PC-Crash在道路交通事故再現(xiàn)中的應(yīng)用

摘要：針對(duì)一起真實(shí)的汽車(chē)-摩托車(chē)碰撞道路交通事故，根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)采集的車(chē)輛、人員以及各種痕跡信息，利用PC-Crash軟件建立多剛體動(dòng)力學(xué)模型，進(jìn)行道路交通事故的重建，并進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真分析，從而確定事故發(fā)生前事故各方的狀態(tài)。研究結(jié)論可為傳統(tǒng)依靠理論分析的交通事故司法鑒定提供更為直觀的有力支撐，幫助理清交通事故責(zé)任，有利于確定車(chē)輛保險(xiǎn)理賠。

關(guān)鍵詞：PC-Crash；事故再現(xiàn)；計(jì)算機(jī)仿真

中圖分類(lèi)號(hào)：U471 收稿日期：2023-04-27

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.09.030

1 前言

目前，中國(guó)已成為世界汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)第一大國(guó)，隨著機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的迅速增加，道路交通事故量呈現(xiàn)高速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。現(xiàn)在不少車(chē)輛都裝備行車(chē)記錄儀，同時(shí)交警在重要路段和路口設(shè)置了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，這給交通事故的處理帶了極大的便利，但是在全國(guó)范圍內(nèi)仍有大量的路段沒(méi)有監(jiān)控，行車(chē)記錄儀也不能很全面地記錄事故發(fā)生全過(guò)程。借助PC-Crash進(jìn)行事故再現(xiàn)可以在時(shí)間和空間上重現(xiàn)整個(gè)事故發(fā)生的全過(guò)程，從而科學(xué)地解釋事故發(fā)生的原因，彌補(bǔ)交通事故司法鑒定只依靠理論計(jì)算而缺乏直觀數(shù)據(jù)支撐的不足，避免事故各方當(dāng)事人對(duì)應(yīng)負(fù)的責(zé)任存在糾紛，從而更好地認(rèn)定交通事故責(zé)任以及汽車(chē)的保險(xiǎn)理賠。本文通過(guò)PC-Crash對(duì)一起真實(shí)的汽車(chē)-摩托車(chē)交通事故進(jìn)行再現(xiàn)，在事故現(xiàn)場(chǎng)缺乏視頻資料的情況下，幫助司法鑒定人員分析事故發(fā)生原因，同時(shí)也通過(guò)直觀的視頻畫(huà)面還原真實(shí)事故發(fā)生的全過(guò)程，以消除事故各方疑慮。

2 PC-Crash軟件介紹

PC-Crash軟件是一款多剛體計(jì)算機(jī)仿真分析軟件，由奧地利DSD公司的Hermann Steffan博士開(kāi)發(fā)，可以作為交通事故司法鑒定的補(bǔ)充工具，目前被全球很多研究機(jī)構(gòu)及高校廣泛的應(yīng)用于道路交通事故再現(xiàn)研究［1-2］。PC-Crash仿真分析軟件主要是根據(jù)道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)采集和記錄的數(shù)據(jù)信息，包括交通事故后碰撞車(chē)輛及人員的終止落點(diǎn)位置、事故道路條件等信息，反向模擬事故發(fā)生的整個(gè)碰撞過(guò)程，最后得到事故發(fā)生前各方的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。該軟件的基本原理是基于運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的知識(shí)，包括物理學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的速度、加速度、牛頓定律，以及動(dòng)量守恒和能量守恒等。使用者可以借助該仿真軟件建立交通事故的數(shù)學(xué)模型和物理模型，通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真再現(xiàn)交通事故中各運(yùn)動(dòng)物體間的相互作用關(guān)系和相對(duì)運(yùn)動(dòng)［3-4］。同時(shí)，PC-Crash軟件可以對(duì)事故重建仿真模擬結(jié)果按照真實(shí)事故的實(shí)際比例進(jìn)行縮放，仿真結(jié)束得到交通事故發(fā)生過(guò)程的三維碰撞形態(tài)以及大量的圖形、視頻以及數(shù)據(jù)表格，極大地?cái)U(kuò)充了該軟件在實(shí)際交通事故中的普遍適用性［5-6］。

3 道路交通事故再現(xiàn)分析

3.1 事故簡(jiǎn)介

本交通事故發(fā)生于某日下午，事故發(fā)生時(shí)為晴天，事故路段為瀝青路面，路面干燥。事故地點(diǎn)位于湖南省某省道，路面寬度為9 m，南北向是鄉(xiāng)間小路路口，路面寬度為4 m。事故一方為北汽紳寶汽車(chē)自西向東行駛，另一方為兩輪摩托車(chē)自南向北行駛，兩車(chē)行駛至十字路口時(shí)發(fā)生碰撞，造成兩輪摩托車(chē)上兩人中一人撞飛較遠(yuǎn)，傷勢(shì)較重，現(xiàn)場(chǎng)處于昏迷狀態(tài)，另一人撞飛較近，傷勢(shì)較輕，道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖見(jiàn)圖1a。該事故造成紳寶汽車(chē)右前翼子板80 cm×40 cm凹陷變形及擦拭痕跡，右側(cè)A柱可見(jiàn)20 cm×10 cm凹陷變形及擦拭痕跡，右側(cè)前門(mén)多處碰擦痕跡，右后視鏡鏡面缺失、外殼破損開(kāi)裂及擦拭痕跡；摩托車(chē)前輪碰撞后移，軸距變化0.15 m，雙把手碰撞變形，車(chē)輛前部整體可見(jiàn)80 cm×60 cm碰撞破損痕跡，發(fā)動(dòng)機(jī)外殼破損，汽車(chē)、兩輪摩托車(chē)事故之后的照片見(jiàn)圖1b。

3.2 建立碰撞事故仿真模型

根據(jù)事故現(xiàn)場(chǎng)交警記錄信息建立道路、汽車(chē)、摩托車(chē)模型。該事故中汽車(chē)為北汽紳寶，由于PC-Crash軟件內(nèi)尚無(wú)此款車(chē)輛，而北汽紳寶來(lái)源于SAAB技術(shù)平臺(tái)，故選用SAAB的車(chē)輛，按照北汽紳寶該款車(chē)型車(chē)身尺寸進(jìn)行調(diào)整；事故摩托車(chē)為東毅牌摩托車(chē)，調(diào)用軟件內(nèi)部的摩托車(chē)模型，按照實(shí)際兩輪摩托車(chē)的尺寸進(jìn)行調(diào)整。根據(jù)原始道路交通事故現(xiàn)場(chǎng)圖重建道路模型如圖2a所示，建立紳寶汽車(chē)、兩輪摩托車(chē)、騎車(chē)人及乘客的PC-Crash仿真模型如圖2b所示。

3.3 碰撞事故仿真模擬

計(jì)算機(jī)仿真模型建立完成后，設(shè)定車(chē)輛碰撞位置和運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，根據(jù)傳統(tǒng)交通事故司法鑒定理論計(jì)算得出的數(shù)據(jù)，大致估算出汽車(chē)和摩托車(chē)碰撞時(shí)的車(chē)速，然后在PC-Crash軟件內(nèi)調(diào)試不同的汽車(chē)和摩托車(chē)的碰撞速度、汽車(chē)和摩托車(chē)的碰撞部位和角度、汽車(chē)的制動(dòng)強(qiáng)度、兩輪摩托車(chē)的轉(zhuǎn)向角度等參數(shù)，直至模擬轎車(chē)、兩輪摩托車(chē)的運(yùn)動(dòng)軌跡和最終落點(diǎn)位置、姿態(tài)與事故現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)情況基本相符；而摩托車(chē)駕駛員與乘客由于事故現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有記錄最終落點(diǎn)，只能根據(jù)轎車(chē)駕駛員和現(xiàn)場(chǎng)目擊者口供記錄大致圈定落點(diǎn)范圍。利用PC-Crash軟件進(jìn)行事故重建仿真過(guò)程如圖3所示。

3.4 PC-Crash仿真模擬結(jié)果

通過(guò)在仿真軟件建設(shè)碰撞模型，并反復(fù)調(diào)試不同參數(shù)進(jìn)行事故重建仿真，可以直觀地看到事故車(chē)輛、兩輪摩托車(chē)、騎車(chē)人及乘客的運(yùn)動(dòng)過(guò)程情況及最終落點(diǎn)位置不斷發(fā)生變化，最終當(dāng)北汽紳寶轎車(chē)車(chē)速為54.5 km/h、摩托車(chē)車(chē)速度為45 km/h時(shí)，得到紳寶汽車(chē)、兩輪摩托車(chē)、騎車(chē)人及乘客最終落點(diǎn)位置如圖4所示，此落點(diǎn)位置和交通事故現(xiàn)場(chǎng)痕跡相符。

3.5 事故再現(xiàn)結(jié)論

通過(guò)以上研究可以大致還原事故發(fā)生的過(guò)程：事故發(fā)生時(shí)紳寶汽車(chē)沿著省道自西向東行駛，兩輪摩托車(chē)自南向北行駛，紳寶汽車(chē)正常行駛在道路右側(cè)，由于事發(fā)路口有建筑物遮擋，汽車(chē)駕駛員未能預(yù)判有摩托車(chē)從右側(cè)路口駛出，因此在碰撞事故發(fā)生之前駕駛員沒(méi)有對(duì)汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)，車(chē)輛保持較高車(chē)速行駛；另一方面，摩托車(chē)準(zhǔn)備直行橫穿省道，而在省道和鄉(xiāng)間小道之間有15 cm左右的高度差，為了順利通過(guò)該路口駕駛員選擇加速通過(guò)，同樣受限于路邊的建筑物未能及時(shí)發(fā)現(xiàn)北汽紳寶轎車(chē)，而當(dāng)沖上省道后摩托車(chē)駕駛員發(fā)現(xiàn)了轎車(chē)，為了避免相撞采取了右轉(zhuǎn)向避讓?zhuān)怯捎诖藭r(shí)距離較近，最終導(dǎo)致本次碰撞事故發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

本文以?shī)W地利的一款交通事故再現(xiàn)軟件PC-Crash為研究平臺(tái)，對(duì)一起真實(shí)發(fā)生的汽車(chē)-摩托車(chē)碰撞道路交通事故進(jìn)行建模仿真，對(duì)比事故再現(xiàn)仿真結(jié)果與實(shí)際事故現(xiàn)場(chǎng)最終落點(diǎn)數(shù)據(jù)，以動(dòng)畫(huà)視頻形式再現(xiàn)了事故的全過(guò)程，還原了摩托車(chē)駕駛員及乘客在事故中的位置變化，給司法鑒定人員確定事故責(zé)任人提供了強(qiáng)有力的支撐，也讓事故家屬無(wú)可辯駁［7］。同時(shí)，該事故重建結(jié)果與實(shí)際情況基本一致，也說(shuō)明利用PC-Crash仿真軟件對(duì)道路交通事故的理論分析研究具有一定的實(shí)際意義。

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作者簡(jiǎn)介：

涂祥，男，1988年生，講師，研究方向?yàn)槠?chē)安全。