邵祖峰，江 福，梁小華

（1.湖北警官學(xué)院 治安系，湖北 武漢430034；2.西藏警官高等?？茖W(xué)校，西藏 拉薩 850000）

1 引言

單車事故是指僅涉及單一車輛的交通事故。此種事故往往發(fā)生在高速公路上，普通公路的急彎、陡坡以及城市道路路邊隔離帶、電線桿或路燈桿等處也偶爾發(fā)生，事故的結(jié)果往往以側(cè)翻、墜崖或者撞擊固定物等形態(tài)出現(xiàn)，較少涉及到其他車輛或其他行人等。在早期高速公路的事故統(tǒng)計中[1]，單車事故的比率占50%以上。究其原因，雖然高速公路排除了其他橫向干擾因素，行車條件較好，但超速、超限、超載、疲勞、車況不良、爆胎、措施不當(dāng)?shù)任ｋU駕駛行為增多，導(dǎo)致事故的發(fā)生率顯著增加。在眾多原因中，超速排在第一位，當(dāng)超速因素與其他危險因素相結(jié)合，將顯著增加事故的危害后果。分析單車事故必須考慮速度問題。

2 單車事故速度鑒定的必要性

從侵權(quán)責(zé)任法的角度論及道路交通事故責(zé)任，單車事故由于不涉及其他相對方，事故的責(zé)任一般屬于當(dāng)事駕車人，考慮到交通事故賠償責(zé)任的連帶屬性，車方及其駕車人應(yīng)當(dāng)對車內(nèi)人員及被撞壞的路產(chǎn)損失給予賠償，車輛的損失則根據(jù)保險條款要求有所不同，部分賠償可能要求自理。此時的單車事故有關(guān)鑒定，比如車速，就失去了有助于法律賠償?shù)蔫b別價值。但從道路交通事故處理與原因分析的角度而言，對單車事故的車輛進(jìn)行速度鑒定是有意義的。首先，車速鑒定有利于警察了解事故形成過程，明確駕車人是否遵從了事故地段對車輛的速度限制要求，是否存在明顯的違章情節(jié)，確認(rèn)超速是否是造成事故的第一因素；其次，車速鑒定有利于證實駕車人自身行車已經(jīng)遵守了速度限制規(guī)定，事故的形成主要是由于道路或者車輛或者其他方面的原因造成，為進(jìn)一步的原因分析尋找方向，為向他方索賠提供證據(jù)與理由；再次，對于涉及人員眾多傷亡的重特大事故，尤其是車毀人亡、社會影響較大情形，當(dāng)事方的家屬迫切需要知道事故的形成過程及其原因時，單車事故的車速鑒定就十分有必要，它澄清了當(dāng)事方家屬與媒介對事故過程的種種質(zhì)疑，滿足了其知情權(quán)。最后，通過對同一地段所發(fā)生的多起單方事故車輛速度鑒定，有利于交管部門發(fā)現(xiàn)該地段在路段安全管理上存在的問題，是否存在限速值與限速標(biāo)志設(shè)置的不合理，是否存在所謂的黑點性因素，比如急彎、視距不良、線性組合不合理等，需要排查治理；當(dāng)然單方事故作為一種常見的事故形態(tài)，具有一定的科研價值，通過對此類事故的實際調(diào)查分析，有利于道路交通事故處理工作，也有利于司法鑒定、交通工程與道路安全工程等學(xué)科的發(fā)展。

3 不同類型單車事故常用速度鑒定計算思路

車速鑒定主要是綜合利用道路交通事故現(xiàn)場所遺留的各種痕跡、物證，包括車輛輪胎制動痕跡、側(cè)滑痕跡、車體側(cè)翻滑動痕跡、人體倒地滑移痕跡、車體損壞部位及其變形程度、人體損傷部位及其程度、道路及其附屬設(shè)施的變形情況等，應(yīng)用力學(xué)、運動學(xué)、交通事故物證鑒定技術(shù)、交通事故傷害學(xué)、汽車材料學(xué)等相關(guān)學(xué)科及其最新發(fā)展理論，分析車輛運動過程及其軌跡，并描述車輛速度變化的技術(shù)。車速鑒定可以說是交通事故再現(xiàn)與仿真技術(shù)的應(yīng)用重點。從道路交通事故處理的角度而言，人們比較關(guān)心的是事故發(fā)生前的行駛車速，該車速決定了事故車輛是否滿足道路交通安全法規(guī)對速度的限制要求。因為超速往往是事故發(fā)生的直接誘因，超速行駛會縮短駕車人的可應(yīng)變的反應(yīng)時間與空間，對人的駕駛適應(yīng)性提出了更高的要求，但大多數(shù)人難以達(dá)到，以致形成事故。

單車交通事故根據(jù)其發(fā)生的環(huán)境，可以分為高速公路單車事故、城市道路單車事故和普通公路單車事故。如果依據(jù)事故發(fā)生的形態(tài)，則可以分為撞擊固定物（比如高速公路護(hù)欄、中央隔離墩、電線桿、路燈桿或樹木）、側(cè)翻、墜崖等。單車交通事故車速鑒定技術(shù)主要依據(jù)事故形態(tài)進(jìn)行研究。

3.1 單車撞擊固定物速度鑒定思路

3.1.1 單車撞擊高速公路護(hù)欄

汽車撞擊高速公路護(hù)欄是高速公路交通事故的常見類型之一。事故的起因有兩種：一是駕車人因前方障礙（路障或者是積水）采取所謂的緊急避險措施而急轉(zhuǎn)方向盤，致使車輛在較短的橫向空間內(nèi)失控，與護(hù)欄直接撞擊；二是車輛高速行駛過程中，受某種因素影響（如制動，橫風(fēng)路況）導(dǎo)致車輛發(fā)生側(cè)滑，甩尾或者車輛頭部直接偏離行駛方向撞向護(hù)欄，在這兩種形式的撞擊過程中駕駛員可能會頻繁轉(zhuǎn)動方向盤，同時加以持續(xù)緊急制動，以致車輛在路邊護(hù)欄與中央護(hù)欄之間反復(fù)撞擊，形成護(hù)欄多處部位撞擊受損。這種撞擊是比較危險的形式，極其容易與后面跟隨行駛的車輛發(fā)生次生事故。許多求解車輛撞擊護(hù)欄前行駛速度的研究都是基于此種模型。在這種撞擊過程中，分為三個階段：撞擊前的制動減速、撞擊中的車輛與護(hù)欄的變形過程、車輛碰撞后的位移。由此求解單車撞擊護(hù)欄前車速的計算思路就可以設(shè)計（如圖1所示）。

圖1 車輛與高速公路護(hù)欄碰撞的車速鑒定一般思路

極端情況：車輛撞擊護(hù)欄力度太大，導(dǎo)致護(hù)欄發(fā)生斷裂性損壞，車輛沖出路外時的情形。此時的撞擊一般是車輛與護(hù)欄的撞擊角度較大，撞擊力超出了護(hù)欄的承受范圍，護(hù)欄吸收了其最大設(shè)計能量值。鑒定思路和圖1類似，只是護(hù)欄的吸收能量為其設(shè)計要求的最大抗撞擊能量值，撞斷護(hù)欄之后的運動按墜崖或上坡處理。上坡的實質(zhì)是車輛的重心提升，以抵消車輛撞擊后的剩余動能。墜崖的處理方式與后面的描述相同。

3.1.2 單車撞擊柱狀物

此種撞擊情形如同單車撞擊固定物，和汽車碰撞測試有些類似。因此可以借鑒相似性原理的方法，結(jié)合對同類車型撞擊測試數(shù)據(jù)與測試條件，采用比例模型的原理求解碰撞車速。也有一些研究人員利用碰撞深度與碰撞速度之間的經(jīng)驗數(shù)據(jù)擬合，得到了一些經(jīng)驗公式，鑒定思路（如圖2所示）。

圖2 單車撞擊柱狀物車速鑒定思路

3.2 單車側(cè)翻車速鑒定思路

單車側(cè)翻是一種極限圓周運動形式，往往是因車輛速度、轉(zhuǎn)彎半徑、質(zhì)心高度與整車質(zhì)量之間出現(xiàn)了某些不匹配，導(dǎo)致車輛因離心力的作用而發(fā)生側(cè)翻。鑒定思路（如圖3所示）。

圖3 車輛側(cè)翻車速鑒定思路

3.3 單車墜崖速度鑒定思路

單車墜崖一般是發(fā)生在陡坡急彎路段，車輛因下坡制動失控，正好遇上急彎，車輛失控沖出路外，形成飛車墜崖的現(xiàn)象。也可能是高速行駛過急彎，急踩剎車導(dǎo)致轉(zhuǎn)向失控沖出路外的現(xiàn)象。整個運動過程大致分為彎道前段制動減速階段、飛車墜崖的拋物體運動過程。如有可能還需要加上車體與防撞護(hù)欄（墻）變形過程。鑒定思路（如圖4所示）。

圖4 車輛墜崖速度鑒定思路

4 單車事故車速鑒定常用計算公式與來源

4.1 單車碰撞高速公路護(hù)欄

單車碰撞高速公路護(hù)欄，其車速鑒定的難點在于如何計算車輛與護(hù)欄碰撞過程中吸收的變形能量問題。有關(guān)車輛的變形能處理，可以借鑒車輛碰撞試驗中的有關(guān)車輛變形剛度的統(tǒng)計試驗值，假定車輛的前側(cè)端部發(fā)生了彈塑性變形。借用胡克定律的形式，將變形能予以求出。依據(jù)車輛撞擊時彈塑性特征，這里假定單位汽車碰撞寬度上所承受的撞擊力為f，CA、CB為汽車的兩種剛度系數(shù)，其取值范圍可以參照美國國家公路交通安全管理署試驗結(jié)果[2]。x為車輛撞擊部位的深度位移值，其范圍為[0，X]則f=CA+CBx，再假定b為撞擊部位寬度變量，取值范圍為[0，B]，則撞擊部位的平面所承受的力為F=fb=CAb+CBx，則此種變形力所做的功為 W=∫∫b（CA+CBx）dxdb。 出于簡化的考慮，由于車體前部的變形水平斷面一般呈三角形，利用均值的思想得出此即為車輛撞擊變形吸收的變形能。

對于護(hù)欄吸收的變形能，現(xiàn)階段只能采取兩種方式處理。一是利用黑箱的類似原理，造成護(hù)欄同樣的變形，必須具備同樣的變形條件，包括相等的沖擊能量、沖擊力和持續(xù)時間。因為護(hù)欄受損的過程是撞擊力持續(xù)作用的結(jié)果，只要給于的沖擊力一定，受損變形的程度就會基本一致，而且這種變形往往表現(xiàn)出成比例的特征。在有關(guān)護(hù)欄安全性測試研究中[3，4]，許多學(xué)者為此積累了大量的數(shù)據(jù)，研究的方法既有實車足尺測試，也有利用計算機(jī)軟件模擬。結(jié)合現(xiàn)場測試的護(hù)欄變形程度，采用當(dāng)量相似比例法相結(jié)合確定實際事故中護(hù)欄所吸收的能量。二是將護(hù)欄的變形過程看成一個彈塑性變形過程，采用類似胡可定律的方法計算護(hù)欄變形所吸收的能量，但現(xiàn)階段圍繞護(hù)欄的彈塑性系數(shù)的資料比較缺乏，這種計算思路只能等到相關(guān)數(shù)據(jù)成熟后實現(xiàn)。

黑箱原理的思想。對于任意一種高速公路使用的護(hù)欄形式，尤其是半剛性的波形護(hù)欄，都按照高速公路的實際交通流量條件，有針對性地進(jìn)行過護(hù)欄測試。假定護(hù)欄測試中的同類型車輛的質(zhì)量為m1，測試車速為ν1，碰撞角為θ1，撞擊損毀護(hù)欄的能量為W1=對應(yīng)護(hù)欄的最大動態(tài)變形為 d1（護(hù)欄毀損的長度為l1），測量出事故中護(hù)欄的實際動態(tài)變形d2，則護(hù)欄在變形過程中吸收的能量為能量值為w，則可以利用直接求出ν2，即碰撞護(hù)欄時的最小車速。

車輛撞出護(hù)欄后的剩余能量則可以用其他常規(guī)方法求解。對以上的步驟實行逆推，就可以求解出車輛碰撞護(hù)欄前在道路上的行駛速度。

當(dāng)護(hù)欄超出合理變形范圍之后，此時護(hù)欄已經(jīng)失效，表明護(hù)欄吸收的能量已經(jīng)達(dá)到了抗撞擊能力的極點，可以直接借鑒國標(biāo)中有關(guān)設(shè)置在不同等級道路上的護(hù)欄的撞擊能量值，直接求解車輛撞擊護(hù)欄時的最小速度[5]。具體思路如下：假定某護(hù)欄受到車輛撞擊，現(xiàn)已脫落斷裂，車輛的質(zhì)量為m2，車速為ν2，碰撞角為θ2，查國標(biāo)高速公路護(hù)欄設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)知該護(hù)欄的防撞

4.2 車輛撞擊柱狀物

車輛撞擊柱狀物是典型的類似車輛正面碰撞模型，可以利用車輛前端的變形剛度系數(shù)，結(jié)合變形部位深度，忽略車輛撞擊過程中的地面摩擦，可以近似認(rèn)為車輛的撞擊受損部位吸收的能量就是車輛撞擊前的動能，依據(jù)能量守恒可以求出相應(yīng)的運動速度[6，7]。美國對汽車碰撞電線桿等柱類物體做過研究[2]，認(rèn)為汽車前端的變形量與碰撞速度之間在低速范圍內(nèi)（ν≤100km/h）基本上呈線性關(guān)系，但隨著車輛質(zhì)量的增加，車輛的變形量略有減少，基于這種認(rèn)識，可以將車輛按照不同的剛度等級，擬合出對應(yīng)的關(guān)系式。令車輛前端變形深度為xcm，碰撞速度為νkm/h，則有：

對未有列入的車輛可以按照線性插值法的方法予以確定。相對應(yīng)的曲線圖可以參見于長吉編寫的道路交通事故鑒定技術(shù)方法。這一公式相對于公安部《典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定》中的車輛撞固定物公式ν=67l要細(xì)致一些。

4.3 車輛側(cè)翻與墜崖

車輛發(fā)生側(cè)翻一般是在車輛急轉(zhuǎn)彎時，也有車輛因避險后急轉(zhuǎn)向與路側(cè)或中央隔離帶的剛性混凝土護(hù)欄發(fā)生撞擊后重心升高，以混凝土護(hù)欄為支點發(fā)生側(cè)翻，一般以混凝土攪拌車等高質(zhì)心的車輛沖過中央隔離帶側(cè)翻居多。

對于一般急轉(zhuǎn)彎輔之以彎道超高的情形，其計算相對簡單。假定車輛急轉(zhuǎn)彎半徑為r，輪距為d，車輛質(zhì)心高度h，彎道超高傾斜角為θ，則車輛發(fā)生側(cè)翻的臨界條件是車輛發(fā)生了側(cè)翻，則證明車輛的最低速度已經(jīng)超過了臨界速度值。與側(cè)翻相對的一種運動趨勢是側(cè)滑，側(cè)滑的臨界速度為，這里的μ′是靜摩擦系數(shù)，其值一般為μ′=0.97f+0.08。車輛是側(cè)滑還是側(cè)翻，取決于這兩個臨界值哪一個先達(dá)到，一般而言，小轎車側(cè)滑多，大貨車因質(zhì)心高側(cè)翻多[8]。

車輛墜崖事故的計算一般按拋物體軌跡計算[9]。假定x為汽車墜落時移動距離，h為落下高度，f為汽車墜落后與地面的滾動阻力系數(shù)，則車輛墜崖前的速度為：如果僅僅根據(jù)著陸點，而不是停止點計算車速，則墜崖車速為

5 不同類型單車事故速度鑒定現(xiàn)場取證要點

5.1 單車碰撞高速公路護(hù)欄事故現(xiàn)場

單車碰撞護(hù)欄的事故現(xiàn)場往往比較單一，遺留在現(xiàn)場的只是損壞的車輛、護(hù)欄和部分散落物。有的事故相對復(fù)雜，碰撞的護(hù)欄可能分為幾段，出現(xiàn)車輛在道路上依次撞擊中央護(hù)欄和路側(cè)護(hù)欄的情形以小轎車居多。對待每一次的撞擊護(hù)欄，應(yīng)分段處理，最后進(jìn)行綜合逆向推理求解。首先要合理確定車輛撞擊護(hù)欄前的行駛軌跡，可能是制動痕跡和壓花印痕，借以確定碰撞的駛?cè)虢嵌取Ｈ绻侵苿雍圹E，同時要確定制動痕跡的起點，量出制動痕跡的長度。再次確定車身前端的變形，由于是斜向碰撞，前端的變形部分的水平斷面一般呈三角形，測量出次三角形斜邊長度的最大值，作為水平碰撞面的計算基礎(chǔ)。再次對于護(hù)欄的變形，則要從護(hù)欄的最大橫向位移處測量動態(tài)變形量，護(hù)欄損毀的長度則要量出車輛碰撞駛?cè)朦c到車輛駛出點之間的距離（此值可以用于估計車輛碰撞中與護(hù)欄貼合摩擦過程中的能量消耗值，作為一種輔助判斷標(biāo)準(zhǔn)），如果護(hù)欄完全損壞，則可以視護(hù)欄吸收的能量為同等級護(hù)欄最小撞擊能量值。最后要確定護(hù)欄的類型，是三波梁還是兩波梁，是加強(qiáng)型還是一般型，必要時可向路政機(jī)構(gòu)及其人員詢問并收集該護(hù)欄相關(guān)的測試數(shù)據(jù)。

對于碰撞現(xiàn)場有利于車速鑒定的其他痕跡物證也需要進(jìn)一步采集，比如散落的車燈碎片痕跡及其分布帶范圍、安全氣囊是否引爆、以及駕車人等車上乘員的受傷情況等均可以作為車速鑒定輔助分析判斷的依據(jù)。

5.2 單車碰撞柱狀物事故現(xiàn)場

單車撞擊柱狀物，一般是因駕車人酒駕或者周邊駕駛環(huán)境暗淡光線不足，導(dǎo)致駕車人反應(yīng)遲鈍，操縱遲緩而發(fā)生?；蛘呤切率竹{車人技術(shù)不熟練，錯把油門當(dāng)剎車，直接撞擊路邊電線桿等柱狀物。事故現(xiàn)場制動痕跡或有或無，車輛撞柱后的情形多樣，至少分為兩種：（1）當(dāng)撞擊點位于車輛前端正中間時，被撞車的前端發(fā)生變形，考慮撞擊物的承受力度（變形剛度），有時被撞的柱體會彎曲或以接地點為支點折斷，有時則是車輛因撞擊變形后反彈后退。（2）當(dāng)撞擊點不是位于車輛的縱向中分平面，屬于偏置碰撞時，此時伴隨的是車輛的前端部受損，凹陷變形，同時伴隨著車輛的旋轉(zhuǎn)，并與柱體分離后滑移一段距離停止。從車速鑒定的角度而言，單車撞擊柱狀物的取證必須包括以下幾個方面。①車體的運動軌跡。車輛撞擊前的制動痕跡起點及其到撞擊柱體前的制動長度；車體撞擊柱體后是否旋轉(zhuǎn)，確定旋轉(zhuǎn)的半徑與弧度；車體與柱體分離后是否繼續(xù)向前滑移，滑移的路徑方向與長度是多少。②車體痕跡。測量車輛前端的撞擊部位中心離地高度、與車輛縱向中分平面的距離；測量車體前端受損部位的最大深度；如果車輛頂部因柱體斷裂后倒向車體使之變形，還應(yīng)測量車頂部的受損情形，包括受損形狀、最大深度、面積等作為參考。③其他變量。柱體受損彎曲變形程度，如彎折點、最大動態(tài)變形量、是否折斷，分清柱體的類別，查找并記錄柱體的高度、橫截面面積或者直徑，確定重心高度。被撞車輛技術(shù)參數(shù)可以參照技術(shù)手冊獲取。上述參數(shù)的獲取對于今后類似的事故鑒定具有重要的參考價值。

5.3 單車側(cè)翻事故現(xiàn)場

單車側(cè)翻事故車速鑒定的關(guān)鍵首先在于確定車輛做圓周運動的半徑。半徑確定方法有兩種方法，一是如果現(xiàn)場有明顯的該車輛圓周運動的軌跡，就以此為準(zhǔn)測量該圓弧的半徑，即為圓周極限運動半徑；二是以道路彎道半徑為基準(zhǔn)測算車輛發(fā)生側(cè)翻時的最小速度值，該值即為此車輛行駛速度下限。另外，有的事故車輛在側(cè)翻之前會發(fā)生一定的側(cè)滑印跡，駕車人對側(cè)滑的反應(yīng)失控，錯誤打方向，導(dǎo)致車輛圓周運動的半徑越來越小，這是可以借用側(cè)滑印跡對應(yīng)的弧的半徑作為圓周運動半徑值。其次就是確定車輛側(cè)翻發(fā)生的支點，測量出車輛運動過程中的各力相對于支點的作用力臂，包括裝載貨物的車輛質(zhì)心位置、車輛輪胎橫向防滑摩擦力的力臂（在車輛撞擊混凝土隔離墩時，因墩角斜坡爬高導(dǎo)致的側(cè)翻）。因此在現(xiàn)場取證時，必須考慮道路的類型、材質(zhì)，測量出彎道半徑，道路的彎道半徑以道路中心線或該車車道中心線為測量基準(zhǔn)，對于側(cè)滑印跡或明顯的制動痕跡，應(yīng)以車輛質(zhì)心運動在地面的投影曲線為主，測量方法以弦高法為主。對有彎道超高的，還要求測出超高角度。對裝載有貨物的，還需要測出貨物中心相對于車體的裝載位置，如長、寬、高，便于后期利用公式計算出實際車體質(zhì)心的位置參數(shù)。

5.4 單車墜崖事故現(xiàn)場

單車墜崖飛行速度的計算主要是以車輛質(zhì)心為計算標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)場測量時，首先找到墜崖點，分別量出墜崖高度以及車輛停止點與墜崖點垂線間的水平距離。必要時可以利用激光測距儀測出墜崖點與落地點之間的斜邊距離和角度，利用三角函數(shù)求解水平距離。如果在現(xiàn)場能夠發(fā)現(xiàn)車輛著地點，則可以直接測量此著地點與墜崖點之間所構(gòu)成的三角形尺寸，計算飛車墜崖速度。對于墜崖后滑移階段的附著系數(shù)，因其地理位置、地形的復(fù)雜，滑動摩擦系數(shù)f變化范圍很大。如車墜在草地、農(nóng)田或水中，其阻力顯然不一樣。在水中的車輛整車都要受到阻力，f相當(dāng)高，此時可以直接把車輛的在水底落水點當(dāng)作著陸點計算，但得出的速度為具有保守性質(zhì)的飛出速度。

6 結(jié)語

現(xiàn)階段由于采取汽車碰撞試驗方法獲取數(shù)據(jù)成本較高，以及部分廠商對試驗數(shù)據(jù)的封鎖，道路交通事故鑒定技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展相對較難，現(xiàn)有的鑒定技術(shù)大多來源于國外試驗數(shù)據(jù)，且建立在傳統(tǒng)經(jīng)典力學(xué)技術(shù)之上。單車事故的速度鑒定技術(shù)相對于車車碰撞、車人碰撞而言，應(yīng)用范圍窄，發(fā)展更為緩慢，尚沒有成型的技術(shù)體系。鑒定過程中所使用技術(shù)理論往往由于難以找到相應(yīng)的數(shù)據(jù)來源，出現(xiàn)應(yīng)用的困難。多數(shù)鑒定都是基于交通事故個案，尋找鑒定方法。但隨著人們對單車事故鑒定要求的提高，以及相應(yīng)試驗數(shù)據(jù)與事故案例的積累，單車事故車速鑒定的難題將會迎刃而解。單車事故有其鑒定價值與鑒定需求。

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