第二節(jié)汽車行人交通事故過程第6頁/共

4、75頁如果碰撞接觸點(diǎn)位于行人質(zhì)心，行人整個(gè)身體幾乎同時(shí)與汽車接觸(碰撞形式C)，行人的運(yùn)動狀態(tài)基本同D。一般碰撞作用在行人質(zhì)心下面(碰撞類型A和B) 。h/H值越小，頭部碰撞速度就越大。碰撞速度越高，汽車前端越低，行人身材越高，頭部碰撞風(fēng)擋玻璃概率就越大。 第二節(jié)汽車行人交通事故過程第7頁/共75頁為汽車與行人的運(yùn)動方向相同或者迎面碰撞時(shí)，行人的運(yùn)動學(xué)規(guī)律。行人運(yùn)動方向與汽車運(yùn)動方向垂直碰撞時(shí)，行人運(yùn)動學(xué)規(guī)律的抽象描述。 第二節(jié)汽車行人交通事故過程第8頁/共75頁拋拋 距距接觸 飛行 滑移運(yùn)動飛行階段飛行階段接觸階段接觸階段滑移階段滑移階段接觸時(shí)間接觸時(shí)間接觸位移接觸位移飛行時(shí)間飛行時(shí)間飛行距

5、離飛行距離滑移時(shí)間滑移時(shí)間滑移位移滑移位移 接觸接觸 飛行飛行 滑移運(yùn)動滑移運(yùn)動 行人事故過程的階段劃分行人事故過程的階段劃分 第二節(jié)汽車行人交通事故過程第9頁/共75頁模擬假人試驗(yàn)所得到的身體不同部位在碰撞過程和其后的運(yùn)動規(guī)律。對于行人與汽車的擦碰，其運(yùn)動形式較為復(fù)雜，第二階段不存在。 第二節(jié)汽車行人交通事故過程 成年人被船形轎車碰撞后的運(yùn)動姿態(tài) 第10頁/共75頁u對接觸階段影響較大的因素有碰撞速度、制動強(qiáng)度和行人與汽車前端的幾何尺寸比。u飛行階段是因行人先被汽車加速，然后汽車因制動，而被加速的行人繼續(xù)向前運(yùn)動，行人被拋向前方。u如果汽車未采取制動措施或者減速度很小，會出現(xiàn)兩種情況：若速度

6、超過某數(shù)值，行人就可能掠過風(fēng)擋玻璃而從車頂飛出，跌落在車后;而速度較低時(shí)，行人倒地后，會遭遇汽車的碾壓。u滑移階段是從行人第一次落地到滑滾至靜止的過程。第二節(jié)汽車行人交通事故過程第11頁/共75頁u一些試驗(yàn)研究表明，在這個(gè)過程中行人亦可能離開地面彈起。u影響接觸階段的因素對滑移(滾動)運(yùn)動同樣有影響。u此外，落地時(shí)刻的水平和垂直速度、路面種類、行人著裝等因素對該過程也有影響。第二節(jié)汽車行人交通事故過程第12頁/共75頁對于平頭汽車碰撞成年人或船形轎車碰撞兒童，碰撞后兒童被直接拋向汽車的前方，經(jīng)滑移或滾動后停止。如果碰撞過程汽車沒有采取制動措施，行人可能被汽車碾壓。第二節(jié)汽車行人交通事故過程第1

7、3頁/共75頁行人拋距S是指碰撞點(diǎn)至行人靜止點(diǎn)之間的距離。行人拋距可分解為縱向拋距和橫向拋距。行人橫偏距YC是指汽車與行人臀部的接觸點(diǎn)至頭部與發(fā)動機(jī)罩接觸點(diǎn)之間的垂直于汽車縱軸的距離。上拋距XC是指在汽車上接觸點(diǎn)至行人頭部碰撞點(diǎn)之間的平行縱軸的水平距離。展距LC是指從地面到頭部與汽車發(fā)動機(jī)罩接觸點(diǎn)行人身體包容汽車外廓的展開長度。第二節(jié)汽車行人交通事故過程第14頁/共75頁不同制動減速度條件下車速與行人縱向拋距的關(guān)系曲線。其中虛線表示行人事故的行人縱向拋距分布范圍(Rau，Khnel和Elsholz)實(shí)線為在不同制動強(qiáng)度的條件下，行人縱向拋距與碰撞速度或制動減速度的關(guān)系以及拋距的分布范圍。 一、

8、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果第15頁/共75頁aVaVXCCC20271. 00178. 0一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果第16頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果XU20121224y = 0.049x - 0.7714R2 = 0.51110 01 12 23 34 45 56 60 02020404060608080100100車速(km/h)車速(km/h)拋距拋距(10m)m)身高不足150cm身高150-170身高170cma=68.5m/s2,+/-3.6實(shí)際事故Rau+B.S.K擦邊碰撞中心碰撞KuehnelEBANKSFellHill0tbc=-0.6s總體線性 (總體)行人拋距與汽車碰撞速度的散點(diǎn)圖及擬合經(jīng)驗(yàn)公

9、式 第17頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人拋距與汽車碰撞速度的散點(diǎn)圖及擬合經(jīng)驗(yàn)公式 第18頁/共75頁行人橫向極限拋距與碰撞速的關(guān)系 一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果第19頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人上拋距與碰撞速度的關(guān)系 第20頁/共75頁碰撞速度與行人在汽車上的橫偏移距 一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果第21頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人在車身上的壓痕深度與碰撞速度 第22頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果玻璃碎片拋距與碰撞速度的關(guān)系 第23頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果玻璃分布帶寬與碰撞速度的關(guān)系 第24頁/共75頁一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果玻璃分布場與碰撞速度的關(guān)系 第25頁/共75頁二、確定汽車行人碰撞點(diǎn)的約束方法Slibar

10、分布三角形 第26頁/共75頁二、確定汽車行人碰撞點(diǎn)的約束方法速度約束區(qū) 第27頁/共75頁二、確定汽車行人碰撞點(diǎn)的約束方法速度和制動減速度約束 第28頁/共75頁年齡，歲61414152030305050607080性 別男/女男/女男/女男/女男/女男/女運(yùn)動狀態(tài)行走1.5/1.51.7/1.61.2/1.41.5/1.31.4/1.41.0/1.1快走2.0/2.02.2/1.92.2/2.22.0/2.02.0/2.01.4/1.3跑動3.4/2.84.0/3.04.0/3.03.6/3.63.5/3.32.0/1.7賽跑4.2/4.05.4/4.87.4/6.16.5/5.55.3/

11、4.63.0/2.3一、行人的行進(jìn)速度不同運(yùn)動狀態(tài)的平均速度，單位m/s第29頁/共75頁1）駕駛員是否對危險(xiǎn)及時(shí)做出反應(yīng)？及時(shí)意味著在對應(yīng)的視線條件下駕駛員最早可能看見行人時(shí)刻。及時(shí)也意味著，一旦明確地識別行人(兒童、殘疾人、醉酒者)無力或無意讓道，駕駛員就可做出反應(yīng)。若沒有及時(shí)反應(yīng)，則應(yīng)該檢驗(yàn)，是否駕駛員及時(shí)做出反應(yīng)，就可避免事故的發(fā)生。二、事故可避免性計(jì)算第30頁/共75頁2）汽車制動前的速度有多高？若反應(yīng)及時(shí)，速度高于法規(guī)極限會導(dǎo)致是否承擔(dān)事故責(zé)任的判決。3）如果事故汽車保持允許速度(50km/h)，就要檢驗(yàn)從時(shí)間或空間上事故是否可避免。二、事故可避免性計(jì)算第31頁/共75頁行人從汽車

12、行駛方向的右側(cè)橫穿道路時(shí)，被汽車右側(cè)所撞。初始變形位置位于汽車發(fā)動機(jī)罩右前角0.7m處。事故時(shí)在路右側(cè)有另一輛停放的汽車，從該停放車前端至碰撞點(diǎn)距離為2.8m。汽車前輪制動拖印長為19m。制動試驗(yàn)表明，汽車的減速度至少為7m/s2。從制動痕跡起點(diǎn)至碰撞點(diǎn)距離為6m。事故地點(diǎn)允許最高速度為50km/h。 行人事故現(xiàn)場草圖(考慮反應(yīng)時(shí)間) 第32頁/共75頁ECCaSV2m13ECSaSVEB20m19EBSCBfCRttts4 . 14 . 00 . 1CBt二、事故可避免性計(jì)算(km/h)5 .48(m/s)5 .137132CVkm/h) (7 .58m/s)(3 .1671920V4 .

13、0/C0CRaVVt4 . 14 . 00 . 1CBt第33頁/共75頁二、事故可避免性計(jì)算駕駛員反應(yīng)過晚 第34頁/共75頁m8 . 24 . 121CRPPtVSEBBRERSSS)72()6 . 350(16 . 3502m7 .278 .139 .13m/s6 . 8220CBCaSVVs75. 1175. 0)(0fCCRtaVVt三、兒童事故第35頁/共75頁fCRfSataSatV2)(21732272172.)(ttSttaVCRCRCBT2)(2s.0.9VStPP45022m/s4 .1345. 04 . 13 .22)45. 04 . 0(272TV三、兒童事故第36頁

14、/共75頁s.0.9VStPP45022s/m.).(VT4134504132245040272三、兒童事故第37頁/共75頁m.tVSCRPP8201四、老年人事故58.7(km/h)16.13(m/s)3 . 18 . 24 . 15 .34)3 . 18 . 24 . 0(27)(22CRCR2CBTttSttaV57.8(km/h)16.1m/s175 .3472) 17(2)(2fCR2fSataSatV)(3 .350 .193 .16EBBRERmSSS)m(0 .19)72()6 . 37 .58()2(220EBaVS第38頁/共75頁五、位移時(shí)間圖分析方法事故空間不可避免

15、第39頁/共75頁事故空間可避免分析 第40頁/共75頁行人從點(diǎn)出發(fā)，減速行走到點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)車來臨加速返回到點(diǎn)。 ttVVV000一、減速橫穿加速返回第41頁/共75頁2220020020000()2ttVVLVdVt dtV tttt02202200LtVttV2200211LttV t2121costVbLtVLtVbL020121211costVLbLtV022101211)cos(1保證行人安全的條件為 從點(diǎn)出發(fā)減速行走到點(diǎn)停止后，又加速返回到所需的時(shí)間為 2t在 時(shí)間內(nèi)的實(shí)際行走距離為 2t2L一、減速橫穿加速返回第42頁/共75頁cbLV)cos(1211若令2200 02(1)1Lc

16、tV t 則00002212VtctVL解得00 002tV tsVdt因?yàn)?02Vst 行人從走到的距離的時(shí)間為 一、減速橫穿加速返回第43頁/共75頁0204(1)CVsLCV1211(cos )cLbV因?yàn)閏ossin221bLxLtgbsecaL220當(dāng)時(shí)，則1sec0tg0sin1cos21bxLaL 21Vxc sCVLVxV0210114解得一、減速橫穿加速返回第44頁/共75頁設(shè)x=20m，VA=5m/s，a=1m，b=1.7m，=0 時(shí)，求A車行駛速度為V1時(shí)，行人行走的最大安全距離S。 001113.6360 xVxVVVV111013.620 5360VaVVxV1110

17、13.620 5360VaVVxV111360141360sVV得 汽車行駛速度與行人的最大安全距離之間的關(guān)系 V1（km/h）1020304050607080s（m）9.34.83.32.52.11.81.61.5實(shí)例 第45頁/共75頁行人從行走到，瞬間發(fā)現(xiàn)車到來，加速通過橫道行至，這時(shí)行人的后端通過車行駛路線右側(cè)點(diǎn)后，車的前端才到達(dá)，即可安全橫穿。 二、減速再加速橫穿第46頁/共75頁行人安全橫穿的條件可以這樣考慮，即行人從行至的時(shí)間內(nèi)，車尚未到達(dá)，行人從到達(dá)所用的時(shí)間 比車由初始狀態(tài)到達(dá)的時(shí)間 短。2t1t111VLt tg)ba(xL1行人從到的行走速度可分為二個(gè)階段 二、減速再加速

18、橫穿第47頁/共75頁第一階段減速行走速度的表達(dá)式為 2000000(1)VVtVVtttVt第二階段加速行走速度的表達(dá)式為 20()Va tt行人從到的行走距離L2 為 22()secLabl行人從加速到的距離L 為2200220220()2()ttttLLsa tt dtV dtatt二、減速再加速橫穿第48頁/共75頁200tVs 002Vst 因?yàn)?02)2(2VstaL得到0222)(2VssLat保證橫穿的安全條件為 21tt 02112)(2VssLaVL二、減速再加速橫穿第49頁/共75頁cVL11)(2220sLaVsc則2220022240LscscVaVa22202002

19、0212421124caLVVcaaVcVss求解得02421222020caLVVca當(dāng)021 ss0222)(2VssLat得出二、減速再加速橫穿第50頁/共75頁202020220220202)(1244844)(1acVLaVVcaVLVcVaca020202021481124VacVaLVacaVss簡化二、減速再加速橫穿第51頁/共75頁二、減速再加速橫穿第52頁/共75頁三、減速、停留、再以恒速橫穿t2為B從到所用的全部時(shí)間，sL2為B從到所走的全部距離，mt1為A車由駛到的時(shí)間,sL1為A車由駛到的距離,m設(shè)s為行人B從減速行駛到停止的距離，mt0為B從行駛到所用的時(shí)間，st停

20、留時(shí)間，s第53頁/共75頁A車從行駛到所需的時(shí)間 1111()Lxab tgtVVB從行走到所需的時(shí)間 20 02V ts B從行走到的距離 20222220()tttLLsV dtVttt)2(202222tVstVsLLtVsVsLt202222因三、減速、停留、再以恒速橫穿第54頁/共75頁若行人B從行至的時(shí)間，比A車從到達(dá)的時(shí)間短，即可保證B橫穿的安全。21tt 1212022LLsstVVV則11VLc 令則得tVsVsLc20222sVVtVLc2202212三、減速、停留、再以恒速橫穿第55頁/共75頁將行人簡化為一個(gè)質(zhì)心高度為單自由度數(shù)學(xué)模型，利用動量原理計(jì)算行人拋距與汽車碰

21、撞速度的關(guān)系。 一、單自由度簡化行人模型第56頁/共75頁P(yáng)VVmXX)(111PVVmXX)(222)()(2222PSYYhhPJ0)(12221XPSYXXVhhVV一、單自由度簡化行人模型第57頁/共75頁AXB1222200100100110PSSPmmAJhhhhTYXXPVVX,221TXXVVmB111, 0, 0,一、單自由度簡化行人模型第58頁/共75頁21221222(1)(1)()XSPm VPmmmhhJ解得2SPhhh 2222Ji m212212(1)(1)()Xm VPmmhi 222221212)1 ()1 (JhPhimmmhVXY2221212)()1 (

22、)1 (mPhimmVVXX1122121211)()1 ()1 (1mPVhimmmmVVXXX一、單自由度簡化行人模型第59頁/共75頁SZg SZgt 212SSZgth12Sth g0 SXXSVX2tVXXS21tt ghVXSX221gXS XSSVgtX2tVgtXXSS2221)(22gVtX)2(222gVXX212222(2)XSXXXXVh gVg二、由行人拋距反推碰撞速度第60頁/共75頁0222cVbVaXX)2(1gaghbS2Xc 二、由行人拋距反推碰撞速度SSS2S2)(22)(2hhXgghhXgVX第61頁/共75頁在實(shí)際中，碰撞速度為25km/h時(shí)，事故的

23、死亡率僅占事故人數(shù)的3.5%而50km/h時(shí)致命性受傷的可能性為37%， 70km/h時(shí)事故致人死亡率約為83%車速60km/h時(shí)輕傷事故的可能性為0%40km/h時(shí)輕傷可能性為40%車速為10km/h時(shí)事故參與行人有80%的可能性受輕傷。二、由行人拋距反推碰撞速度第62頁/共75頁三、綜合分析實(shí)例 已知汽車數(shù)據(jù)質(zhì) 量m1=1087kg最大變形量Sd=0.04m制動距離S=13.3m（碰撞時(shí)刻至靜止）制動減速度adec=8.79.1m/s2已知行人數(shù)據(jù)身 高h(yuǎn)=1.74m重心高度hs=0.90m行人質(zhì)量m2=79kg拋 距X=16.4m摩擦系數(shù)=1.1（一般為0.61.4）事故數(shù)據(jù) 第63頁/共75頁三、綜合分析實(shí)例 532)(2S2SghhXgVC由模擬假人試驗(yàn)得到的碰撞速度為VC =4445km/h由受傷行人拋距得到的碰撞速度為VC =4358km/h由汽車制動距離求得的汽車碰撞速度為VC =5556km/h由簡化模型計(jì)算得到的碰撞速度為第64頁/共75頁三、綜合分析實(shí)例 行人和地面碰撞時(shí)頭部的沖擊加速度 行人和