交通事故車速再現(xiàn)的理論及方法

1、交通事故車速再現(xiàn)的理論與方法   班級：汽車1102 姓名：呂品昌 學(xué)號：10摘要：肇事車輛的車速鑒定是確定交通事故的性質(zhì)、分析發(fā)生事故原因的重要證據(jù),又是對交通事故責(zé)任認(rèn)定的重要依據(jù)。根據(jù)牛頓運動學(xué)原理、運動特性所進行的事故分析方法,在實際運用中具有計算過程簡單、計算量小等優(yōu)點,但無法對整個事故的過程進行模擬再現(xiàn)。為了適應(yīng)道路交通安全法對道路交通事故處理提出的新要求,需要在事故分析車速鑒定計算中引入新的計算模型和理論,對事故分析計算進行研究、分析,使得事故分析結(jié)果更加客觀、真實地還原事故過程。 關(guān)鍵詞： 交通事故；計算方法；事故再現(xiàn)；碰撞 引言：在交通

2、事故的各類鑒定中, 車速鑒定是最困難的。因為它不像其他鑒定只是對現(xiàn)場證據(jù)的鑒別和確認(rèn), 做到這一點只需要具備一定的專業(yè)知識; 而車速鑒定則要求依據(jù)現(xiàn)有的證據(jù)和發(fā)現(xiàn)線索, 通過理論分析和邏輯推理再現(xiàn)事故的發(fā)生過程, 特別是要定量地計算出肇事車輛事故發(fā)生前的行駛車速1。進行這樣的鑒定必需具備一定的理論素養(yǎng), 同時又要有豐富的實踐經(jīng)驗。車速鑒定的基本理論工具是力學(xué)。因為機動車在發(fā)生事故過程中的各種運動, 如制動、側(cè)滑、傾翻、墜入山谷以及機動車之間或機動車與自行車、行人的碰撞等, 都屬于機械運動的范疇, 因而都從

3、力學(xué)的規(guī)律2無論事故多么復(fù)雜, 案情如何撲朔迷離, 一切現(xiàn)象的背后, 都是力學(xué)規(guī)律在起作用。即使是在發(fā)達國家, 車速鑒定的歷史也還很短, 至今尚未建立起一整套公認(rèn)的理論體系、數(shù)據(jù)和方法。我國起步較晚, 目前還處在探索階段。1事故再現(xiàn)的模型 車輛碰撞的事故再現(xiàn)是在事故發(fā)生后, 由車輛的最終位置開始, 運用按相關(guān)理論方法、實驗數(shù)據(jù)以及專家經(jīng)驗建立的運動學(xué)和動力學(xué)模型往回推算, 即:碰撞后階段、碰撞階段、碰撞前階段, 使整個事故過程的實際情況在時間和空間上得以重現(xiàn)3。將事故再現(xiàn)的模型與方法、

4、理論與技術(shù)研究的各方面進行歸納綜合, 如圖1 所示。  圖1  事故再現(xiàn)的理論與技術(shù) 針對車輛碰撞過程進行分析, 人們利用動量沖量、能量、動力學(xué)和實體的彈塑性質(zhì)等理論建立了許多具有代表性的模型, 以其為基礎(chǔ)的著名事故再現(xiàn)軟件系統(tǒng)有CRASH、SMAC、PCOCRASH 等。由于這些模型要適用于多種典型的碰撞類型, 具有普遍的意義, 因此稱這種建模方法為統(tǒng)一模型方法。統(tǒng)一模型方法大都由直接描述碰撞階段特性的特征參數(shù)出發(fā),建立聯(lián)立方程, 這些參數(shù)包括碰撞中心、接觸面的摩

5、擦系數(shù)、恢復(fù)系數(shù)和車輛變形特性等。如動力學(xué)方法使用車輛之間的擠壓特性, 能量方法使用碰撞階段車輛的變形與剛度值, 動量沖量方法使用接觸面的回彈系數(shù)或摩擦系數(shù)以及碰撞中心的位置。這些特征參數(shù)描述了特定碰撞階段的實質(zhì)及作用效果, 反映速度變化, 是碰撞階段最直接的屬性。碰撞中心表示碰撞階段等效力的作用位置, 回彈系數(shù)與摩擦系數(shù)表示接觸面法向與切向的相互作用, 汽車變形特性則表示接觸面的力與變形關(guān)系。碰撞階段不同, 這些參數(shù)的取值就不同, 而且差別較大4。 2事故再現(xiàn)的計算機軟件 用于事故再現(xiàn)分析的計

6、算機軟件能輔助專家快速、高效、準(zhǔn)確地進行事故收集、分析和處理, 進而研究事故形成機理, 并尋求避免事故的途徑。軟件的使用通常需要結(jié)合事故專家的經(jīng)驗。典型事故再現(xiàn)分析軟件的基本功能一般包括3 部分: 事故收集繪制事故現(xiàn)場圖并將各種參數(shù)數(shù)據(jù)輸入計算機; 事故再現(xiàn)結(jié)合專家經(jīng)驗, 利用模型的分析計算進行運動學(xué)和動力學(xué)再現(xiàn); 事故過程分析以動畫仿真等形式給出分析結(jié)果。它以人、車輛及其環(huán)境組成的閉環(huán)系統(tǒng)為基本模型, 其中以對人和車輛的仿真為主, 輔以虛擬環(huán)境, 可以建立三維物理、直觀的人、車和環(huán)境模型,&#

7、160;并能仿真三者之間可能發(fā)生的相互作用其仿真模型見圖2圖2  人O車O環(huán)境系統(tǒng)(HOVOE) 事故再現(xiàn)仿真模型3車速鑒定的基本步驟1 采集現(xiàn)場盡可能詳盡的事實和證據(jù), 包括: (1)  肇事車輛的損傷部位、形變程度、碰撞痕跡、停止的位置和態(tài)勢; (2) 肇事車輛留在路面上的制動拖印, 輪胎擦地印、側(cè)滑印、車身刮擦地面印跡。 (3) 散落物的分布、血跡及人體擦地滑行印跡等等。 2收集進行車速鑒定必備的基本資料: (1)事故現(xiàn)場圖; (2)事故現(xiàn)

8、場勘查筆錄; (3)事故現(xiàn)場照片; (4)肇事車輛車檢報告(如有可能, 加上路試結(jié)果); (5)行駛證復(fù)印件或車輛信息; (6)詢問筆錄。在有的案件中需增加事故死亡人員的尸檢報告或受傷乘員的醫(yī)院診斷報告。 3 判斷事故的性質(zhì), 選擇適用的理論公式例如, 事故車輛停止前在路面上留下了制動拖印, 應(yīng) 選擇剎車印公式; 事故車輛在路面上留下了側(cè)滑印跡, 應(yīng)選擇利用側(cè)滑計算車速的理論公式; 路外墜車和路面上行人及車上散落物的拋出, 應(yīng)選擇拋體公式; 事故

9、為兩車碰撞, 應(yīng)選擇動量守恒公式, 并輔以剎車印公式等。 4計算方法 將相關(guān)參數(shù)值代入相應(yīng)公式, 計算車速, 作出鑒定結(jié)論。 確定汽車的碰撞速度是交通事故鑒定的關(guān)鍵所在。推算汽車碰撞速度的常用方法包括理論計算、經(jīng)驗推算等。理論計算方法采用動量守恒和能量守恒定律等基本理論來推算碰撞速度, 是最常用的計算方法。經(jīng)驗方法利用已有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和經(jīng)驗公式推算碰撞速度  4.1理論計算 4.1.1根據(jù)制動痕跡計算車速 車輛行駛時,輪胎會因和路面間的相互作用在路面上留下不同形態(tài)的印跡。依據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守

10、恒定律,根據(jù)路面上制動拖印的長度可以計算發(fā)生事故時的車速 ½×m×½×m×v12=  FiTi0（t）×d（s t ） （1）式中, v2制動終了速度；  v1制動初始速度。4.1.2根據(jù)側(cè)滑印跡計算 車輛在彎道行駛時,其向心力是由輪胎與路面的摩擦力提供的,當(dāng)輪胎與地面的最大摩擦力不足以提供車輛圓周運動所需要的向心力時, 就會發(fā)生車輪向彎道外側(cè)的滑移。駕駛?cè)擞鼍o急情況駕車急轉(zhuǎn)彎回避時,如果措施不當(dāng),導(dǎo)致轉(zhuǎn)彎半徑過小并使車輛發(fā)生側(cè)滑,在路

11、面上留下側(cè)滑印。根據(jù)路面上的側(cè)滑印跡,依據(jù)能量守恒定律,可以計算車輛發(fā)生側(cè)滑時的速度。 v = gR(3) 式中, R 車輛轉(zhuǎn)彎時的彎道半徑； v車輛側(cè)滑時的臨界車速； 車輛沿側(cè)滑方向與路面間的橫滑附著系數(shù)。 如果車輛彎道行駛時輪胎發(fā)生了側(cè)滑而沒有翻車,則車輛行駛速度應(yīng)至少達到式(3)計算的車速,如果車輛留下一段側(cè)滑印后向外側(cè)翻車, 則不適用式(3)計算車輛的行駛速度。v = gR(3)式中, R 車輛轉(zhuǎn)彎時的彎道半徑； v車輛側(cè)滑時的臨界車速；

12、 車輛沿側(cè)滑方向與路面間的橫滑附著系數(shù)。 如果車輛彎道行駛時輪胎發(fā)生了側(cè)滑而沒有翻車,則車輛行駛速度應(yīng)至少達到式(3)計算的車速,如果車輛留下一段側(cè)滑印后向外側(cè)翻車, 則不適用式(3)計算車輛的行駛速度。 4.1.3根據(jù)散落物拋距計算 交通事故現(xiàn)場經(jīng)常會遺留有車輛的擋風(fēng)玻璃、裝載物等物證,遺留散落物是由于車輛在事故過程中發(fā)生碰撞后留下的,由于慣性的原因,車輛在發(fā)生碰撞時,散落物會以碰撞瞬間的車輛速度做平拋運動,最終落地;如果能夠確定散落物的第一著地點,就可以依據(jù)運動學(xué)原理來計算車輛碰撞瞬間的行駛車速。根據(jù)拋物運動原理可得v=l×(&#

13、160;g÷2h)        式中, l物體被拋出的水平距離； h物體拋落高度。 4.1.4根據(jù)車輛拋距計算 很多交通事故發(fā)生在懸崖或陡坡處,車輛由于駕駛?cè)舜胧┎划?dāng),或發(fā)生事故后車輛沖出路面,此時可以根據(jù)懸崖、陡坡的高度和車輛的拋距,依據(jù)能量守恒原理計算出車輛沖出路面瞬間的車速, 進而測算車輛發(fā)生事故前的各階段速度8v=s×( g÷2h)  式中, v車輛沖出路面時的速度；  s車輛

14、的水平飛越距離  h車輛垂直落4.1.5根據(jù)車輛刮擦痕跡推算車速交通事故中當(dāng)兩車發(fā)生刮擦?xí)r,往往會伴隨發(fā)生一輛車的輪胎與另一輛車車身之間的刮擦,并在輪胎或車身上留下刮擦痕跡9。當(dāng)車輪在車身表面留下刮擦痕跡時,若刮擦點位于車輪圓周上,且擦痕為一完整周期的擺線,則按文獻10提出的方法測算車速;若刮擦點不位于車輪圓周上,或擦痕為片斷擺線時,則按文獻11提出的方法測算車速。當(dāng)車身表面凸起或車身上的突出物在輪胎的胎側(cè)表面留下刮擦痕跡時,文獻11對這樣的痕跡進行了研究,并給出了測算車速的方法。文獻13通過分析車輪與車身相互刮擦?xí)r所產(chǎn)生的刮擦痕跡,提出了在刮擦點的位置參數(shù)不能獲得時,單純依據(jù)刮擦痕

15、跡包含的信息估計交通事故中肇事車輛速度的方法。5經(jīng)驗公式法 經(jīng)驗公式在工程計算中被廣泛使用,它給工程技術(shù)人員帶來更高的效率,它是根據(jù)大量的實例和實驗數(shù)據(jù),運用數(shù)值計算的方法歸納總結(jié)出的某一指標(biāo)的計算公式;在處理道路交通事故中交通民警或鑒定人員可以利用車速計算經(jīng)驗公式,計算或輔助計算交通事故發(fā)生時車輛的行駛速度14。經(jīng)驗公式法在國外的交通事故分析中經(jīng)常被采用,國內(nèi)目前還處于起步和探索階段。根據(jù)文獻15所介紹的方法可以計算轎車與轎車正面碰撞、轎車被追尾碰撞、摩托車迎面碰撞、車輛碰撞柱狀固定物和汽車發(fā)生翻滾或跳躍式的速度。6結(jié)語：隨著車輛人均保有量的不斷增加和道路里程的延伸,交通安全形勢日趨嚴(yán)峻,科學(xué)、公正、依法處理道路交通事故是構(gòu)建和諧社會的基本要求。結(jié)合我國目前道路交通事故處理工作的情況,研究分析事故車輛的行駛速度，可以依據(jù)現(xiàn)場勘查所獲得的原始數(shù)據(jù)從不同的角度,采用不同的方法來測算,不同的方法算得的車速值應(yīng)能相互印證。在實際的交通事故調(diào)查工作中,分析車輛行駛速度往往還需要引入一些假設(shè)條件才能使計算成為可能。應(yīng)注意不同方法的使用條件,特別是經(jīng)驗公式法、人體特征損傷分析法對適用的