第7章车辆-行人事故

第七章车辆－行人事故第一节行人交通事故再现的意义第二节事故过程分析第三节事故分析的约束方法第四节事故可避免性第五节行人横穿碰撞的界限范围第六节行人单自由度模型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。事故前阶段可划分为感知、反应和结果三个基本阶段。行人事故再现的基础是事故现场的勘查物证(如痕迹、证据)。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行人事故再现使用的方法主要依据物理定律(制动、转向等)、勘查结果和特殊模拟试验。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汽车与行人碰撞后，行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。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－行人交通事故过程抛距接触

飞行

滑移运动飞行阶段接触阶段滑移阶段接触时间接触位移飞行时间飞行距离滑移时间滑移位移接触飞行滑移运动

行人事故过程的阶段划分

第二节汽车－行人交通事故过程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。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。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。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。影响接触阶段的因素对滑移(滚动)运动同样有影响。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，Kühnel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、有关试验结果一、有关试验结果一、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行人横向极限抛距与碰撞速的关系一、有关试验结果一、有关试验结果行人上抛距与碰撞速度的关系碰撞速度与行人在汽车上的横偏移距一、有关试验结果一、有关试验结果行人在车身上的压痕深度与碰撞速度一、有关试验结果玻璃碎片抛距与碰撞速度的关系一、有关试验结果玻璃分布带宽与碰撞速度的关系一、有关试验结果玻璃分布场与碰撞速度的关系二、确定汽车－行人碰撞点的约束方法Slibar分布三角形二、确定汽车－行人碰撞点的约束方法速度约束区二、确定汽车－行人碰撞点的约束方法速度和制动减速度约束年龄，岁6~1414~1520~3030~5050~6070~80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4.2/4.05.4/4.87.4/6.16.5/5.55.3/4.63.0/2.3一、行人的行进速度不同运动状态的平均速度，单位m/s1）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、事故可避免性计算行人从汽车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)二、事故可避免性计算二、事故可避免性计算驾驶员反应过晚三、儿童事故三、儿童事故三、儿童事故四、老年人事故五、位移－时间图分析方法事故空间不可避免事故空间可避免分析行人从②点出发，减速行走到④点，发现车来临加速返回到⑤点。一、减速横穿加速返回保证行人安全的条件为从②点出发减速行走到④点停止后，又加速返回到⑤所需的时间为在时间内的实际行走距离为一、减速横穿加速返回若令则解得因为行人从②走到④的距离的时间为一、减速横穿加速返回因为当时，则解得一、减速横穿加速返回设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。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实例行人从②行走到③，瞬间发现车到来，加速通过横道行至④，这时行人的后端通过车行驶路线右侧点⑤后，车的前端才到达⑤，即可安全横穿。二、减速再加速横穿行人安全横穿的条件可以这样考虑，即行人从②行至④的时间内，车尚未到达⑤，行人从②到达④所用的时间比车由初始状态到达⑤的时间短。行人从②到④的行走速度可分为二个阶段二、减速再加速横穿第一阶段减速行走速度的表达式为第二阶段加速行走速度的表达式为行人从②到④的行走距离L2

为行人从③加速到④的距离L’

为二、减速再加速横穿因为得到保证横穿的安全条件为二、减速再加速横穿则求解得当得出二、减速再加速横穿简化二、减速再加速横穿二、减速再加速横穿三、减速、停留、再以恒速横穿t2为B从②到⑤所用的全部时间，sL2为B从②到⑤所走的全部距离，mt1为A车由①驶到④的时间,sL1为A车由①驶到④的距离,m设s为行人B从②减速行驶到③停止的距离，mt0为B从②行驶到③所用的时间，sΔt停留时间，sA车从①行驶到④所需的时间B从②行走到③所需的时间B从③行走到⑤的距离因三、减速、停留、再以恒速横穿若行人B从②行至⑤的时间，比A车从①到达④的时间短，即可保证B横穿的安全。则令则得三、减速、停留、再以恒速横穿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撞速度的关系。一、单自由度简化行人模型一、单自由度简化行人模型一、单自由度简化行人模型解得一、单自由度简化行人模型

二、由行人抛距反推碰撞速度二、由行人抛距反推碰撞速度在实际中，碰撞速度为25km/h时，事故的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=8.7~9.1m/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μ=1.1（一般为0.6~1.4）事故数据三、综合分析实例由模拟假人试验得到的碰撞速度为VC=44～45km/h由受伤行人抛距得到的碰撞速度为VC=43～58km/h由汽车制动距离求得的汽车碰撞速度为VC=55～56km/h由简化模型计算得到的碰撞速度为三、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车体碰撞时头部的冲击加速度三、综合分析实例后头部冲击时头盖骨骨折和头盖骨平均加速度持续时间前头部冲击时头盖骨骨折和头盖骨平均加速度持续时间三、综合分析实例AIS等级与碰撞速度关系三、综合分析实例行人事故碰撞速度的推算测定抛出总距离X(注意碰撞点的判断)头部伤害程度头部碰撞加速度头部碰撞加速度碰撞速度碰撞速度公式目前可用的有说服力的数据主要是一些用模拟假人试验和案例分析的结果，因此，交通事故分析的信息源常限于数学模型或者根据理论原理的假设。自1971年以来，一些研究者开始尝试根据行人质量的运动，定量分析汽车的碰撞速度。下面将简单叙述这些数学计算式。四、汽车碰撞行人速度的数学计算方法施密特－纳格耳方法。197