汽车与摩托车碰撞事故再现及摩托车驾驶员致伤特点分析

利用成熟的计算机仿真软件 PC - Crash 对有摩托 车参与的事故进行快速重建 , 通过仿真结果中车辆损 坏位置与摩托车驾驶员受伤部位 、小客车及摩托车碰 撞后的运动轨迹及最终位置 、摩托车驾驶员最终状态 等与事故现场实际情形对比 , 仿真结果高度符合 。
同时 , 利用计算机仿真技术重建有摩托车参与的 事故碰撞过程 , 分析摩托车驾驶员的致伤方式并提供 损伤部位的动力学响应参数等 , 对于交通伤法医学鉴 定及深化交通伤机理研究具有参考价值 。
参考文献
[1] Linz1 PC - Cash ———A Simulation program for Vehicle Accident s Example Manual [S] . 2001
[2] 林 洋. 实 用 汽 车 事 故 鉴 定学 [M] . 北 京 : 人 民 交 通 出 版 社 ,2000
小客车左前保险杠与摩托车右侧前端碰撞 , 导致 两车损坏 ; 小客车发动机罩上 , 未发现摩托车驾驶员 与之接触的痕迹 ; 小客车前部挡风玻璃上因为与摩托 车驾驶员头部碰撞产生大面积的蜘蛛网状裂纹 。事故 中的车辆情况见图 2 和图 3 所示 。
根据验伤报告 , 摩托车驾驶员头部及右肩膀轻微 软组织损伤 , 左肩膀严重受伤 , 其他部位无明显 损伤 。
关键词 : 事故再现分析 ; 损伤机理 ; PC - Crash
0 引言
摩托车是我国主要的机动交通工具之一 。2006 年 我国摩托车保有量就达到了 9 千万辆 , 千人保有量约 为 70 辆 , 年生产量突破了 1 千万辆 , 我国已成为摩 托车大国 。由于摩托车的车辆特性 , 在交通事故中乘 员的死亡率较高 。本文使用成熟事故再现软件 PC Crash 对汽车与摩托车碰撞事故发生过程进行重建 , 对碰撞后摩托车驾驶员的运动响应 、损伤部位的动力 学响应参数及摩托车驾驶员的致伤特点进行分析 , 以 期为交通事故中为摩托车乘员保护提供基本依据 。
综上所述 , 除摩托车位移误差较大这一点外 , 仿 真结果与实际测量结果高度符合 。
3) 小客车 、摩托车及摩托车驾驶员的运动轨迹 仿真结果与事故录像中小客车 、摩托车和摩托车 驾驶员的运动轨迹对比 , 两者基本符合 。这是本事故 中事故再现准确度衡量的重要标准之一 。 综上所 述 , 该 仿 真 结 果 与 实 际 事 故 情 形 基 本 符合 。
图 1 事故现场情况示意图
图 2 事故中的小客车
图 4 事故仿真示意图 ( t = 0 s) 图 5 事故仿真示意图 ( t = 30 ms)
图 3 事故中的摩托车
2 仿真及结果分析
应用 PC - Cras h 软 件 建 立 上 述 事 故 的 仿 真 模 型 , [1][2] 仿真结果中的小客车与摩托车的碰撞过程如 46
Analysis on t raffic accident reco nst ructio n of automo bile &motorbike and injured characteristics of motorbike driv2 er/ / Nan Riguang1 , Wang Hongyan1 , Wang Yong2 (1. Automotive College , Tongji University , Shanghai , 201804 ; 2. Shanghai Volkswagen Ltd1 , Shanghai , 201805) Abstract : With the investigation of vehicle damage and motorbike driver injury situation , an impact model is established to recon2 struct the vehicle - motorbike accident with the computer simula2 tion software PC - Crash , so as to analyze the response of motor2 bike driver after impact and the dynamics response parameters of every injured part. Through the comparison between the comput2 er simulation response and details of forensic report , t he mod2 el of comp uter simulation perfectly reco nst ruct s every p hase of t he vehicle - motorbike accident . The PC - crash simulatio n result s are obtained , which basically accords wit h t he act ual sit uation. Key words : t raffic accident reconst ruction ; injury mecha2 nism ; PC - Crash
图 10 躯干部位合成加速度曲线图 47
道路交通与安全 ·第 9 卷第 1 期 2009 年 2 月
5 结论
图 11 左肩部位受力曲线图
4 仿真结果准确度分析
1) 小客车 、摩托车损坏位置及摩托车驾驶员相应 的受伤状况
小客车的损坏位置及摩托车驾驶员相应的受伤状 况进行对比 , 仿真结果与实际事故情形基本符合 。
t = 240 ms 时 , 摩托车驾驶员以头部为轴心 , 开 始在空中旋转 ; 此时摩托车开始与小客车脱离 。
t = 11 29 s 时 , 摩托车驾驶员开始着地 , 首先着地
31 2 躯干部位质心合成加速度
140 ms 时 , 躯干部产生第 1 次加速度峰值 52 g ; 11 306 s 时 , 摩托车驾驶员躯干部位着地 , 产生第 2 次加速度峰值 73 g 。摩托车驾驶员与地面接触时躯 干部最大加速 度 稍大 于 标准 中规 定 的极 限 值 60 g 。 根据仿真结果 , 摩托车驾驶员与地面的碰撞应该可 以造成摩托车驾驶员胸腹部的损伤 , 验伤报告中并 未提及胸腹部的损伤 , 但由于尸体 [ ZXY1 ] 没有解 剖 , 故不能判断摩托车驾驶员胸部内部损伤程度 。
总位移
仿真结果 / 实际测量
m
结果 /m
61 31
51 72
211 20
211 30
221 10
221 10
51 36
61 55
331 80
351 40
341 30
361 00
11 43
11 05
141 50
141 40
141 60
141 50
准确度 / %
891 7 991 6 991 9 811 8 951 5 951 3 631 8 991 3 991 3
收稿日期 :2008 - 07 - 07 项目支持 :德国大众和同济大学“中国道路交通事故研究项目” 作者简介 :南日光(1983 —) ,男 ,吉林人 ,硕士研究生 ,研究方向 :车身结构及被动安全 。E - mail : nansicheng @126. com
45
道路交通与安全 ·第 9 卷第 1 期 2009 年 2 月
2) 摩托车 、摩托车驾驶员及小客车的最终位置 仿真结果与实际测量的结果如表 1 所示 :
表 1 仿真结果与现场实际测量结果对比
摩托车 驾驶员
摩托车
小客车
纵向位移 ( X 轴方向) 横向位移 ( Y轴方向)
总位移 纵向位移 ( X 轴方向) 横向位移 ( Y轴方向)
总位移 纵向位移 ( X 轴方向) 横向位移 ( Y轴方向)
的部位为左侧肩部 , 这一点与事故现场录像及摩托车 驾驶员左肩膀严重受伤的事实高度一致 ; 此时摩托车 31 3 左肩部位受力曲线
开始在地面上滑行 , 伴随有旋转 ; 小客车 、摩托车 、
摩托车驾驶员左肩部并未与小客车接触 , 但因
摩托车 驾 驶 员 在 此 刻 的 相 对 位 置 与 事 故 录 像 基 本 为摩托车驾驶员碰撞后第 1 着地 部 位 是左 侧 肩部 ,
汽车与摩托车碰撞事故再现及摩托车驾驶员致伤特点分析 ·技术与方法
汽车与摩托车碰撞事故再 现及摩托车驾驶员致伤特点分析
■南日光1 , 王宏雁1 , 王 勇2
11 同济大学汽车学院 , 上海 201804 21 上海大众汽车有限公司 , 上海 201805
摘 要 : 通过对事故中汽车损坏痕迹及摩托车驾驶员伤亡情况的鉴定 , 建立模型 , 构建事故碰撞环 境 , 使用成熟事故再现软件 PC - Crash 对汽车与摩托车碰撞事故发生过程进行重建 , 对 摩托车驾驶员碰撞后的运动响应及各损伤部位的动力学响应参数进行分析 , 将仿真结果 中摩托车驾驶员的运动响应 、损伤部位的伤亡程度及动力学响应结果与法医学尸检报告 中的客观事实进行 对 比 , 得 出 了 基 于 PC - Crash 的 仿 真 结 果 与 实 际 情 形 基 本 符 合 的 结论 。
1 事故概况
某日上午 , 小客车在沿 1 主干道由南向北正常行 驶 , 此时摩托车自小客车左侧直行 , 摩托车驾驶员未
注意道路情况 , 在其行驶方向的信号灯已经转换为红 灯的情形下 , 存在侥幸心理 , 试图穿越十字路口 。结 果小客车左前部与摩托车右前端碰撞 , 导致摩托车驾 驶员被甩向右前方 , 摩托车驾驶员中等程度受伤 。小 客车内仅驾驶员 1 人 , 未受伤 。事故现场为干燥的沥 青路面 , 视野状况良好 , 事故双方均无视野障碍 。本 起事故有事发当时的事故录像 。现场整体状况如图 1 所示 。
图 6 事故仿真示意图 ( t = 135 ms) 图 7 事故仿真示意图 ( t = 240 ms)
汽车与摩托车碰撞事故再现及摩托车驾驶员致伤特点分析 ·技术与方法
的 , HIC( 头部伤害指数) 为 1 342 , 大于标准中所规定 的 1 000 的指标 , 应该造成摩托车驾驶员颅脑损伤。 但由于摩托车驾驶员当时佩戴了头盔 , 大大降低了头 部的损伤 。这一点与验伤报告中的结论一致 。
部的受力曲线 。
31 1 摩托车驾驶员头部质心合成加速度分析 135 ms 时 , 摩托车驾驶员头部与前部挡风玻璃碰
撞 , 头 部 合 成 加 速 度 第 1 次 达 到 峰 值 1 167 m /s 2 ; 11 295 s 时摩托车驾驶员头部着地 , 头部合成加速度 达到第 2 次峰值 847 m /s 2 。整个过程中头部合成加速 度最大值 为 驾 驶 员 头 部 与 前 部 挡 风 玻 璃 的与地面的小面积接触 , 有可能造成相应部位
的损伤 , 这与验伤报告中的结论相一致 。20 ms 左右
3 损伤部位动力学响应分析
本事故中损伤部位的动力学响应评价参数主要包 括 : 摩托车驾驶员头部 、胸部等的合成加速度及左肩
时 , 左肩部受力达到第 1 个峰值 21 4 kN ; 11 293 s 时 , 肩部开始与地面接触 , 此时左肩部的受力达到了最 大值 41 7 kN , 该作用力可对肩部造成一定的损伤 。
图 8 事故仿真示意图 ( t = 11 29 s)
图 4 图 8 所示 。
t = 0 s 时 , 小客车左前保险杠开始与摩托车右侧
前端接触 , 小客车驾驶员正常行驶 , 未发现碰撞对
方 , 所以碰撞前未能及时采取制动措施 ; 碰撞后小 客车驾驶员采取了制动措施 , 摩托车驾驶员试图驶
图 9 头部合成加速度曲线图
离危 险 源 , 车 头 方 向 及 其 运 动 方 向 均 稍 微 向 左 偏转 。
t = 30 ms 时 , 两车接触 , 摩托车驾驶员右下肢并 未与小客车接触 , 因此摩托车驾驶员右小腿部并未受 伤 , 两车接触部位与实际事故中损坏位置高度符合 。
t = 135 ms 时 , 摩托车驾驶员头部开始与前部挡 风玻璃接触 。