交通事故分析研讨与再现

第五章

道路交通事故分析与再现

主要内容道路交通事故的阶段及事故形态事故再现根底理论事故再现方法车速计算方法一、道路交通事故的阶段及事故形态1、事故阶段根据事故发生的时间历程，可以将事故过程分为：碰撞前：如碰撞前的制动过程，此时已进入事故不可逆阶段；碰撞过程：事故参与方之间存在碰撞作用力，会导致参与方的运动形态发生改变；碰撞后：作用结束直到事故参与各方停止。一、道路交通事故的阶段及事故形态2、事故形态〔1〕车-车正面碰撞实际交通事故中，在大多数碰撞瞬间，驾驶员都会下意识的转向，从而出现斜碰撞。为了对事故过程进行准确的分析，应获取以下几点信息：轮胎痕迹的突变大多数情况下，碰撞的车辆在碰撞前紧急制动，拖着滑痕相撞在一起。此时就会像图所示的那样，在碰撞的同时，轮胎滑痕一定会出现异变。路面划痕路面上的划痕是分析事故过程最直接的证据，所以准确的识别和分析路面的划痕将对事故过程分析很有帮助。事故车的最终停止位置和姿态

碰撞后，事故车最终会因碰撞后的摩擦功消耗掉剩余的动能而停止。由于可以根据最终停车位置和姿势，再结合路面上滑痕和事故车的破损状态、路面上散物等来推断碰撞过程，所以最终停车位置与姿势，将成为事故过程分析的重要证据。〔2〕车-车垂直碰撞碰撞后在第一象限A车以50km/h的速度、直角侧碰撞在正以50km/h的速度行驶的车上〔3〕车-摩托车碰撞与碰撞的对方车辆质量相差很大，故车身和驾驶员多是摩托车一方受伤。碰撞前两轮车和驾驶员作为一个质点运动，由于碰撞的冲击使两轮车与驾驶员别离。人体直接一次碰撞。事故现场一般会留下摩托车的倒地划痕。碰撞点一般会留下摩托车的轮胎擦痕。〔4〕车-行人行人的质量与汽车相比很小，所以碰撞后，行人大致以汽车的碰撞速度沿水平/斜方向被抛出，成抛物线轨迹掉在路面上，着地以后在路面上滑行，最后停止运动。相比其他事故形态再现，人车事故再现更加复杂。以42km/h碰撞以56km/h碰撞〔5〕单车事故坠崖，撞固定物，侧滑，侧翻等二、事故再现根底理论1、功能原理事故车的动能主要由车身的变形、车身接触摩擦及汽车与地面之间的摩擦消耗；汽车在碰撞前碰撞后的过程可以简化为刚体平面运动，而碰撞过程应考虑变形刚度及恢复系数；碰撞过程中的动量守恒假设；2、制动过程〔1〕制动摩擦系数汽车在制动过程中，制动摩擦系数因轮胎的滑动比大小而发生变化。〔2〕制动时间〔3〕制动距离制动距离：是指机动车在规定的初速度下急踩制动时，从脚接触制动踏板〔或手触动制动手柄〕时起至机动车停住时止机动车驶过的距离。(GB7258-2004)制动距离可以通过轮胎抱死后在路面上滑动而留在路面上的轮胎划痕来识别。但，制动后未必留下滑痕。因此，不能将制动距离与制动滑痕长度混淆。根据制动摩擦系数与轮胎滑移率的关系，可知，在制动滑痕前面，一定多少有一段未留下滑痕的制动距离。？3、侧滑附着系数对被侧撞而横向滑行的车辆来讲，即使没有采取制动措施，轮胎也不会转动，所以此时的摩擦系数较大侧滑摩擦系数与纵滑摩擦系数的关系从实用的观点来说两者几乎是一样的4、车辆转弯横向稳定性〔1〕侧翻临界速度

所以〔2〕侧滑临界速度三、事故再现方法事故再现是在相关事故痕迹检验、分析根底上，运用能量守恒定律、动量〔矩〕守恒定律及汽车动力学理论等原理复原事故过程。1、理论计算方法主采用动量守恒和能量守恒定律等根本力学理论来推算速度，是最常用、最简便的计算方法。主要包括根本的运动学、力学方法，诸如运用动量守恒定律、能量守恒定律和抛体运动规律对车速进行综合推算。2、计算机仿真采用先进的计算机仿真来推算交通事故车辆速度，具有准确、方便、可视化等特点，并能综合各种计算方法，通过比较分析和优化，辅以专家经验，给出与真实情况更为接近的分析结果。但是，计算机仿真方法对使用者的理论水平和软件应用能力要求高，其包含的通用化模型通常不能满足事故分析人员结合研究经验对具体事故特点进行分析的需要，而且主要适用于对交通事故场景进行重构和演示。3、依据监控视频计算依据视频的参数，根据车辆在一定时间内经过的距离计算出车辆在这段时间内的平均速度。4、多信息融合对事故现场的各类痕迹及其他相关信息进行充分论证和合理应用，从多角度分析事故过程及车速，是车速计算准确的重要保证。1〕散落物分布2〕车速表信息3〕车体划痕信息4〕监控录像信息5〕车体碰撞部位及其变形情况6〕人体损伤特征7〕道路环境8〕模拟试验等四、车速计算根本方法1、拖痕分析法计算车速在抱死状态下制动，如忽略空气阻力，可认为汽车在轮胎滑移前的全部动能全部都消耗在其于路面的滑磨之中。〔1〕来源：根据制动过程中的功能平衡关系：——车辆地面制动力〔N〕S——制动印迹长度〔m〕m——车辆质量〔kg〕va——制动印迹起点的瞬时车速〔m/s〕(2)应用假设在坡道上制动，那么：假设事故车辆〔或相同类型车辆〕可正常行驶，可进行现场制动试验，那么：纵滑附着系数可在交通事故现场或者类似路面上试验测定，也可参照下表选取，然后用K值修正地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系〔3〕汽车的制动过程制动距离的分析从制动的全过程来看，包括驾驶员见到信号后作出行动反响、制动器起作用、持续制动和放松制动器四个阶段。制动距离：指开始踩着制动踏板到完全停车的距离。包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离.图

汽车的制动过程制动时车轮的运动制动时车轮的运动单纯的滚动边滚边滑抱死拖滑没有制动力时的滚动半径S2S时间tS3S1制动时间停车时间制动距离停车距离t1t2t3t4T1——驾驶员反响时间;T2——制动滞后时间;T3——制动力增长时间;T4——制动力到达最大值后持续制动时间;T5——制动放松时间制动协调时间制动距离：决定汽车制动距离的主要因素：制动器起作用的时间、最大制动减速度即附着力〔或最大制动器制动力〕以及起始制动车速。因为车辆在产生制动痕迹前的制动协调时间内存在一定的速度降低，GA/T643-2006中的公式忽略了制动协调时间对车辆的减速过程，因此需在实际鉴定过程中对其进行修正。2021年12月07日06时40分许，MQ驾驶牌照号为川D16732中型自卸货车由仁和区政府方向往东区政府方向行驶，当车辆行至事故路段时，与行人XXX相撞，造成XXX受伤后经中心医院抢救无效死亡、车辆受损的重大交通事故。实用案例1道路交通事故现场勘验图〔复制件〕详情告知，事故路段为东西走向，现场为平直枯燥沥青路面，事发时为晴天。事故车左、右后轮在其前方路面分别留下了长为12.62m、12.50m的双轮制动拖印痕迹。表1机动车台式检测制动类检测数据事故车整备质量为3940kg。该车事故发生时〔制动前〕的速度约为47km/h～56km/h。2、散落物分析法推算碰撞时的速度L——散落物被抛出的水平距离v——碰撞速度〔m/s〕h——散落物被抛出时的离地高度〔m〕g——重力加速度〔m/s2〕散落物分析方法——散落物下落的运动过程是自由落体与匀速直线运动的复合运动。假设：抛落物从车上高度为H米处向车前飞出，飞行L米后落到路面，那么碰撞车速：实用案例2一辆汽车碰撞行人，事故现场勘查时发现汽车前灯玻璃被撞击破裂，其中一块较大的玻璃碎片抛出距离5.8m，测量出车灯距离地面高度0.68m，现场勘查给出汽车肇事前制动距离25m，计算车速。1、汽车碰撞时速度：3、双散落物分析法推算碰撞时的速度vc——碰撞前速度〔m/s〕h1——1物抛出前距地面高度〔m〕h2——2物抛出前距地面高度〔m〕汽车肇事后，事故现场可能留下多个散落物，取可信度比较大的两个散落物，用以计算汽车碰撞速度。——两散落物间距离，m双散落物分析方法——散落物下落的运动过程也是自由落体与匀速直线运动的复合运动。假设：抛落物从车上高度分别为h1和h2米处向车前飞出，飞行距离分别为L1和L2，那么碰撞车速可按下式计算：等比定理c实用案例3一辆汽车碰撞隔离墙，车体受损后风窗玻璃破裂落地，车内一钟表被抛出，两散落物地面距离2.8m，碰撞前，前者距离地面高度1.31m，后者高度2.20m,计算汽车碰撞速度。

4、动量定理在一维碰撞中的应用碰撞事故由三个不同且连续进行的过程构成第一个过程：碰撞前驾驶员的操作过程，因驾驶员未采取措施或采取措施无效，导致汽车碰撞；第二个过程：碰撞本身，即汽车与汽车或其他物体相撞，并在接触间进行动量和动能交换的过程；第三个过程：碰撞结束后，汽车以重新获得的运动初始条件开始运动直至最后停止的过程。——碰撞后的相对速度：两车碰撞后动量交换完毕时，两车有同一速度，记为vc设碰撞前两车的总动能为Ek1，动量交换结束时刻的总动能为Ek2，那么有：动能损失为：▲动能损失可认为全部被汽车前部的变形所吸收.国外实验者用小轿车做大量模拟碰撞试验，得出试验公式：迎面碰撞ve=105.3xx——塑性变形量mVe——有效碰撞速度km/h实用案例4经检验，川D29763塑性变形量最大值约为1700mm,塑性变形量最小值约为1150mm,碰撞宽度约为1050mm,车辆前部宽度约为2480mm2021年9月20日16时30分许，川D29763中型自卸货车由污水处理厂往金江镇方向行驶，当车行至污水处理厂路段时，因超越停放于路边的的川D17283重型货车过程中，与由钒钛产业园区二号线往污水处理厂方向行驶的川D51573重型自卸货车相撞，造成1人当场死亡、1人受轻微伤、两车〔即：川D29763、川D51573〕受损的交通事故。川D51573在碰撞后与川D29763中型货车未别离，川D51573前方可见3.3m的制动痕迹，川D29763中型货车未见轮胎拖印。由过磅计量单可见，川D29763中型货车的总质量为35960kg,川D51573重型货车的总质量为51540kg。☆汽车在行驶时驱动力与行驶阻力平衡☆发动机输出功率也与行驶阻力功率平衡5、根据汽车功率平衡方程计算行驶速度实用案例5汽车功率平衡方程

在追尾事故车速鉴定中的应用案例追尾事故的前车鉴定，需收集的根本参数：

发动机功率车辆总质量车辆外廓尺寸〔汽车迎风面积〕道路坡度路面状况〔滚动阻力系数〕计算举例：功率平衡方程的适用情况

功率平衡方程计算车速的原理是车辆以最高车速在所行驶道路条件下，发动机的最大有效功率应与车辆的行驶阻力功率相平衡。由此可见，应用功率平衡方程计算出的车辆车速为车辆在其所行驶的道路条件下〔即方程各个道路参数已给定情况下〕所能到