道路交通安全交通PPT課件

1、第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 第二節(jié)第二節(jié) 事故分析的理論基礎(chǔ)事故分析的理論基礎(chǔ)二、碰撞位置分析方法碰撞位置與路權(quán)有關(guān)，涉及事故責(zé)任確定。方法有：1）制動(dòng)印痕轉(zhuǎn)折點(diǎn)；2）碰撞散落物；3）停止位置和痕跡反推；4）碰撞前車輛行駛方向推定。三、道路交通事故力學(xué)分析方法1.道路交通事故的力學(xué)特點(diǎn)（車輛碰撞）1.1階段構(gòu)成：（個(gè)別情況只有兩項(xiàng)）沖突前：駕駛員未采取措施或措施無效，有各自初速度；沖突瞬間：汽車與沖突物進(jìn)行能量交換；沖突后：汽車與沖突物留下各自軌跡，以新的速度運(yùn)動(dòng)直到最終停止。結(jié)論：沖突現(xiàn)象是接觸體在極短的接觸時(shí)間（100200毫秒）內(nèi)完成能量交換，并引起各自運(yùn)

2、動(dòng)特征急劇改變的現(xiàn)象。因此沖突瞬間反應(yīng)不及，但此后一般有足夠時(shí)間采取措施。第1頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)1.2沖突類型：完全彈性沖突：碰撞后彈回，無動(dòng)能損失；完全塑性沖突：回彈速度為零,動(dòng)能完全損失；實(shí)際沖突：介于彈性和塑性之間，用恢復(fù)系數(shù)e 衡量?！?】推薦擬合公式為結(jié)論：有效速度越高，碰撞越接近塑性沖突。eVe-0.0396e574. 0201012vvvve1.3汽車近似剛體 一般碰撞造成汽車局部損壞，其他部位完好?？醋鰟傮w處理帶來許多方便。1.4 同型號(hào)汽車等速正面碰撞等價(jià)一車正面撞墻（堅(jiān)固墻體）；1.5 碰撞減速度是造成車內(nèi)人員傷亡的主要原

3、因，又分一次碰撞（撞車），二次碰撞（人撞車內(nèi)結(jié)構(gòu)物） 2.常用力學(xué)方法運(yùn)動(dòng)學(xué)；動(dòng)量方法（動(dòng)量、動(dòng)量矩守恒）；能量方法（能力守恒）。 第二節(jié)第二節(jié) 事故分析的理論基礎(chǔ)事故分析的理論基礎(chǔ)第2頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析一、單車事故一、單車事故1.汽車正向碰撞固定障壁1.1模型：剛體墻壁，汽車塑性碰撞；1.2分析方法：a）用彈性恢復(fù)系數(shù)計(jì)算，b）經(jīng)驗(yàn)公式A）回彈制動(dòng)拖印，動(dòng)能=制動(dòng)摩擦功。B）經(jīng)驗(yàn)公式正面碰撞：v0=86x+4.8，碰撞孤立物： v0=67x其他文獻(xiàn)推薦：正面碰撞v0=105.

4、3x2.斜向碰撞路邊護(hù)欄碰撞有一定的角度，不能直接用正面碰撞的恢復(fù)系數(shù)計(jì)算。2.1法向恢復(fù)系數(shù)法：v，v0改成vn，v0n后計(jì)算。2.2切向摩擦系數(shù)法：用碰撞沖量的切向分量建立方程求初速度kSgkvvvvkSgv2,200vvvvmvvmPPn)sin(cos)sin(cos,)sinsin()coscos(0000000第3頁/共20頁二、汽車的一維碰撞指沿縱軸方式的碰撞，包括兩車正面碰撞、追尾。1.正面碰撞1.1求解依據(jù) 主要參數(shù)有兩組v10,v20；v1,v2,由前求后為“正推法”，反之為“后推法”。除根據(jù)動(dòng)量守恒，還需補(bǔ)充一個(gè)方程。1.2解法 a)彈性系數(shù)法： 與動(dòng)量守恒方程聯(lián)立，“正

5、推”用式7-26,27；“反推”用式7-28,29。k 值?。ㄋ苄猿煞执螅┙Y(jié)果不穩(wěn)定。第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析3.單車墜落1.1分析方法：a）有墜落點(diǎn)痕跡，b）無法確定墜落點(diǎn)痕跡A）用拋物線方程計(jì)算（路面傾斜時(shí)，考慮垂直分速度）。B）用水平距離、垂直距離及觸地摩擦系數(shù)計(jì)算。hxhgv)(20201012vvvvk第4頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) b）經(jīng)驗(yàn)公式法國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料表明汽車變形量與有效碰撞速度關(guān)系碰撞瞬間共有速度：兩車的有效沖突速度：結(jié)論：按總動(dòng)量

6、保持不變進(jìn)行，有效碰撞速度與質(zhì)量成反比。)(2010211202vvmmmvvvce)(2010212101vvmmmvvvcexve3 .105212211mmvmvmvccevvv101202vvvce2.追尾沖突2.1特點(diǎn)：被沖突車認(rèn)知晚，無回避舉動(dòng)，屬一維沖突；車體后部剛度低，恢復(fù)系數(shù)??；被沖突車在沖突車停止后還會(huì)繼續(xù)前行；沖突后的兩車動(dòng)能主要由追尾車的制動(dòng)吸收。2.2速度推算：與正面碰撞相同，前車變形為：6 . 49 .1722xve第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第5頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 3.正面沖

7、突速度再現(xiàn)流程圖【1】給出了比較詳細(xì)的理論分析和推導(dǎo)，速度推算流程圖如下（P136圖6-15）。)(2010212101vvmmmvvvce)(2010211202vvmmmvvvce2211202101vmvmvmvm由塑性變形量x計(jì)算有效沖突速度Ve1=105.3x1Ve2=105.3x2由滑移距離L計(jì)算沖突后的速度V1,V2 11112kgLv 22222kgLv 解以下聯(lián)立方程，求出沖突前速度V10,V20 4.幾點(diǎn)說明：l一般正面沖突的恢復(fù)系數(shù)0k1，碰撞介于塑性、彈性之間；l碰撞前后速度變化與質(zhì)量和恢復(fù)系數(shù)有關(guān)；l變形量與沖突前的相對(duì)速度有關(guān)。變形量與質(zhì)量成反比，吸收的沖突能量與質(zhì)

8、量的平方成反比。即輕車損毀大，傷亡重。第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第6頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 三、汽車的二維碰撞多發(fā)生在斜向的碰撞，沖撞作用合力一般不通過質(zhì)心，汽車運(yùn)動(dòng)由平移和回轉(zhuǎn)兩部分構(gòu)成。有三種基本情況：a)正面沖突，但一車有轉(zhuǎn)向回避動(dòng)作時(shí)。b)直角沖突c)轉(zhuǎn)彎沖突當(dāng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)較小，可以忽略時(shí)，稱為對(duì)心二維碰撞，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)較大時(shí)稱為偏心二維碰撞。第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第7頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 1.受力分析：1.1合力

9、構(gòu)成：由沖撞力和接觸點(diǎn)的摩擦力合成。P1、P2沿各自的行進(jìn)方向構(gòu)成沖撞力合力P,摩擦力F垂直接觸面法線方向。1.2合力分解：合力分解為通過質(zhì)心和垂直質(zhì)心的兩個(gè)力。只有合力通過質(zhì)心時(shí)，汽車不會(huì)產(chǎn)生回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。碰撞力碰撞+摩擦合力合力分解合力偏心合力向心第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第8頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 2.沖突速度推算2.1運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析角度從X軸正向逆時(shí)針方向計(jì)算，位移按質(zhì)心位移計(jì)算。實(shí)例【1】圖6-23，6-24，6-25偏心碰撞結(jié)果B車位移情況 A車位移情況第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞

10、事故模型構(gòu)建與分析第9頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)2.2基本類型a)向心直角側(cè)面碰撞；b)偏心直角側(cè)面碰撞；c)向心斜角側(cè)面碰撞；d)偏心斜角側(cè)面碰撞。2.3速度推算對(duì)心碰撞根據(jù)碰撞前后車速、角度變化利用動(dòng)量守恒，得到兩個(gè)方向的方程式。 X軸： Y軸：2221112020222211120022101sinsinsincoscoscosvmvmvmvmvmvmvm解得：1202022221111020222211120coscoscossinsinsinmvmvmvmvmvmvmv(V1,V2按功能平衡求解，方法同前)第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建

11、與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第10頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 例：已知：6 . 0,77,0 .12,120,16335 . 0,30,0 . 8,0,2347222202111101mLkgmmLkgm推算碰撞后速度：推算碰撞速度：)/8 .42(/9 .11126 . 08 . 922)/9 .31(/9 . 885 . 08 . 922222111hkmsmLgvhkmsmLgvhkmmvmvmvmvhkmmvmvmv/3 .602347120cos4 .75163377cos8 .42163331cos9 .312347coscoscos

12、/4 .75120sin163377sin8 .42163331sin9 .312347sinsinsin1202022221111020222211120第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第11頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 偏心碰撞由具體位移情況，在不同坐標(biāo)軸上根據(jù)碰撞前后動(dòng)量守恒，建立方程式表示前后速度之間的關(guān)系；碰撞后速度用能動(dòng)守恒計(jì)算，在有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)情況下摩擦功的計(jì)算距離是質(zhì)心移動(dòng)距離的1.3倍；聯(lián)立求解得到碰撞前的初速度08版道路交通安全有解法的詳細(xì)過程和實(shí)例的數(shù)據(jù)，可供參考。2.4結(jié)論：兩維碰撞一般沒有固定解法

13、，要根據(jù)具體情況確定。四、二輪車事故1. 事故形態(tài)：迎面碰撞：交叉路口，摩托車正面向汽車側(cè)面碰撞；側(cè)面碰撞：汽車向兩輪車側(cè)面碰撞；追尾碰撞：汽車向兩輪車后部碰撞；2. 碰撞特點(diǎn)：不考慮兩者的轉(zhuǎn)動(dòng)（汽車質(zhì)量大，但轉(zhuǎn)動(dòng)小；兩輪車轉(zhuǎn)動(dòng)大，但質(zhì)量?。磳?duì)心碰撞處理。第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第12頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)3.碰撞速度推算：3.1摩托車正面碰撞汽車側(cè)面汽車行駛方向改變明顯（圖7-12）。汽車速度按制動(dòng)印痕長(zhǎng)度推算，摩托車速度為零（倒地，不反彈）。初始速度v10,v20按公式7-61和7-62計(jì)算。汽車

14、行駛方向改變不明顯汽車速度按制動(dòng)印痕推算，摩托車速度按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。碰撞時(shí)首先前叉后移，觸及發(fā)動(dòng)機(jī)并導(dǎo)致前輪橢圓變形，可用軸距減少表示前叉后移量，試驗(yàn)關(guān)系如圖計(jì)算公式為：125 . 1867. 0DVVDD軸距減少量（cm）V有效碰撞速度（km/h）試驗(yàn)車型：本田摩托（90218kg），側(cè)面碰撞普利茅斯轎車（1950kg）時(shí)的軸距變化。第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第13頁/共20頁3.2汽車正面碰撞摩托車汽車是主撞車，摩托車被碰位置不限，圖7-13為碰撞示意圖。汽車速度按制動(dòng)印痕長(zhǎng)度推算，摩托車、乘員速度不為零（倒地有印痕）。初始速度v10,v20按公式7

15、-69和7-70計(jì)算?！?】給出按二輪車翻倒滑行推算速度的方法。按車身滑行距離推算：按人體滑行距離推算：xgv12)(22212hxxhgv式中：x,x1,x2分別是車身滑行,人體飛出,地面滑行距離（m）V車體翻倒前速度（m/s）；h乘員質(zhì)心高度（m）1 2分別是車身、人體滑行的附著系數(shù)（見下表）試驗(yàn)物瀝青路面松軟的天然地面摩托車0.56-0.590.92-0.97自行車0.51-0.560.92-1.30行人0.65-0.670.64-0.67試驗(yàn)條件如下速度：微速摩托：250MasterSD,149kg自行車：19.5kg人體：男子（胖）78kg,著裝第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道

16、路交通事故分析與再現(xiàn)第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第14頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 五.行人事故1. 碰撞運(yùn)動(dòng)軌跡行人與汽車碰撞的力學(xué)模型非常復(fù)雜，根據(jù)接觸部位、行人姿態(tài)不同有很大差別。汽車撞成人軌跡模擬圖分頭-腰-膝-腳四個(gè)點(diǎn)，不同時(shí)刻的空間位置不同車速碰撞傷害示意圖頭部撞擊部位不同，低速傷害輕，高速傷害大。第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第15頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn) 2.碰撞軌跡一般規(guī)律（轎車碰撞）成人質(zhì)心高于保險(xiǎn)杠，碰撞后上身倒

17、向發(fā)動(dòng)機(jī)罩，引起二次碰撞，向前上方拋出。速度越高碰撞軌跡越典型。1.2米左右兒童質(zhì)心低于保險(xiǎn)杠，直接撞向前方，無二次撞擊；1米以下兒童直接撞倒，碾過可能性很大。3. 碰撞車速推算：3.1按汽車制動(dòng)印痕推算，式7-72；3.2按行人拋出距離推算行人質(zhì)量只有汽車5%，碰撞后可加速到汽車速度，根據(jù)拋物線軌跡可以推算汽車速度。)(2hxhgv3.3按車頭變形推算：式7-74,7-75第三節(jié)第三節(jié) 汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析汽車碰撞事故模型構(gòu)建與分析第16頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)09-5-7杭州三菱跑車撞行人事故09-5-9濟(jì)青高速南線亮適應(yīng)事故09-5-8歷下姚家轉(zhuǎn)彎內(nèi)輪差事故第17頁/共20頁第七章第七章 道路交通事故分析與再現(xiàn)道路交通事故分析與再現(xiàn)第四節(jié)第四節(jié) 道路交通事故仿真道路交通事故仿真第四節(jié) 道路交通事故仿真道路交通事故仿真一、事故仿真軟件的構(gòu)成主程序+三個(gè)子系統(tǒng)+相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。二、仿真計(jì)算子系統(tǒng)1.數(shù)據(jù)輸入：事故基本信息、事故計(jì)算參數(shù)輸入模塊2.分析計(jì)算：不同碰撞形態(tài)的模塊3.動(dòng)畫模擬：不同顯示對(duì)象的模塊三、仿真技術(shù)難點(diǎn)數(shù)學(xué)模型的建立和參數(shù)選取。四、仿真軟件的應(yīng)用1.事故處理提供