第7章車輛-行人事故

第七章車輛－行人事故第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義第二節(jié)事故過程分析第三節(jié)事故分析的約束方法第四節(jié)事故可避免性第五節(jié)行人橫穿碰撞的界限范圍第六節(jié)行人單自由度模型行人事故再現(xiàn)主要包括推算汽車的初始速度、汽車的碰撞速度、反應(yīng)地點(diǎn)(時(shí)刻)、碰撞點(diǎn)、行人的行走速度和方向。行人事故再現(xiàn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是從事故現(xiàn)場(chǎng)痕跡和證詞中提取的。

第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義行人事故的事故前階段可用緊急制動(dòng)過程中駕駛員的反應(yīng)階段劃分來分析。事故前階段可劃分為感知、反應(yīng)和結(jié)果三個(gè)基本階段。行人事故再現(xiàn)的基礎(chǔ)是事故現(xiàn)場(chǎng)的勘查物證(如痕跡、證據(jù))?？辈榈闹饕獌?nèi)容涉及工程(汽車、行人、道路)、醫(yī)學(xué)(受傷位置、傷勢(shì))、天氣方面(道路狀況、視野)、心理學(xué)方面(目擊者、證人、當(dāng)事人問詢)。第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義行人事故再現(xiàn)使用的方法主要依據(jù)物理定律(制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等)、勘查結(jié)果和特殊模擬試驗(yàn)。行人事故再現(xiàn)的常用方法有位移－時(shí)間曲線圖法、分布三角形法、區(qū)間約束法及數(shù)學(xué)模型法。第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義行人事故再現(xiàn)的可用數(shù)據(jù)包括事故汽車的終止位置、行人的終止位置、滑移物體的終止位置(汽車附屬物，玻璃碎片，撒落物，行人的鞋、帽、拎包、錢包、眼鏡)、制動(dòng)或側(cè)滑印跡、附著系數(shù)、沖突地點(diǎn)(行人鞋與地面擦痕、環(huán)境特點(diǎn)、證詞等確定)、汽車車身擦痕、汽車損壞位置和特點(diǎn)、道路位置和路況、視線遮蔽、交通管制、行人受傷種類與程度、衣服損壞與臟污以及當(dāng)事人和證人的陳述等。第一節(jié)行人交通事故再現(xiàn)的意義汽車與行人碰撞后，行人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與汽車外形與尺寸、速度,行人身材、速度和方向有關(guān)。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程接觸點(diǎn)位于行人質(zhì)心上部，如大客車、平頭貨車等與成年人碰撞、轎車與兒童碰撞時(shí)，碰撞可能直接作用在行人的胸部甚至頭部。身體上部直接向遠(yuǎn)離汽車的方向拋向前方。如果汽車不采取制動(dòng)，行人將被碾在車下。如果碰撞接觸點(diǎn)位于行人質(zhì)心，行人整個(gè)身體幾乎同時(shí)與汽車接觸。對(duì)于轎車，汽車保險(xiǎn)杠碰撞行人的小腿，隨后大腿、臀部倒向發(fā)動(dòng)機(jī)罩前緣，然后上身和頭部與發(fā)動(dòng)機(jī)罩，甚至與風(fēng)擋玻璃發(fā)生二次碰撞。轎車速度很高，且在碰撞時(shí)未采取制動(dòng)措施，行人可能從車頂掠過，直接摔跌在汽車后面的路上。

第二節(jié)汽車－行人交通事故過程如果碰撞接觸點(diǎn)位于行人質(zhì)心，行人整個(gè)身體幾乎同時(shí)與汽車接觸(碰撞形式C)，行人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)基本同D。一般碰撞作用在行人質(zhì)心下面(碰撞類型A和B)。h/H值越小，頭部碰撞速度就越大。碰撞速度越高，汽車前端越低，行人身材越高，頭部碰撞風(fēng)擋玻璃概率就越大。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程為汽車與行人的運(yùn)動(dòng)方向相同或者迎面碰撞時(shí)，行人的運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律。行人運(yùn)動(dòng)方向與汽車運(yùn)動(dòng)方向垂直碰撞時(shí)，行人運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律的抽象描述。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程拋距接觸

飛行

滑移運(yùn)動(dòng)飛行階段接觸階段滑移階段接觸時(shí)間接觸位移飛行時(shí)間飛行距離滑移時(shí)間滑移位移接觸飛行滑移運(yùn)動(dòng)

行人事故過程的階段劃分

第二節(jié)汽車－行人交通事故過程模擬假人試驗(yàn)所得到的身體不同部位在碰撞過程和其后的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。對(duì)于行人與汽車的擦碰，其運(yùn)動(dòng)形式較為復(fù)雜，第二階段不存在。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程成年人被船形轎車碰撞后的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)對(duì)接觸階段影響較大的因素有碰撞速度、制動(dòng)強(qiáng)度和行人與汽車前端的幾何尺寸比。飛行階段是因行人先被汽車加速，然后汽車因制動(dòng)，而被加速的行人繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)，行人被拋向前方。如果汽車未采取制動(dòng)措施或者減速度很小，會(huì)出現(xiàn)兩種情況：若速度超過某數(shù)值，行人就可能掠過風(fēng)擋玻璃而從車頂飛出，跌落在車后;而速度較低時(shí)，行人倒地后，會(huì)遭遇汽車的碾壓?；齐A段是從行人第一次落地到滑滾至靜止的過程。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程一些試驗(yàn)研究表明，在這個(gè)過程中行人亦可能離開地面彈起。影響接觸階段的因素對(duì)滑移(滾動(dòng))運(yùn)動(dòng)同樣有影響。此外，落地時(shí)刻的水平和垂直速度、路面種類、行人著裝等因素對(duì)該過程也有影響。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程對(duì)于平頭汽車碰撞成年人或船形轎車碰撞兒童，碰撞后兒童被直接拋向汽車的前方，經(jīng)滑移或滾動(dòng)后停止。如果碰撞過程汽車沒有采取制動(dòng)措施，行人可能被汽車碾壓。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程行人拋距S是指碰撞點(diǎn)至行人靜止點(diǎn)之間的距離。行人拋距可分解為縱向拋距和橫向拋距。行人橫偏距YC是指汽車與行人臀部的接觸點(diǎn)至頭部與發(fā)動(dòng)機(jī)罩接觸點(diǎn)之間的垂直于汽車縱軸的距離。上拋距XC是指在汽車上接觸點(diǎn)至行人頭部碰撞點(diǎn)之間的平行縱軸的水平距離。展距LC是指從地面到頭部與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩接觸點(diǎn)行人身體包容汽車外廓的展開長度。第二節(jié)汽車－行人交通事故過程不同制動(dòng)減速度條件下車速與行人縱向拋距的關(guān)系曲線。其中虛線表示行人事故的行人縱向拋距分布范圍(Rau，Kühnel和Elsholz)實(shí)線為在不同制動(dòng)強(qiáng)度的條件下，行人縱向拋距與碰撞速度或制動(dòng)減速度的關(guān)系以及拋距的分布范圍。一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人拋距與汽車碰撞速度的散點(diǎn)圖及擬合經(jīng)驗(yàn)公式一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人拋距與汽車碰撞速度的散點(diǎn)圖及擬合經(jīng)驗(yàn)公式行人橫向極限拋距與碰撞速的關(guān)系一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人上拋距與碰撞速度的關(guān)系碰撞速度與行人在汽車上的橫偏移距一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果行人在車身上的壓痕深度與碰撞速度一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果玻璃碎片拋距與碰撞速度的關(guān)系一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果玻璃分布帶寬與碰撞速度的關(guān)系一、有關(guān)試驗(yàn)結(jié)果玻璃分布場(chǎng)與碰撞速度的關(guān)系二、確定汽車－行人碰撞點(diǎn)的約束方法Slibar分布三角形二、確定汽車－行人碰撞點(diǎn)的約束方法速度約束區(qū)二、確定汽車－行人碰撞點(diǎn)的約束方法速度和制動(dòng)減速度約束年齡，歲6~1414~1520~3030~5050~6070~80性別男/女男/女男/女男/女男/女男/女運(yùn)動(dòng)狀態(tài)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跑動(dòng)3.4/2.84.0/3.04.0/3.03.6/3.63.5/3.32.0/1.7賽跑4.2/4.05.4/4.87.4/6.16.5/5.55.3/4.63.0/2.3一、行人的行進(jìn)速度不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的平均速度，單位m/s1）駕駛員是否對(duì)危險(xiǎn)及時(shí)做出反應(yīng)？及時(shí)意味著在對(duì)應(yīng)的視線條件下駕駛員最早可能看見行人時(shí)刻。及時(shí)也意味著，一旦明確地識(shí)別行人(兒童、殘疾人、醉酒者)無力或無意讓道，駕駛員就可做出反應(yīng)。若沒有及時(shí)反應(yīng)，則應(yīng)該檢驗(yàn)，是否駕駛員及時(shí)做出反應(yīng)，就可避免事故的發(fā)生。二、事故可避免性計(jì)算2）汽車制動(dòng)前的速度有多高？若反應(yīng)及時(shí)，速度高于法規(guī)極限會(huì)導(dǎo)致是否承擔(dān)事故責(zé)任的判決。3）如果事故汽車保持允許速度(50km/h)，就要檢驗(yàn)從時(shí)間或空間上事故是否可避免。二、事故可避免性計(jì)算行人從汽車行駛方向的右側(cè)橫穿道路時(shí)，被汽車右側(cè)所撞。初始變形位置位于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)罩右前角0.7m處。事故時(shí)在路右側(cè)有另一輛停放的汽車，從該停放車前端至碰撞點(diǎn)距離為2.8m。汽車前輪制動(dòng)拖印長為19m。制動(dòng)試驗(yàn)表明，汽車的減速度至少為7m/s2。從制動(dòng)痕跡起點(diǎn)至碰撞點(diǎn)距離為6m。事故地點(diǎn)允許最高速度為50km/h。行人事故現(xiàn)場(chǎng)草圖(考慮反應(yīng)時(shí)間)二、事故可避免性計(jì)算二、事故可避免性計(jì)算駕駛員反應(yīng)過晚三、兒童事故三、兒童事故三、兒童事故四、老年人事故五、位移－時(shí)間圖分析方法事故空間不可避免事故空間可避免分析行人從②點(diǎn)出發(fā)，減速行走到④點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)車來臨加速返回到⑤點(diǎn)。一、減速橫穿加速返回保證行人安全的條件為從②點(diǎn)出發(fā)減速行走到④點(diǎn)停止后，又加速返回到⑤所需的時(shí)間為在時(shí)間內(nèi)的實(shí)際行走距離為一、減速橫穿加速返回若令則解得因?yàn)樾腥藦蘑谧叩舰艿木嚯x的時(shí)間為一、減速橫穿加速返回因?yàn)楫?dāng)時(shí)，則解得一、減速橫穿加速返回設(shè)x=20m，VA=5m/s，a=1m，b=1.7m，=0

時(shí)，求A車行駛速度為V1時(shí)，行人行走的最大安全距離S。得汽車行駛速度與行人的最大安全距離之間的關(guān)系V1（km/h）1020304050607080s（m）9.34.83.32.52.11.81.61.5實(shí)例行人從②行走到③，瞬間發(fā)現(xiàn)車到來，加速通過橫道行至④，這時(shí)行人的后端通過車行駛路線右側(cè)點(diǎn)⑤后，車的前端才到達(dá)⑤，即可安全橫穿。二、減速再加速橫穿行人安全橫穿的條件可以這樣考慮，即行人從②行至④的時(shí)間內(nèi)，車尚未到達(dá)⑤，行人從②到達(dá)④所用的時(shí)間比車由初始狀態(tài)到達(dá)⑤的時(shí)間短。行人從②到④的行走速度可分為二個(gè)階段二、減速再加速橫穿第一階段減速行走速度的表達(dá)式為第二階段加速行走速度的表達(dá)式為行人從②到④的行走距離L2

為行人從③加速到④的距離L’

為二、減速再加速橫穿因?yàn)榈玫奖ＷC橫穿的安全條件為二、減速再加速橫穿則求解得當(dāng)?shù)贸龆p速再加速橫穿簡化二、減速再加速橫穿二、減速再加速橫穿三、減速、停留、再以恒速橫穿t2為B從②到⑤所用的全部時(shí)間，sL2為B從②到⑤所走的全部距離，mt1為A車由①駛到④的時(shí)間,sL1為A車由①駛到④的距離,m設(shè)s為行人B從②減速行駛到③停止的距離，mt0為B從②行駛到③所用的時(shí)間，sΔt停留時(shí)間，sA車從①行駛到④所需的時(shí)間B從②行走到③所需的時(shí)間B從③行走到⑤的距離因三、減速、停留、再以恒速橫穿若行人B從②行至⑤的時(shí)間，比A車從①到達(dá)④的時(shí)間短，即可保證B橫穿的安全。則令則得三、減速、停留、再以恒速橫穿將行人簡化為一個(gè)質(zhì)心高度為單自由度數(shù)學(xué)模型，利用動(dòng)量原理計(jì)算行人拋距與汽車碰撞速度的關(guān)系。一、單自由度簡化行人模型一、單自由度簡化行人模型一、單自由度簡化行人模型解得一、單自由度簡化行人模型

二、由行人拋距反推碰撞速度二、由行人拋距反推碰撞速度在實(shí)際中，碰撞速度為25km/h時(shí)，事故的死亡率僅占事故人數(shù)的3.5%而50km/h時(shí)致命性受傷的可能性為37%，70km/h時(shí)事故致人死亡率約為83%車速60km/h時(shí)輕傷事故的可能性為0%40km/h時(shí)輕傷可能性為40%車速為10km/h時(shí)事故參與行人有80%的可能性受輕傷。二、由行人拋距反推碰撞速度三、綜合分析實(shí)例已知汽車數(shù)據(jù)質(zhì)量m1=1087kg最大變形量Sd=0.04m制動(dòng)距離S=13.3m（碰撞時(shí)刻至靜止）制動(dòng)減速度adec=8.7~9.1m/s2已知行人數(shù)據(jù)身高h(yuǎn)=1.74m重心高度hs=0.90m行人質(zhì)量m2=79kg拋距X=16.4m摩擦系數(shù)μ=1.1（一般為0.6~1.4）事故數(shù)據(jù)三、綜合分析實(shí)例由模擬假人試驗(yàn)得到的碰撞速度為VC=44～45km/h由受傷行人拋距得到的碰撞速度為VC=43～58km/h由汽車制動(dòng)距離求得的汽車碰撞速度為VC=55～56km/h由簡化模型計(jì)算得到的碰撞速度為三、綜合分析實(shí)例行人和地面碰撞時(shí)頭部的沖擊加速度行人和車體碰撞時(shí)頭部的沖擊加速度三、綜合分析實(shí)例后頭部沖擊時(shí)頭蓋骨骨折和頭蓋骨平均加速度持續(xù)時(shí)間前頭部沖擊時(shí)頭蓋骨骨折和頭蓋骨平均加速度持續(xù)時(shí)間三、綜合分析實(shí)例AIS等級(jí)與碰撞速度關(guān)系三、綜合分析實(shí)例行人事故碰撞速度的推算測(cè)定拋出總距離X(注意碰撞點(diǎn)的判斷)頭部傷害程度頭部碰撞加速度頭部碰撞加速度碰撞速度碰撞速度公式目前可用的有說服力的數(shù)據(jù)主要是一些用模擬假人試驗(yàn)和案例分析的結(jié)果，因此，交通事故分析的信息源常限于數(shù)學(xué)模型或者根據(jù)理論原理的假設(shè)。自1971年以來，一些研究者開始嘗試根據(jù)行人質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)，定量分析汽車的碰撞速度。下面將簡單敘述這些數(shù)學(xué)計(jì)算式。四、汽車碰撞行人速度的數(shù)學(xué)計(jì)算方法施密特－納格耳方法。197