劉　坤，鄭　培

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院)

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基于VisualC++的典型汽車碰撞事故速度分析計(jì)算

劉坤，鄭培

(內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院)

摘要：根據(jù)交通事故中車輛碰撞經(jīng)驗(yàn)公式，利用VisualC++6.0對(duì)三種典型汽車碰撞進(jìn)行了碰撞前行駛速度測(cè)試，并通過(guò)在具體交通事故實(shí)例中的應(yīng)用，驗(yàn)證了該軟件的可行性。作為車輛碰撞事故再現(xiàn)有效的輔助工具，為交通處理人員提供了方便快捷的工作平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：車輛碰撞；事故；速度分析

0引言

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)可知，在各類交通事故形態(tài)中，汽車的迎面、追尾及側(cè)面碰撞發(fā)生的次數(shù)和死亡率及受傷人數(shù)方面均占總數(shù)的60%以上。因此，在汽車發(fā)生碰撞事故時(shí)，對(duì)其車速的正確鑒定不僅是科學(xué)處理交通事故、明確事故責(zé)任的重要舉措，也是對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行安全教育的重要素材。

本文運(yùn)用交通事故中典型車輛碰撞模型，通過(guò)理論分析和試驗(yàn)驗(yàn)證的方法，對(duì)碰撞速度進(jìn)行了模擬計(jì)算，從而建立了一套較為完整的典型汽車碰撞事故的速度分析軟件，大大縮短了計(jì)算時(shí)間，提高了計(jì)算精度，具有可重復(fù)性等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)提高汽車安全性、防治交通事故和增進(jìn)人體保護(hù)等方面都具有重大意義。

1一維碰撞車速鑒定

汽車正面碰撞和追尾碰撞均屬于一維碰撞。所謂一維碰撞即碰撞前后兩車質(zhì)心的運(yùn)動(dòng)始終保持在同一直線上，只要用一個(gè)坐標(biāo)軸就能完全描述兩車的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

1.1　正面碰撞車速鑒定

正面碰撞示意圖如圖1。由于整個(gè)碰撞過(guò)程由于碰撞作用的時(shí)間極短，而沖力極大，因此，其他外力可以忽略不計(jì)。

正面碰撞碰撞前瞬時(shí)速度計(jì)算方法

(1)

(2)

式中：v1、v2為碰撞前的瞬時(shí)速度，km/h；m1、m2為車質(zhì)量，kg；φ1、φ2為縱滑附著系數(shù)；k1、k2為附著系數(shù)修正值；s1、s2為碰撞后的滑移距離，m；x1為塑性變形量，m；g為重力加速度，取9.8m/s2。

圖1　正面碰撞示意圖

1.2　追尾碰撞

圖2為追尾碰撞示意圖，追尾碰撞與正面碰撞本質(zhì)一樣。但與正面碰撞相比，追尾碰撞被撞車的車尾剛度比較小，碰撞后塑性變形很大，彈性變形可以忽略不計(jì)。

圖2　追尾碰撞示意圖

追尾碰撞前的瞬時(shí)速度公式：

(3)

(4)

式中：v1、v2為碰撞車、被碰車碰撞前瞬時(shí)速度，km/h；m1、m2為碰撞車、被碰車質(zhì)量，kg；φ1為碰撞車縱滑附著系數(shù)；k1為碰撞車附著系數(shù)修正值；s1、s2為碰撞車、被碰車碰撞后的滑移距離，m；f2為被碰撞車的滾動(dòng)阻力系數(shù)；x2為被碰撞車塑性變形量，m；g為重力加速度，取9.8m/s2。

2直角側(cè)面碰撞車速鑒定

直角側(cè)面碰撞，是碰撞車垂直碰撞被碰撞車的側(cè)面。碰撞示意圖如圖3。

圖3　直角側(cè)面碰撞

直角側(cè)面碰撞車輛碰撞前的瞬時(shí)速度計(jì)算方法：

(5)

(6)

式中：v1、v2為碰撞車、被碰車碰撞前的瞬時(shí)速度，km/h；φ1、φ2為碰撞車、被碰車縱滑附著系數(shù)；k1、k2為碰撞車、被碰車附著系數(shù)修正值；s1、s2為碰撞車、被碰車碰撞后的滑移距離，m；m1、m2為碰撞車、被碰車質(zhì)量，kg；α、β為碰撞車、被碰車滑移偏向角；3.6為單位換算產(chǎn)生的系數(shù)；g為重力加速度，取9.8m/s2。

3軟件設(shè)計(jì)

本文采用VisualC++6.0軟件編制車速計(jì)算系統(tǒng)，系統(tǒng)涵蓋了汽車對(duì)汽車正面碰撞、追尾碰撞以及直接側(cè)面碰撞等三種典型交通事故類型。在使用過(guò)程中，只需要根據(jù)收集的現(xiàn)場(chǎng)肇事車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)便可得出出車輛碰撞前速度。軟件流程如圖4。

圖4　軟件流程圖

4軟件應(yīng)用仿真

2014年1月28日20時(shí)20分，一輛小型轎車A沿C109鄉(xiāng)村公路由北向南行駛，經(jīng)呼海省際通道1 132+500m交匯處，另一輛小型轎車B沿呼海省際通道由西向東行駛，兩車發(fā)生碰撞，A車車主受傷，兩車有不同程度的損傷。

發(fā)生事故地點(diǎn)的路面為干燥的瀝青路面。A車停止位置右前、后輪距讓行標(biāo)志分別為18.8m、21.1m，滑移距離6.4m。B車停止位置右前、后輪距道路南側(cè)邊緣分別為13.1m、11.6m，滑移距離97.8m；A、B車發(fā)生碰撞前未留剎車印痕。A車前部整體完全變形，發(fā)動(dòng)機(jī)罩卷曲，受損嚴(yán)重；B車左前大燈部位變形，左前輪胎漏氣，左前門后凹陷。

4.1　計(jì)算參數(shù)確定

整理數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1　事故整理數(shù)據(jù)

4.2　車速計(jì)算

本案例是屬于典型的直角側(cè)面碰撞，所以將數(shù)據(jù)代入計(jì)算直角側(cè)面碰撞程序進(jìn)行計(jì)算得到碰撞前的行駛速度，圖5為軟件操作界面圖。

圖5　直角側(cè)碰操作界面

根據(jù)圖5得到計(jì)算結(jié)果，碰撞前車速為

v1=103.67 km/h

v2=125.196km/h

另外，根據(jù)公式進(jìn)行筆算，最后得出的結(jié)果為：

v1=103.678 56 km/h

v2=125.195 73km/h

可見(jiàn)，筆算和利用軟件計(jì)算的結(jié)果相近，由此產(chǎn)生的誤差遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及參數(shù)處理時(shí)產(chǎn)生的誤差。因此，本軟件的計(jì)算結(jié)果是滿足實(shí)際需求的。

5結(jié)論

本文利用典型汽車碰撞事故經(jīng)驗(yàn)公式及力學(xué)模型，用VisualC++6.0制作速度計(jì)算軟件，通過(guò)具體實(shí)例驗(yàn)證其可行性，為工作人員提供了方便地平臺(tái)，為后續(xù)工作節(jié)約了大量時(shí)間，進(jìn)而提高了工作效率，為交通事故的分析和判斷提供了參考。

本文只是針對(duì)三種類型的碰撞事故做了速度模擬，實(shí)際生活中交通事故的種類具有多樣性、復(fù)雜性、瞬間性。因此，還需進(jìn)行大量深入細(xì)致的工作，以提高軟件的使用精度和應(yīng)用范圍。

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[3]孟慶和 喻毅 陳芳. 基于VB的汽車與汽車碰撞交通事故計(jì)算軟件設(shè)計(jì)[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2006，(12)：39 -41.

Typical Automotive Collision Speed Simulation on Visual C++

LIU Kun, ZHENG Pei

(College of Energy and Power Engineering Inner Mongolia University of Technology)

Abstract:According to the empirical figure for traffic in traffic accidents, using Visual C++6.0 to the three typical collision speed test before the car crash, and through the application of specific examples of accidents proved the feasibility of the software. Vehicle crash accident reconstruction as effective tool for traffic personnel provides a convenient and efficient working platform.

Key words:vehicle collision; accident; velocity analysis

作者簡(jiǎn)介：劉坤(1989-)，女，黑龍江東寧人，研究方向：交通事故再現(xiàn)。

收稿日期：2015-02-06

中圖分類號(hào)：U491.3；TP311.52

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C

文章編號(hào)：1008-3383(2015)08-0162-02