车—车碰撞事故中驾乘人员伤害特征研究

..................................................................................................................... 1 1.1 研究背景 ...................................................................................................................... 1 1.2 道路交通事故中驾乘人员伤害研究现状 .................................................................. 2 1.2.1 国外研究现状 ................................................................................................... 2 1.2.2 国内研究的现状 ............................................................................................... 3 1.2.3 汽车碰撞安全法规 ........................................................................................... 4 1.3 本文的主要研究内容.................................................................................................. 4 第二章 车—车碰撞驾乘人员损伤事故特征调查研究 .......................................................... 5 2.1 车—车碰撞事故调研设计 .......................................................................................... 5 2.1.1 事故现场基本因素表 ....................................................................................... 5 2.1.2 事故车辆基本信息因素表 ............................................................................... 6 2.1.3 两车驾驶员的信息因素表 ............................................................................... 7 2.1.4 事故乘员的信息因素表 ................................................................................... 7 2.2 两车相撞事故采集案例列举 ...................................................................................... 9 2.3 车—车碰撞事故驾乘人员损伤特征描述性统计研究 ............................................ 13 2.3.1 影响驾乘人员伤害的单一因素分析 ............................................................. 13 2.3.2 影响驾乘人员伤害因素的交叉分析 ............................................................. 17 第三章 基于多元 Logistic 回归分析的驾乘人员损伤模型研究 ......................................... 20 3.1 交叉分析与回归方法简介 ........................................................................................ 21 3.1.1 基于卡方检验的交叉分析 ............................................................................ 21 3.1.2 多元 Logistic 回归分析 ................................................................................. 21 3.1.3 Logistic 模型的特点 ....................................................................................... 22 3.2 驾驶员损伤回归模型的建立 .................................................................................... 22 3.3 乘员损伤回归模型的建立 ........................................................................................ 28 第四章 基于 Pc-crash 的车—车碰撞事故乘员伤害研究 .................................................... 33 4.1 乘员人体模型的建立................................................................................................ 34 4.1.1 多刚体人体模型简介 ..................................................................................... 34 4.1.2 多刚体坐标系体系 ......................................................................................... 35 4.1.3 多刚体的运动的计算步骤 ............................................................................. 36 4.1.4 本文所建立人体模型的特性 ......................................................................... 36 4.1.5 乘员模型各个部位的主要参数设定 ............................................................. 37 4.2 车辆模型的建立 ........................................................................................................ 37 4.3 典型碰撞形态乘员动力学仿真与损伤研究 ............................................................ 38 4.3.1 两车侧面碰撞 ................................................................................................. 38
关键词：人员伤害，事故特征，回归分析，仿真
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Abstract
In China, the amount of motor vehicles is increasing remarkably. The growth of the road traffic accident caused a huge casualties and economic loss. The security problem of traffic participants caused a widespread attention of social all circles， in which drivers and passenger in a high percentage of casualties in traffic accidents. Therefore, it has a great significance to study on the injury of driver and passenger in two car collision. Domestic and foreign scholars study on the issue through the following methods: in-depth investigation for road accident; biomechanical analysis research; carry on the dummy collision experiment in vehicle crash lab; the use of computer technology for finite element model and multi-rigid body dynamic model. The purpose is to reduce the levels of injury by improve the safety of vehicle and enact better safety regulations. This paper focuses on this problem, launched following several aspects: Designed a in-depth investigation table for road accident. 160 traffic accidents of the driver and passenger casualties have been collected from 2008 to 2010. A narrative statistical analysis method is utilized to analyses a variety of factors that affect casualties, and get some characteristic points. Aim to provide a theory basic and practical reference for this issue. With the 160 traffic accidents as a database, using statistical analysis software SPSS19, made a crossing-analyze to a variety accidents factors by chi-square test aim to selected key Impacting Indicator about driver and passenger casualties. Using multiple Logistic regression method establish mathematics regression model of driver injury and passenger injury. Aim to analyze the number link between each accident factors and casualties. Based on the multi-rigid-body dynamics, introduce a “crew-seat” multi-rigid-body model with seat belt. Reference collision speed about ECE regulation and FMVSS regulation, use a road traffic accident simulation software Pc- crash to calculate dynamic responses and movement condition of the dummy in three typical form (side collision, frontal collision, behind collision), and expound the link between movement and injury in collision. Key words: casualties，accident characteristic，regression analysis，simulation
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A Dissertation Submitted for the Degree of Master
Candidate：Xiao Yuan Supervisor：Prof. Wei Lang
Chang’an University, Xi’an, China
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摘 要
随着我国机动车保有量的不断增加， 道路交通事故的增长引起了巨大的人员伤亡和 经济损失，人员的安全问题已经引起了社会各界的普遍关注，其中驾乘人员在交通事故 的伤亡人员中占很高的比例。所以，研究车辆与车辆碰撞事故中，驾乘人员的损伤分析 及损伤致因拥有重大的意义。 国内外学者已经通过以下几种方法来研究驾乘人员伤害特 征的问题：交通事故深度调查分析研究、生物力学分析研究、成立实车碰撞实验室进行 假人碰撞实验、运用计算机技术进行有限元建模分析与多刚体动力学建模分析。目的在 于通过改进车辆的安全性、制定更为完善的安全法规等方法来降低驾乘人员的伤亡程 度。本文围绕这个问题，展开了以下几方面的研究： 本文设计了车—车碰撞事故深度调研表， 调查研究了 2008 年至 2010 年间的 160 起 影响驾乘人员损伤的两车相撞事故，运用了统计学中的叙述统计方法，对影响驾乘人员 损伤的多种因素进行统计研究，得出该类交通事故的特征点，为研究驾乘人员伤害问题 提供了基础的数据支撑和参照。 以所采集的 160 起驾乘人员损伤交通事故为数据库，运用 SPSS19 统计分析软件， 首先对多种事故因素运用卡方检验的方法进行交叉分析， 选定关于驾乘人员损伤的主要 影响因子。再运用多元 Logistic 回归方法分别建立驾驶员与乘员损伤的数学回归模型。 旨在分析各个事故因素与驾乘人员损伤之间的联系与其中的数量依存关系。 基于多刚体动力学，引入佩戴安全带的“乘员-座椅”多刚体模型，参考 ECE 法规 与 FMVSS 法规中的碰撞车速，采用道路交通事故仿真软件 Pc-crash 计算出乘员在三种 典型碰撞形态（侧面碰撞、正面碰撞、追尾碰撞）下的动力学响应与乘员运动状态，并 阐述了乘员碰撞后的运动响应与损伤之间的联系。