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        汽車撞行人事故中的車速分析方法

        2022-08-09 09:27:54鄧彥迪
        時(shí)代汽車 2022年16期
        關(guān)鍵詞:車速貨車行人

        鄧彥迪

        吉林公正司法鑒定中心 吉林省長(zhǎng)春市 130000

        近十年來(lái),隨著汽車保有量的持續(xù)增加,汽車撞擊行人的交通事故發(fā)生率急劇上升,其死亡人數(shù)占道路交通事故死亡人數(shù)的比重居高,因此汽車撞行人交通事故中的車速引起廣大交通參與者的高度關(guān)注。

        1 物理學(xué)分析法

        1.1 汽車有制動(dòng)痕跡時(shí)的車速計(jì)算方法

        在汽車撞行人事故中,由于汽車的質(zhì)量和速度遠(yuǎn)大于行人的質(zhì)量和速度,即忽略碰撞時(shí)行人對(duì)汽車的影響,同時(shí)也忽略了空氣阻力的影響,根據(jù)能量守恒定律可得:

        公式(1-1)計(jì)算出的速度為汽車位于制動(dòng)痕跡起點(diǎn)的速度,然而在汽車實(shí)際制動(dòng)時(shí),從汽車開始減速到地面開始出現(xiàn)汽車制動(dòng)痕跡這段時(shí)間內(nèi),汽車的速度將有所降低,其數(shù)值與道路的附著系數(shù)以及制動(dòng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)時(shí)間有關(guān),制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間是指制動(dòng)器開始起作用到地面制動(dòng)力達(dá)到附著力所經(jīng)歷的時(shí)間,因此汽車的實(shí)際車速大于按照公式(1-1)的計(jì)算值。

        制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間的數(shù)值可利用制動(dòng)性能測(cè)試儀,對(duì)車輛進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)路面實(shí)驗(yàn)獲得,當(dāng)車輛不具備現(xiàn)場(chǎng)路面實(shí)驗(yàn)條件,可依據(jù)國(guó)標(biāo)對(duì)不同車型的不同要求選取,對(duì)于液壓式制動(dòng)系,其制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間較短,對(duì)于氣壓式制動(dòng)系,其制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間較長(zhǎng),國(guó)標(biāo)規(guī)定汽車采用液壓制動(dòng)的,制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要求小于等于0.35s,采用氣壓制動(dòng)的汽車,其制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要求小于等于0.6s,汽車列車、鉸鏈客車、鉸鏈無(wú)軌電車的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間要求小于等于0.8s。

        1.2 利用行人拋距計(jì)算車速

        在推導(dǎo)汽車的速度與行人拋距的關(guān)系式之前,要區(qū)分一下“非彈性碰撞”和“彈性碰撞”:當(dāng)柔軟的塑性物體墜落地面,它只會(huì)變形而不會(huì)彈跳起來(lái),具有一定彈性的剛性物體,它會(huì)彈跳幾下才停止,顯然當(dāng)人體墜落地面屬于“非彈性碰撞”,同理人體與汽車的碰撞亦屬于“非彈性碰撞”。汽車頭部與人體接觸碰撞瞬間,行人凌空拋出,此時(shí)行人被拋出時(shí)的速度即是事故發(fā)生時(shí)汽車的速度。

        下面推導(dǎo)行人拋距與拋出速度的關(guān)系公式,設(shè)行人與汽車的碰撞點(diǎn)高度為,拋出速度為,從拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的距離為,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)公式可推出:

        行人在平拋過(guò)程中,其中水平方向拋出速度不受下落的自由落體運(yùn)動(dòng)的影響,忽略空氣阻力的影響,它保持不變直至落地。行人落地后以速度在地面上滑行,其運(yùn)動(dòng)遵從由能量守恒定律推導(dǎo)出的制動(dòng)印公式:

        式中,為行人與路面的滑動(dòng)摩擦系數(shù),為行人在路面的滑行距離,上式可改寫為:

        因此行人拋出后在水平方向運(yùn)動(dòng)的總距離等于與之和,聯(lián)立公式(1-3)和公式(1-5)可得:

        以為變量解二次代數(shù)方程并取正根,得:

        式中,為人體拋出速度,單位為m/s,x為人體拋出距離,單位為,為人體重心高度,單位為,為人體與路面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。公式(1-7)為車速鑒定中運(yùn)用人體拋出距離計(jì)算汽車在事故發(fā)生時(shí)行駛車速的基本公式。前面提到,由于人體與汽車的碰撞屬于“非彈性碰撞”,因此人體的拋出速度就等于汽車碰撞時(shí)的速度。

        公式(1-7)中人體與路面的滑動(dòng)摩擦系數(shù)可依據(jù)GB/T33195-2016《道路交通事故車輛速度鑒定》選取,數(shù)值如下:

        表1 著裝人體與地面摩擦系數(shù)參考值

        2 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析法

        根據(jù)實(shí)際案例情況,結(jié)合公式(1-7),通常有、遠(yuǎn)小于則有 ,由此分析汽車碰撞速度與行人拋距的平方根成正比。鑒于此,國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)30余案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,統(tǒng)計(jì)表如下:

        將表2中30余案例做統(tǒng)計(jì)分析曲線,從中找到主要特征規(guī)律,如圖1所示:

        表2 汽車碰撞行人案例統(tǒng)計(jì)表

        圖1 汽車碰撞行人案例統(tǒng)計(jì)分析

        根據(jù)圖1可以看出,數(shù)據(jù)離散較小,對(duì)其作統(tǒng)計(jì)分析,能夠看出其擬合曲線方程式非常接近國(guó)外學(xué)者給出的統(tǒng)計(jì)分析公式,為便于實(shí)用,修正后的計(jì)算公式如下:

        式中,為行人拋距,單位為,為汽車碰撞行人的速度,單位 。

        3 利用視頻圖像、DER和GPS分析汽車的速度

        3.2 在乘用車與行人的事故中,有一小部分案例具備讀取EDR條件,EDR是Event Data Recorders的簡(jiǎn)稱,指記錄車輛使用中符合某一條件下相應(yīng)事件記錄儀器的總稱,它可以記錄碰撞過(guò)程的-5s~0s的事件,圖2為現(xiàn)實(shí)案例中乘用車EDR數(shù)據(jù)讀取情況,由圖2可以直觀的看出汽車在碰撞前5s的速度變化。

        圖2 乘用車讀取EDR數(shù)據(jù)表

        3.3 目前國(guó)家對(duì)所有重型貨車強(qiáng)制安裝GPS,當(dāng)重型貨車與行人發(fā)生交通事故時(shí),我們應(yīng)當(dāng)首選提取重型貨車的GPS數(shù)據(jù),確定重型貨車事故發(fā)生時(shí)的速度,圖3為實(shí)際案例中重型貨車GPS數(shù)據(jù)讀取情況,此輛重型貨車的GPS每隔0.2s記錄一次重型貨車的速度,從圖3可以看出重型貨車駕駛員在車速為36時(shí)感覺到危險(xiǎn),從而采取制動(dòng)措施。

        圖3 貨車讀取GPS數(shù)據(jù)表

        4 總結(jié)與展望

        交通事故車速鑒定是利用技術(shù)手段還原事故真相,為交管部門責(zé)任劃分提供重要依據(jù),運(yùn)用視頻圖像、EDR、GPS等電子設(shè)備獲取的車速較準(zhǔn)確誤差較小,因此利用視頻圖像及運(yùn)用EDR和GPS數(shù)據(jù)讀取獲得汽車速度的方法成為我們交通事故車速鑒定的首選,在此呼吁國(guó)家有關(guān)部門制定強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn),每輛車必須配備行車記錄儀或相應(yīng)的可方便讀取的電子設(shè)備,這樣可以解決很多領(lǐng)域的難題。然而即使汽車都安裝了行車記錄儀或電子設(shè)備,也會(huì)存在設(shè)備故障或無(wú)法讀取的情況,所以運(yùn)用物理學(xué)分析法及統(tǒng)計(jì)學(xué)分析法確定汽車撞行人時(shí)的速度仍具有現(xiàn)實(shí)意義。

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