一起交通事故中車輛碰撞速度的分析計算

許海華

(廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機械與電子工程學(xué)院,廣東 珠海 519090)

一起交通事故中車輛碰撞速度的分析計算

許海華

(廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院 機械與電子工程學(xué)院,廣東 珠海 519090)

分析交通事故發(fā)生的原因,速度則是關(guān)鍵性的因素。汽車碰撞過程本質(zhì)上就是車速劇烈變化的過程。如何正確推算出事故發(fā)生瞬間的碰撞車速,為交通事故處理提供間接的理論依據(jù)。本文正是基于一起交通事故中,兩車碰撞后產(chǎn)生的塑性變形量和滑移距離,運用運動學(xué)理論,引用典型事故速度計算公式,推算出兩車碰撞前的速度。

交通事故;碰撞;速度;變形量

0 引 言

速度是形成各種交通現(xiàn)象的必要條件。分析交通事故發(fā)生的原因,速度則是關(guān)鍵性的因素,因為汽車超速行駛經(jīng)常造成交通事故[1]。如何根據(jù)現(xiàn)場遺留的車輪痕跡、人體被撞擊的距離等現(xiàn)場資料,來推斷交通事故車輛碰撞前的瞬時速度,是分析交通事故原因和事故處理工作中經(jīng)常遇到,也是必須解決的實際問題[2][3]。由于交通事故發(fā)生過程十分短暫,而且變化十分復(fù)雜,僅憑經(jīng)驗來計算淮確的速度值是很困難,有時甚至是不可能的。但是,如果應(yīng)用汽車運動力學(xué)理論,用分析和試驗的方法估算出近似的速度,一般可滿足事故分析計算的需要[4]。

汽車碰撞過程本質(zhì)上就是車速劇烈變化的過程。在事故分析中,其核心與最終目標就是要能正確推算出事故發(fā)生瞬間的碰撞車速,車速鑒定實質(zhì)上歸結(jié)為汽車速度變化量的計算。汽車碰撞交通事故往往都是瞬間發(fā)生并結(jié)束,很難準確地查明事故原因,因此有必要對車輛碰撞交通事故做系統(tǒng)地、全面地、科學(xué)地定量分析與研究。解決碰撞車輛速度問題唯一可靠的方法是在現(xiàn)場及時搜集充分的證據(jù),然后對這些證據(jù)進行細致的分析,作出科學(xué)的結(jié)論[5]。

本文正是基于一起交通事故中,兩車碰撞后產(chǎn)生的塑性變形量和滑移距離,運用運動學(xué)理論,推算出兩車碰撞前的速度。

1 事故概況與分析

2009年某天 15時 50分,陰天,在某省道 140km+780m處,一輛東風(fēng)雪鐵龍轎車 (簡稱甲車)與對向駛來的五菱微型普通客車 (簡稱乙車)發(fā)生碰撞,事故造成人員受傷和車輛受損。

根據(jù)本案的交通事故現(xiàn)場圖及交通事故現(xiàn)場勘查筆錄等有關(guān)材料 (1.事故現(xiàn)場乙車遺留的左前輪印痕;2.碰撞后兩車的停止位置;3.問詢筆錄),可以認為事故中的兩車屬于正面偏置碰撞(甲、乙兩車相向行駛,事故發(fā)生時,甲車的左前部與乙車的左前部發(fā)生正面碰撞,兩車前部均產(chǎn)生不同程度的塑性變形)。兩車在碰撞中進行動量交換后,并沒有立即停止前進,而是繼續(xù)運動,由于甲車的動量比乙車的大,甲車將乙車撞倒退,兩車最終停在現(xiàn)場圖所示的位置。

2 計 算

鑒于交通事故中車輛碰撞過程的復(fù)雜性,對車輛碰撞前行駛速度的鑒定計算方法研究一直是交管部門和科技界不斷探討,但又沒有定論的問題[5]。為此,本文引用了國家標準 GA/T643-2006《典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定》中給出的典型事故速度計算公式,對委托鑒定的事故車輛碰撞前行駛速度進行計算分析。

初步分析,可以確定上述兩車的碰撞屬于正面非對心碰撞。為簡化計算,可做以下假設(shè)：1)碰撞過程中,兩車始終保持動量守恒;2)由于兩車碰撞完成后的運動主要以縱向滑移為主,因此不考慮兩車的橫向滑移。

為確定兩車碰撞前的行駛速度,依據(jù)兩車的變形量及乙車在路面遺留的印痕,在公安部交通管理科學(xué)研究所等單位起草的國家標準 GA/T643-2006《典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定》中,推薦的兩車正面碰撞交通事故車輛行駛速度的近似計算公式為[6]：

式中:

v1、v2——汽車行駛速度 (單位:km/h)

m1、m2——汽車質(zhì)量 (單位:kg)

φ1、φ2——汽車縱滑附著系數(shù)

k1、k2——汽車附著系數(shù)修正值

s1、s2——汽車滑移距離 (單位:m)

x——汽車塑性變形量 (單位:m)

計算公式中相關(guān)參數(shù)確定

1)質(zhì)量參數(shù)

根據(jù)提供的當事人問訊筆錄,事故車乙乘坐五個大人,并載有其它貨物,其整備質(zhì)量為 800kg,估算當時乙車的總質(zhì)量m2=1200kg;事故車甲發(fā)生事故時滿載,故甲車的總質(zhì)量按滿載計算:m1=1500kg。

2)縱滑附著系數(shù)

事故發(fā)生的路面為干燥的水泥路面,不考慮兩車輪胎與路面的附著差異,事故車甲、乙的縱滑附著系數(shù)φ1=φ2=0.6。

3)汽車附著系數(shù)修正值

由現(xiàn)勘圖及勘查記錄,乙車被甲車往后推的過程中,乙車只有一個車輪抱死 (路面只有一條印痕),故此處兩車的附著系數(shù)修正值 k1=1,k2=0.5

4)變形量

由于兩車的變形量無法通過實測獲得,所以在計算中采用多個變形量來計算,以供參考。從照片及兩車的基本尺寸,估算兩車的等效變形量:甲車 x1=0.250～0.500m,乙車 x1=0.350～0.600m;(乙車的變形深度要大些)。如圖 1所示。

車輛塑性變形量計算方法如下:

圖1 甲乙兩車等效變形量

此處的滑移距離指兩車從碰撞脫離后到最后停止時汽車質(zhì)心所移動的距離。根據(jù)提供的交通事故現(xiàn)場圖,乙車左前輪留在地面的擦痕為 2.85m;大致確定兩車的脫離點在相對基準點 (0,0)的坐標為 (8.25, 6.65)的點。通過分別測量兩車在脫離點左前輪到停止點相應(yīng)左前輪的距離。估算事故車甲的滑移距離 s1=0.4～1.4m,事故車乙的滑移距離 s2=2.85m

應(yīng)用公式(1)和(2)計算兩車碰撞前的速度:

1)按甲車變形量估算兩車碰撞前速度 (x1=0.250～0.500m,步長為 0.025m),結(jié)果見表 1和圖 2。

2)按乙車車變形量估算兩車碰撞前速度 (x1=0.350～0.600m,步長為 0.025m),結(jié)果見表 2和圖 3。

3)兩車的平均速度及總變形量見表 3(乙車的速度取其絕對值)。

表1 按甲車變形量估算兩車碰撞前速度

圖 2 按甲車變形量計算的兩車變形量速度曲線

表 2 按乙車車變形量估算兩車碰撞前速度

圖 3 按乙車變形量計算的兩車變形量速度曲線

表3 兩車的平均速度及總變形量

3 結(jié) 論

根據(jù)辦案人介紹的事故概況、汽車損壞照片、事故現(xiàn)場汽車輪胎印跡,兩車車輛基本參數(shù),滑移距離等進行的模擬分析計算,兩車總變形量約在 1米以上,從以上圖表可以看出,甲車碰撞前的速度應(yīng)在 70km/h以上,乙車碰撞前的速度應(yīng)在 40km/h以上。

[1] 魏朗,郭應(yīng)時,一余強.車輛實車碰撞試驗的模擬再現(xiàn)[J].西安公路交通大學(xué)學(xué)報,2000,20(1)：88-91.

[2] 周廷萱.涉及事故過程和行駛速度技術(shù)鑒定的交通事故現(xiàn)場勘驗、痕跡取證的幾點體會[C].交通安全技術(shù)研討會,2007.1

[3] 許洪國,等.汽車交通事故碰撞速度多值問題的研究[J].中國公路學(xué)報,1996,9(1)：87-93.

[4] 裘煒毅,等.基于多維分析技術(shù)公路交通事故分析方法研究[J].交通與計算機,2000,18(4)：4-9.

[5] 葉新娜.道路交通事故車輛碰撞速度研究及輔助軟件開發(fā)[D].成都：西華大學(xué),2007.

[6] 公安部標準.GA/T643-2006《典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定》[S].

責(zé)任編輯：吳旭云

Analysis and calculation of vehicle collision speed in a traffic accident

XU Hai-hua
(Machinery and Electronic Engineering Institute,Guangdong Institute of Science and Technology,Zhuhai 519090,China)

Speed is the key factor in analyzing the reasons of traffic accidents.The automotive collision is essentially dramatic change process of speed.The accurate calculation of the moment-speed of collision accidentsprovides indirect theoretical evidence for handling traffic accidents.Based on plastic defor mation and sliding distance in a traffic accident,this article calculates the speed of the two ve

hicles before the collision by using kinetic theory and citing the typical accident rate for mula.

traffic accident;collision;speed;plastic defor mation

U492.3

A

1009-3907(2010)06-0042-04

2010-04-28

四川省重點攻關(guān)項目(NO0423195)

許海華(1978-),男,江西九江人,講師,碩士,主要從事汽車安全技術(shù)與汽車整形技術(shù)方向的研究。