汽车事故工程PPT课件

1、行人事故再现主要包括推算汽车的初始速度、汽车的碰撞速度、反应地点(时刻)、碰撞点、行人的行走速度和方向。行人事故再现的基础数据是从事故现场痕迹和证词中提取的。 第一节行人交通事故再现的意义第1页/共75页u行人事故的事故前阶段可用紧急制动过程中驾驶员的反应阶段划分来分析。u事故前阶段可划分为感知、反应和结果三个基本阶段。u行人事故再现的基础是事故现场的勘查物证(如痕迹、证据)。u勘查的主要内容涉及工程 (汽车、行人、道路)、医学(受伤位置、伤势)、天气方面(道路状况、视野)、心理学方面(目击者、证人、当事人问询)。第一节行人交通事故再现的意义第2页/共75页u 行人事故再现使用的方法主要依据物

2、理定律(制动、转向等)、勘查结果和特殊模拟试验。u 行人事故再现的常用方法有位移时间曲线图法、分布三角形法、区间约束法及数学模型法。 第一节行人交通事故再现的意义第3页/共75页行人事故再现的可用数据包括事故汽车的终止位置、行人的终止位置、滑移物体的终止位置(汽车附属物，玻璃碎片，撒落物，行人的鞋、帽、拎包、钱包、眼镜)、制动或侧滑印迹、附着系数、冲突地点 (行人鞋与地面擦痕、环境特点、证词等确定)、汽车车身擦痕、汽车损坏位置和特点、道路位置和路况、视线遮蔽、交通管制、行人受伤种类与程度、衣服损坏与脏污以及当事人和证人的陈述等。 第一节行人交通事故再现的意义第4页/共75页汽车与行人碰撞后，行

3、人运动状态与汽车外形与尺寸、速度,行人身材、速度和方向有关。 第二节汽车行人交通事故过程接触点位于行人质心上部，如大客车、平头货车等与成年人碰撞、轿车与儿童碰撞时，碰撞可能直接作用在行人的胸部甚至头部。身体上部直接向远离汽车的方向抛向前方。如果汽车不采取制动，行人将被碾在车下。如果碰撞接触点位于行人质心，行人整个身体几乎同时与汽车接触。第5页/共75页对于轿车，汽车保险杠碰撞行人的小腿，随后大腿、臀部倒向发动机罩前缘，然后上身和头部与发动机罩，甚至与风挡玻璃发生二次碰撞。轿车速度很高，且在碰撞时未采取制动措施，行人可能从车顶掠过，直接摔跌在汽车后面的路上。 第二节汽车行人交通事故过程第6页/共

4、75页如果碰撞接触点位于行人质心，行人整个身体几乎同时与汽车接触(碰撞形式C)，行人的运动状态基本同D。一般碰撞作用在行人质心下面(碰撞类型A和B) 。h/H值越小，头部碰撞速度就越大。碰撞速度越高，汽车前端越低，行人身材越高，头部碰撞风挡玻璃概率就越大。 第二节汽车行人交通事故过程第7页/共75页为汽车与行人的运动方向相同或者迎面碰撞时，行人的运动学规律。行人运动方向与汽车运动方向垂直碰撞时，行人运动学规律的抽象描述。 第二节汽车行人交通事故过程第8页/共75页抛抛 距距接触 飞行 滑移运动飞行阶段飞行阶段接触阶段接触阶段滑移阶段滑移阶段接触时间接触时间接触位移接触位移飞行时间飞行时间飞行距

5、离飞行距离滑移时间滑移时间滑移位移滑移位移 接触接触 飞行飞行 滑移运动滑移运动 行人事故过程的阶段划分行人事故过程的阶段划分 第二节汽车行人交通事故过程第9页/共75页模拟假人试验所得到的身体不同部位在碰撞过程和其后的运动规律。对于行人与汽车的擦碰，其运动形式较为复杂，第二阶段不存在。 第二节汽车行人交通事故过程 成年人被船形轿车碰撞后的运动姿态 第10页/共75页u对接触阶段影响较大的因素有碰撞速度、制动强度和行人与汽车前端的几何尺寸比。u飞行阶段是因行人先被汽车加速，然后汽车因制动，而被加速的行人继续向前运动，行人被抛向前方。u如果汽车未采取制动措施或者减速度很小，会出现两种情况：若速度

6、超过某数值，行人就可能掠过风挡玻璃而从车顶飞出，跌落在车后;而速度较低时，行人倒地后，会遭遇汽车的碾压。u滑移阶段是从行人第一次落地到滑滚至静止的过程。第二节汽车行人交通事故过程第11页/共75页u一些试验研究表明，在这个过程中行人亦可能离开地面弹起。u影响接触阶段的因素对滑移(滚动)运动同样有影响。u此外，落地时刻的水平和垂直速度、路面种类、行人着装等因素对该过程也有影响。第二节汽车行人交通事故过程第12页/共75页对于平头汽车碰撞成年人或船形轿车碰撞儿童，碰撞后儿童被直接抛向汽车的前方，经滑移或滚动后停止。如果碰撞过程汽车没有采取制动措施，行人可能被汽车碾压。第二节汽车行人交通事故过程第1

7、3页/共75页行人抛距S是指碰撞点至行人静止点之间的距离。行人抛距可分解为纵向抛距和横向抛距。行人横偏距YC是指汽车与行人臀部的接触点至头部与发动机罩接触点之间的垂直于汽车纵轴的距离。上抛距XC是指在汽车上接触点至行人头部碰撞点之间的平行纵轴的水平距离。展距LC是指从地面到头部与汽车发动机罩接触点行人身体包容汽车外廓的展开长度。第二节汽车行人交通事故过程第14页/共75页不同制动减速度条件下车速与行人纵向抛距的关系曲线。其中虚线表示行人事故的行人纵向抛距分布范围(Rau，Khnel和Elsholz)实线为在不同制动强度的条件下，行人纵向抛距与碰撞速度或制动减速度的关系以及抛距的分布范围。 一、

8、有关试验结果第15页/共75页aVaVXCCC20271. 00178. 0一、有关试验结果第16页/共75页一、有关试验结果XU20121224y = 0.049x - 0.7714R2 = 0.51110 01 12 23 34 45 56 60 02020404060608080100100车速(km/h)车速(km/h)抛距抛距(10m)m)身高不足150cm身高150-170身高170cma=68.5m/s2,+/-3.6实际事故Rau+B.S.K擦边碰撞中心碰撞KuehnelEBANKSFellHill0tbc=-0.6s总体线性 (总体)行人抛距与汽车碰撞速度的散点图及拟合经验公

9、式 第17页/共75页一、有关试验结果行人抛距与汽车碰撞速度的散点图及拟合经验公式 第18页/共75页行人横向极限抛距与碰撞速的关系 一、有关试验结果第19页/共75页一、有关试验结果行人上抛距与碰撞速度的关系 第20页/共75页碰撞速度与行人在汽车上的横偏移距 一、有关试验结果第21页/共75页一、有关试验结果行人在车身上的压痕深度与碰撞速度 第22页/共75页一、有关试验结果玻璃碎片抛距与碰撞速度的关系 第23页/共75页一、有关试验结果玻璃分布带宽与碰撞速度的关系 第24页/共75页一、有关试验结果玻璃分布场与碰撞速度的关系 第25页/共75页二、确定汽车行人碰撞点的约束方法Slibar

10、分布三角形 第26页/共75页二、确定汽车行人碰撞点的约束方法速度约束区 第27页/共75页二、确定汽车行人碰撞点的约束方法速度和制动减速度约束 第28页/共75页年龄，岁61414152030305050607080性 别男/女男/女男/女男/女男/女男/女运动状态行走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跑动3.4/2.84.0/3.04.0/3.03.6/3.63.5/3.32.0/1.7赛跑4.2/4.05.4/4.87.4/6.16.5/5.55.3/

11、4.63.0/2.3一、行人的行进速度不同运动状态的平均速度，单位m/s第29页/共75页1）驾驶员是否对危险及时做出反应？及时意味着在对应的视线条件下驾驶员最早可能看见行人时刻。及时也意味着，一旦明确地识别行人(儿童、残疾人、醉酒者)无力或无意让道，驾驶员就可做出反应。若没有及时反应，则应该检验，是否驾驶员及时做出反应，就可避免事故的发生。二、事故可避免性计算第30页/共75页2）汽车制动前的速度有多高？若反应及时，速度高于法规极限会导致是否承担事故责任的判决。3）如果事故汽车保持允许速度(50km/h)，就要检验从时间或空间上事故是否可避免。二、事故可避免性计算第31页/共75页行人从汽车

12、行驶方向的右侧横穿道路时，被汽车右侧所撞。初始变形位置位于汽车发动机罩右前角0.7m处。事故时在路右侧有另一辆停放的汽车，从该停放车前端至碰撞点距离为2.8m。汽车前轮制动拖印长为19m。制动试验表明，汽车的减速度至少为7m/s2。从制动痕迹起点至碰撞点距离为6m。事故地点允许最高速度为50km/h。 行人事故现场草图(考虑反应时间) 第32页/共75页ECCaSV2m13ECSaSVEB20m19EBSCBfCRttts4 . 14 . 00 . 1CBt二、事故可避免性计算(km/h)5 .48(m/s)5 .137132CVkm/h) (7 .58m/s)(3 .1671920V4 .

13、0/C0CRaVVt4 . 14 . 00 . 1CBt第33页/共75页二、事故可避免性计算驾驶员反应过晚 第34页/共75页m8 . 24 . 121CRPPtVSEBBRERSSS)72()6 . 350(16 . 3502m7 .278 .139 .13m/s6 . 8220CBCaSVVs75. 1175. 0)(0fCCRtaVVt三、儿童事故第35页/共75页fCRfSataSatV2)(21732272172.)(ttSttaVCRCRCBT2)(2s.0.9VStPP45022m/s4 .1345. 04 . 13 .22)45. 04 . 0(272TV三、儿童事故第36页

14、/共75页s.0.9VStPP45022s/m.).(VT4134504132245040272三、儿童事故第37页/共75页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页/共75页五、位移时间图分析方法事故空间不可避免

15、第39页/共75页事故空间可避免分析 第40页/共75页行人从点出发，减速行走到点，发现车来临加速返回到点。 ttVVV000一、减速横穿加速返回第41页/共75页2220020020000()2ttVVLVdVt dtV tttt02202200LtVttV2200211LttV t2121costVbLtVLtVbL020121211costVLbLtV022101211)cos(1保证行人安全的条件为 从点出发减速行走到点停止后，又加速返回到所需的时间为 2t在 时间内的实际行走距离为 2t2L一、减速横穿加速返回第42页/共75页cbLV)cos(1211若令2200 02(1)1Lc

16、tV t 则00002212VtctVL解得00 002tV tsVdt因为002Vst 行人从走到的距离的时间为 一、减速横穿加速返回第43页/共75页0204(1)CVsLCV1211(cos )cLbV因为cossin221bLxLtgbsecaL220当时，则1sec0tg0sin1cos21bxLaL 21Vxc sCVLVxV0210114解得一、减速横穿加速返回第44页/共75页设x=20m，VA=5m/s，a=1m，b=1.7m，=0 时，求A车行驶速度为V1时，行人行走的最大安全距离S。 001113.6360 xVxVVVV111013.620 5360VaVVxV1110

17、13.620 5360VaVVxV111360141360sVV得 汽车行驶速度与行人的最大安全距离之间的关系 V1（km/h）1020304050607080s（m）9.34.83.32.52.11.81.61.5实例 第45页/共75页行人从行走到，瞬间发现车到来，加速通过横道行至，这时行人的后端通过车行驶路线右侧点后，车的前端才到达，即可安全横穿。 二、减速再加速横穿第46页/共75页行人安全横穿的条件可以这样考虑，即行人从行至的时间内，车尚未到达，行人从到达所用的时间 比车由初始状态到达的时间 短。2t1t111VLt tg)ba(xL1行人从到的行走速度可分为二个阶段 二、减速再加速

18、横穿第47页/共75页第一阶段减速行走速度的表达式为 2000000(1)VVtVVtttVt第二阶段加速行走速度的表达式为 20()Va tt行人从到的行走距离L2 为 22()secLabl行人从加速到的距离L 为2200220220()2()ttttLLsa tt dtV dtatt二、减速再加速横穿第48页/共75页200tVs 002Vst 因为202)2(2VstaL得到0222)(2VssLat保证横穿的安全条件为 21tt 02112)(2VssLaVL二、减速再加速横穿第49页/共75页cVL11)(2220sLaVsc则2220022240LscscVaVa22202002

19、0212421124caLVVcaaVcVss求解得02421222020caLVVca当021 ss0222)(2VssLat得出二、减速再加速横穿第50页/共75页202020220220202)(1244844)(1acVLaVVcaVLVcVaca020202021481124VacVaLVacaVss简化二、减速再加速横穿第51页/共75页二、减速再加速横穿第52页/共75页三、减速、停留、再以恒速横穿t2为B从到所用的全部时间，sL2为B从到所走的全部距离，mt1为A车由驶到的时间,sL1为A车由驶到的距离,m设s为行人B从减速行驶到停止的距离，mt0为B从行驶到所用的时间，st停

20、留时间，s第53页/共75页A车从行驶到所需的时间 1111()Lxab tgtVVB从行走到所需的时间 20 02V ts B从行走到的距离 20222220()tttLLsV dtVttt)2(202222tVstVsLLtVsVsLt202222因三、减速、停留、再以恒速横穿第54页/共75页若行人B从行至的时间，比A车从到达的时间短，即可保证B横穿的安全。21tt 1212022LLsstVVV则11VLc 令则得tVsVsLc20222sVVtVLc2202212三、减速、停留、再以恒速横穿第55页/共75页将行人简化为一个质心高度为单自由度数学模型，利用动量原理计算行人抛距与汽车碰

21、撞速度的关系。 一、单自由度简化行人模型第56页/共75页PVVmXX)(111PVVmXX)(222)()(2222PSYYhhPJ0)(12221XPSYXXVhhVV一、单自由度简化行人模型第57页/共75页AXB1222200100100110PSSPmmAJhhhhTYXXPVVX,221TXXVVmB111, 0, 0,一、单自由度简化行人模型第58页/共75页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、单自由度简化行人模型第59页/共75页SZg SZgt 212SSZgth12Sth g0 SXXSVX2tVXXS21tt ghVXSX221gXS XSSVgtX2tVgtXXSS2221)(22gVtX)2(222gVXX212222(2)XSXXXXVh gVg二、由行人抛距反推碰撞速度第60页/共75页0222cVbVaXX)2(1gaghbS2Xc 二、由行人抛距反推碰撞速度SSS2S2)(22)(2hhXgghhXgVX第61页/共75页在实际中，碰撞速度为25km/h时，事故的

23、死亡率仅占事故人数的3.5%而50km/h时致命性受伤的可能性为37%， 70km/h时事故致人死亡率约为83%车速60km/h时轻伤事故的可能性为0%40km/h时轻伤可能性为40%车速为10km/h时事故参与行人有80%的可能性受轻伤。二、由行人抛距反推碰撞速度第62页/共75页三、综合分析实例 已知汽车数据质 量m1=1087kg最大变形量Sd=0.04m制动距离S=13.3m（碰撞时刻至静止）制动减速度adec=8.79.1m/s2已知行人数据身 高h=1.74m重心高度hs=0.90m行人质量m2=79kg抛 距X=16.4m摩擦系数=1.1（一般为0.61.4）事故数据 第63页/共75页三、综合分析实例 532)(2S2SghhXgVC由模拟假人试验得到的碰撞速度为VC =4445km/h由受伤行人抛距得到的碰撞速度为VC =4358km/h由汽车制动距离求得的汽车碰撞速度为VC =5556km/h由简化模型计算得到的碰撞速度为第64页/共75页三、综合分析实例 行人和地面碰撞时头部的冲击加速度 行人和