第五章-交通事故分析與再現(xiàn)

第五章

道路交通事故分析與再現(xiàn)

主要內(nèi)容道路交通事故的階段及事故形態(tài)事故再現(xiàn)基礎(chǔ)理論事故再現(xiàn)方法車速計(jì)算方法一、道路交通事故的階段及事故形態(tài)1、事故階段根據(jù)事故發(fā)生的時(shí)間歷程，可以將事故過程分為：碰撞前：如碰撞前的制動(dòng)過程，此時(shí)已進(jìn)入事故不可逆階段；碰撞過程：事故參與方之間存在碰撞作用力，會(huì)導(dǎo)致參與方的運(yùn)動(dòng)形態(tài)發(fā)生改變；碰撞后：作用結(jié)束直到事故參與各方停止。一、道路交通事故的階段及事故形態(tài)2、事故形態(tài)（1）車-車正面碰撞實(shí)際交通事故中，在大多數(shù)碰撞瞬間，駕駛員都會(huì)下意識(shí)的轉(zhuǎn)向，從而出現(xiàn)斜碰撞。為了對事故過程進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，應(yīng)獲取以下幾點(diǎn)信息：輪胎痕跡的突變大多數(shù)情況下，碰撞的車輛在碰撞前緊急制動(dòng)，拖著滑痕相撞在一起。此時(shí)就會(huì)像圖所示的那樣，在碰撞的同時(shí)，輪胎滑痕一定會(huì)出現(xiàn)異變。路面劃痕路面上的劃痕是分析事故過程最直接的證據(jù)，所以準(zhǔn)確的辨認(rèn)和分析路面的劃痕將對事故過程分析很有幫助。事故車的最終停止位置和姿態(tài)

碰撞后，事故車最終會(huì)因碰撞后的摩擦功消耗掉剩余的動(dòng)能而停止。由于可以根據(jù)最終停車位置和姿勢，再結(jié)合路面上滑痕和事故車的破損狀態(tài)、路面上散物等來推斷碰撞過程，所以最終停車位置與姿勢，將成為事故過程分析的重要證據(jù)。（2）車-車垂直碰撞碰撞后在第一象限旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向由碰撞位置和速度的關(guān)系決定A車以50km/h的速度、直角側(cè)碰撞在正以50km/h的速度行駛的車上（3）車-摩托車碰撞與碰撞的對方車輛質(zhì)量相差很大，故車身和駕駛員多是摩托車一方受傷。碰撞前兩輪車和駕駛員作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，由于碰撞的沖擊使兩輪車與駕駛員分離。人體直接一次碰撞。事故現(xiàn)場一般會(huì)留下摩托車的倒地劃痕。碰撞點(diǎn)一般會(huì)留下摩托車的輪胎擦痕。（4）車-行人行人的質(zhì)量與汽車相比很小，所以碰撞后，行人大致以汽車的碰撞速度沿水平/斜方向被拋出，成拋物線軌跡掉在路面上，著地以后在路面上滑行，最后停止運(yùn)動(dòng)。相比其他事故形態(tài)再現(xiàn)，人車事故再現(xiàn)更加復(fù)雜。直立的成人行人，首先被前保險(xiǎn)杠、接著被車身正面橫向撞在下半身上，所以身體會(huì)倒向發(fā)動(dòng)機(jī)罩；若碰撞速度很高的話，會(huì)被拋向發(fā)動(dòng)機(jī)罩，把頭和上半身重重地摔在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上。以42km/h碰撞以56km/h碰撞（5）單車事故墜崖，撞固定物，側(cè)滑，側(cè)翻等二、事故再現(xiàn)基礎(chǔ)理論1、功能原理事故車的動(dòng)能主要由車身的變形、車身接觸摩擦及汽車與地面之間的摩擦消耗；汽車在碰撞前碰撞后的過程可以簡化為剛體平面運(yùn)動(dòng)，而碰撞過程應(yīng)考慮變形剛度及恢復(fù)系數(shù)；碰撞過程中的動(dòng)量守恒假設(shè)；2、制動(dòng)過程（1）制動(dòng)摩擦系數(shù)汽車在制動(dòng)過程中，制動(dòng)摩擦系數(shù)因輪胎的滑動(dòng)比大小而發(fā)生變化。（2）制動(dòng)時(shí)間（3）制動(dòng)距離制動(dòng)距離：是指機(jī)動(dòng)車在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)時(shí)，從腳接觸制動(dòng)踏板（或手觸動(dòng)制動(dòng)手柄）時(shí)起至機(jī)動(dòng)車停住時(shí)止機(jī)動(dòng)車駛過的距離。(GB7258-2004)制動(dòng)距離可以通過輪胎抱死后在路面上滑動(dòng)而留在路面上的輪胎劃痕來識(shí)別。但，制動(dòng)后未必留下滑痕。因此，不能將制動(dòng)距離與制動(dòng)滑痕長度混淆。根據(jù)制動(dòng)摩擦系數(shù)與輪胎滑移率的關(guān)系，可知，在制動(dòng)滑痕前面，一定多少有一段未留下滑痕的制動(dòng)距離。？3、側(cè)滑附著系數(shù)對被側(cè)撞而橫向滑行的車輛來講，即使沒有采取制動(dòng)措施，輪胎也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以此時(shí)的摩擦系數(shù)較大側(cè)滑摩擦系數(shù)與縱滑摩擦系數(shù)的關(guān)系從實(shí)用的觀點(diǎn)來說兩者幾乎是一樣的4、車輛轉(zhuǎn)彎橫向穩(wěn)定性（1）側(cè)翻臨界速度

所以（2）側(cè)滑臨界速度三、事故再現(xiàn)方法事故再現(xiàn)是在相關(guān)事故痕跡檢驗(yàn)、分析基礎(chǔ)上，運(yùn)用能量守恒定律、動(dòng)量（矩）守恒定律及汽車動(dòng)力學(xué)理論等原理還原事故過程。1、理論計(jì)算方法主采用動(dòng)量守恒和能量守恒定律等基本力學(xué)理論來推算速度，是最常用、最簡便的計(jì)算方法。主要包括基本的運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)方法，諸如運(yùn)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律和拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律對車速進(jìn)行綜合推算。2、計(jì)算機(jī)仿真采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真來推算交通事故車輛速度，具有準(zhǔn)確、方便、可視化等特點(diǎn)，并能綜合各種計(jì)算方法，通過比較分析和優(yōu)化，輔以專家經(jīng)驗(yàn)，給出與真實(shí)情況更為接近的分析結(jié)果。但是，計(jì)算機(jī)仿真方法對使用者的理論水平和軟件應(yīng)用能力要求高，其包含的通用化模型通常不能滿足事故分析人員結(jié)合研究經(jīng)驗(yàn)對具體事故特點(diǎn)進(jìn)行分析的需要，而且主要適用于對交通事故場景進(jìn)行重構(gòu)和演示。3、依據(jù)監(jiān)控視頻計(jì)算依據(jù)視頻的參數(shù)，根據(jù)車輛在一定時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的距離計(jì)算出車輛在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。4、多信息融合對事故現(xiàn)場的各類痕跡及其他相關(guān)信息進(jìn)行充分論證和合理應(yīng)用，從多角度分析事故過程及車速，是車速計(jì)算準(zhǔn)確的重要保證。1）散落物分布2）車速表信息3）車體劃痕信息4）監(jiān)控錄像信息5）車體碰撞部位及其變形情況6）人體損傷特征7）道路環(huán)境8）模擬試驗(yàn)等

根據(jù)GA/T643-2006《典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定》,依據(jù)事故現(xiàn)場勘查的汽車制動(dòng)距離計(jì)算肇事前的汽車速度(制動(dòng)拖印起點(diǎn)速度或制動(dòng)車速)。四、車速計(jì)算基本方法1、拖痕分析法計(jì)算車速在抱死狀態(tài)下制動(dòng)，如忽略空氣阻力，可認(rèn)為汽車在輪胎滑移前的全部動(dòng)能全部都消耗在其于路面的滑磨之中。（1）來源：根據(jù)制動(dòng)過程中的功能平衡關(guān)系：——車輛地面制動(dòng)力（N）S——制動(dòng)印跡長度（m）m——車輛質(zhì)量（kg）va——制動(dòng)印跡起點(diǎn)的瞬時(shí)車速（m/s）全輪制動(dòng)時(shí)K=1，一前輪和一后輪制動(dòng)時(shí)K=0.5，對于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)的轎車在良好路面只有前輪制動(dòng)時(shí)K=0.6-0.7，而只有后輪制動(dòng)時(shí)K=0.2-0.3(2)應(yīng)用若在坡道上制動(dòng)，則：若事故車輛（或相同類型車輛）可正常行駛，可進(jìn)行現(xiàn)場制動(dòng)試驗(yàn)，則：縱滑附著系數(shù)可在交通事故現(xiàn)場或者類似路面上試驗(yàn)測定，也可參照下表選取，然后用K值修正地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力之間的關(guān)系（3）汽車的制動(dòng)過程制動(dòng)距離的分析從制動(dòng)的全過程來看，包括駕駛員見到信號(hào)后作出行動(dòng)反應(yīng)、制動(dòng)器起作用、持續(xù)制動(dòng)和放松制動(dòng)器四個(gè)階段。制動(dòng)距離：指開始踩著制動(dòng)踏板到完全停車的距離。包括制動(dòng)器起作用和持續(xù)制動(dòng)兩個(gè)階段中汽車駛過的距離.圖

汽車的制動(dòng)過程制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)單純的滾動(dòng)邊滾邊滑抱死拖滑沒有制動(dòng)力時(shí)的滾動(dòng)半徑S2S時(shí)間tS3S1制動(dòng)時(shí)間停車時(shí)間制動(dòng)距離停車距離t1t2t3t4T1——駕駛員反應(yīng)時(shí)間;T2——制動(dòng)滯后時(shí)間;T3——制動(dòng)力增長時(shí)間;T4——制動(dòng)力達(dá)到最大值后持續(xù)制動(dòng)時(shí)間;T5——制動(dòng)放松時(shí)間制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間制動(dòng)距離：決定汽車制動(dòng)距離的主要因素：制動(dòng)器起作用的時(shí)間、最大制動(dòng)減速度即附著力（或最大制動(dòng)器制動(dòng)力）以及起始制動(dòng)車速。因?yàn)檐囕v在產(chǎn)生制動(dòng)痕跡前的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間內(nèi)存在一定的速度降低，GA/T643-2006中的公式忽略了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間對車輛的減速過程，因此需在實(shí)際鑒定過程中對其進(jìn)行修正。2013年12月07日06時(shí)40分許，MQ駕駛牌照號(hào)為川D16732中型自卸貨車由仁和區(qū)政府方向往東區(qū)政府方向行駛，當(dāng)車輛行至事故路段時(shí)，與行人XXX相撞，造成XXX受傷后經(jīng)中心醫(yī)院搶救無效死亡、車輛受損的重大交通事故。實(shí)用案例1

道路交通事故現(xiàn)場勘驗(yàn)圖（復(fù)制件）詳情告知，事故路段為東西走向，現(xiàn)場為平直干燥瀝青路面，事發(fā)時(shí)為晴天。事故車左、右后輪在其后方路面分別留下了長為12.62m、12.50m的雙輪制動(dòng)拖印痕跡。表1機(jī)動(dòng)車臺(tái)式檢測制動(dòng)類檢測數(shù)據(jù)臺(tái)式檢測項(xiàng)目最大制動(dòng)力過程差最大差值點(diǎn)制動(dòng)率不平衡率左右左右一軸5740N2900N5740N2890N40.2%（不合格）49.7%（不合格）二軸11410N9710N7840N5840N69%17.5%事故車整備質(zhì)量為3940kg。該車事故發(fā)生時(shí)（制動(dòng)前）的速度約為47km/h～56km/h。2、散落物分析法推算碰撞時(shí)的速度L——散落物被拋出的水平距離v——碰撞速度（m/s）h——散落物被拋出時(shí)的離地高度（m）g——重力加速度（m/s2）散落物分析方法——散落物下落的運(yùn)動(dòng)過程是自由落體與勻速直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。假設(shè)：拋落物從車上高度為H米處向車前飛出，飛行L米后落到路面，則碰撞車速：實(shí)用案例2一輛汽車碰撞行人，事故現(xiàn)場勘查時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車前燈玻璃被撞擊破裂，其中一塊較大的玻璃碎片拋出距離5.8m，測量出車燈距離地面高度0.68m，現(xiàn)場勘查給出汽車肇事前制動(dòng)距離25m，計(jì)算車速。1、汽車碰撞時(shí)速度：3、雙散落物分析法推算碰撞時(shí)的速度vc——碰撞前速度（m/s）h1——1物拋出前距地面高度（m）h2——2物拋出前距地面高度（m）汽車肇事后，事故現(xiàn)場可能留下多個(gè)散落物，取可信度比較大的兩個(gè)散落物，用以計(jì)算汽車碰撞速度。——兩散落物間距離，m雙散落物分析方法——散落物下落的運(yùn)動(dòng)過程也是自由落體與勻速直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。假設(shè)：拋落物從車上高度分別為h1和h2米處向車前飛出，飛行距離分別為L1和L2，則碰撞車速可按下式計(jì)算：等比定理c實(shí)用案例3一輛汽車碰撞隔離墻，車體受損后風(fēng)窗玻璃破裂落地，車內(nèi)一鐘表被拋出，兩散落物地面距離2.8m，碰撞前，前者距離地面高度1.31m，后者高度2.20m,計(jì)算汽車碰撞速度。

4、動(dòng)量定理在一維碰撞中的應(yīng)用1、技術(shù)內(nèi)容碰撞現(xiàn)象的特點(diǎn)不只是物體間的相互作用突然發(fā)生，持續(xù)時(shí)間很短，更重要的是在相撞物體相互作用的時(shí)間內(nèi)，物體間的相互作用力很大，外力的作用通常遠(yuǎn)小于物體之間的相互作用，可以忽略，而認(rèn)為碰撞過程中動(dòng)量守恒。所以，我們可以用動(dòng)量守恒定律來研究碰撞現(xiàn)象。即：汽車碰撞過程是動(dòng)量交換過程，其碰撞前的動(dòng)量和等于碰撞后的動(dòng)量之和。碰撞事故由三個(gè)不同且連續(xù)進(jìn)行的過程構(gòu)成第一個(gè)過程：碰撞前駕駛員的操作過程，因駕駛員未采取措施或采取措施無效，導(dǎo)致汽車碰撞；第二個(gè)過程：碰撞本身，即汽車與汽車或其他物體相撞，并在接觸間進(jìn)行動(dòng)量和動(dòng)能交換的過程；第三個(gè)過程：碰撞結(jié)束后，汽車以重新獲得的運(yùn)動(dòng)初始條件開始運(yùn)動(dòng)直至最后停止的過程?！鲎埠蟮南鄬λ俣龋簝绍嚺鲎埠髣?dòng)量交換完畢時(shí)，兩車有同一速度，記為vc設(shè)碰撞前兩車的總動(dòng)能為Ek1，動(dòng)量交換結(jié)束時(shí)刻的總動(dòng)能為Ek2，則有：動(dòng)能損失為：▲動(dòng)能損失可認(rèn)為全部被汽車前部的變形所吸收.國外實(shí)驗(yàn)者用小轎車做大量模擬碰撞試驗(yàn)，得出試驗(yàn)公式：迎面碰撞ve=105.3xx——塑性變形量mVe——有效碰撞速度km/h實(shí)用案例4經(jīng)檢驗(yàn)，川D29763塑性變形量最大值約為1700mm,塑性變形量最小值約為1150mm,碰撞寬度約為1050mm,車輛前部寬度約為2480mm2014年9月20日16時(shí)30分許，川D29763中型自卸貨車由污水處理廠往金江鎮(zhèn)方向行駛，當(dāng)車行至污水處理廠路段時(shí)，因超越停放于路邊的的川D17283重型貨車過程中，與由釩鈦產(chǎn)業(yè)園區(qū)二號(hào)線往污水處理廠方向行駛的川D51573重型自卸貨車相撞，造成1人當(dāng)場死亡、1人受輕微傷、兩車（即：川D29763、川D51573）受損的交通事故。川D51573在碰撞后與川D29763中型貨車未分離，川D51573后方可見3.3m的制動(dòng)痕跡，川D29763中型貨車未見輪胎拖印。由過磅計(jì)量單可見，川D29763中型貨車的總質(zhì)量為35960kg,川D51573重型貨車的總質(zhì)量為51540kg?！钇囋谛旭倳r(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡☆發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也與行駛阻力功率平衡5、根據(jù)汽車功率平衡方程計(jì)算行駛速度實(shí)用案例5汽車功率平衡方程

在追尾事故車速鑒定中的應(yīng)用案例追尾事故的前車鑒定，需收集的基本參數(shù)：

發(fā)動(dòng)機(jī)功率車輛總質(zhì)量車輛外廓尺寸（汽車迎風(fēng)面積）道路坡度路面狀況（滾動(dòng)阻力系數(shù)）計(jì)算舉例：車速功率

km/hm/skW

18554.4

19.85.559.9

發(fā)動(dòng)機(jī)功率132118.821.6665.5

效率0.9

23.46.571.0

總質(zhì)量400000

25.2776.7

滾動(dòng)阻力系數(shù)0.012

277.582.3

迎風(fēng)面積6.30

28.8888.0

空氣阻力系數(shù)0.8

30.68.593.7

坡度0.015

32.4999.5

34.29.5105.2

36.7210.2113.4

38.5210.7119.3

40.3211.2125.3

41.0411.4127.7

功率平衡方程的適用情況

功率平衡方程計(jì)算車速的原理是車輛以最高車速在所行駛道路條件下，發(fā)動(dòng)機(jī)的最大有效功率應(yīng)與車輛的行駛阻力功率相平衡。由此