第五章 交通事故分析與再現(xiàn)

1、第五章 道路交通事故分析與再現(xiàn)主要內(nèi)容 道路交通事故的階段及事故形態(tài) 事故再現(xiàn)基礎(chǔ)理論 事故再現(xiàn)方法 車速計(jì)算方法一、道路交通事故的階段及事故形態(tài)1、事故階段根據(jù)事故發(fā)生的時(shí)間歷程，可以將事故過程分為： 碰撞前：如碰撞前的制動(dòng)過程，此時(shí)已進(jìn)入事故不可逆階段； 碰撞過程：事故參與方之間存在碰撞作用力，會(huì)導(dǎo)致參與方的運(yùn)動(dòng)形態(tài)發(fā)生改變； 碰撞后：作用結(jié)束直到事故參與各方停止。一、道路交通事故的階段及事故形態(tài)2、事故形態(tài)（1）車-車正面碰撞實(shí)際交通事故中，在大多數(shù)碰撞瞬間，駕駛員都會(huì)下意識(shí)的轉(zhuǎn)向，從而出現(xiàn)斜碰撞。為了對(duì)事故過程進(jìn)行準(zhǔn)確的分析，應(yīng)獲取以下幾點(diǎn)信息： 輪胎痕跡的突變 大多數(shù)情況下，碰撞的車

2、輛在碰撞前緊急制動(dòng)，拖著滑痕相撞在一起。此時(shí)就會(huì)像圖所示的那樣，在碰撞的同時(shí)，輪胎滑痕一定會(huì)出現(xiàn)異變。 路面劃痕 路面上的劃痕是分析事故過程最直接的證據(jù)，所以準(zhǔn)確的辨認(rèn)和分析路面的劃痕將對(duì)事故過程分析很有幫助。 事故車的最終停止位置和姿態(tài) 碰撞后碰撞后 ，事故車最終會(huì)因碰撞后，事故車最終會(huì)因碰撞后的摩擦功消耗掉剩余的動(dòng)能而停的摩擦功消耗掉剩余的動(dòng)能而停止。止。由于可以根據(jù)最終停車位置和姿由于可以根據(jù)最終停車位置和姿勢(shì)，再結(jié)合路面上滑痕和事故車勢(shì)，再結(jié)合路面上滑痕和事故車的破損狀態(tài)、路面上散物等來推的破損狀態(tài)、路面上散物等來推斷碰撞過程，所以最終停車位置斷碰撞過程，所以最終停車位置與姿勢(shì)，將成為

3、事故過程分析的與姿勢(shì)，將成為事故過程分析的重要證據(jù)。重要證據(jù)。（2）車-車垂直碰撞 碰撞后在第一象限 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的方向由碰撞位置和速度的關(guān)系決定A車以50km/h的速度、直角側(cè)碰撞在正以50km/h的速度行駛的車上 （3）車-摩托車碰撞 與碰撞的對(duì)方車輛質(zhì)量相差很大，故車身和駕駛員多是摩托車一方受傷。 碰撞前兩輪車和駕駛員作為一個(gè)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，由于碰撞的沖擊使兩輪車與駕駛員分離。 人體直接一次碰撞。 事故現(xiàn)場一般會(huì)留下摩托車的倒地劃痕。 碰撞點(diǎn)一般會(huì)留下摩托車的輪胎擦痕。（4）車-行人行人的質(zhì)量與汽車相比很小，所以碰撞后，行人大致以汽車的碰撞速度沿水平/斜方向被拋出，成拋物線軌跡掉在路面上，著地以后

4、在路面上滑行，最后停止運(yùn)動(dòng)。相比其他事故形態(tài)再現(xiàn)，人車事故再現(xiàn)更加復(fù)雜。直立的成人行人，首先被前保險(xiǎn)杠、接著被車身正面橫向撞在下半身上，所以身體會(huì)倒向發(fā)動(dòng)機(jī)罩；若碰撞速度很高的話，會(huì)被拋向發(fā)動(dòng)機(jī)罩，把頭和上半身重重地摔在發(fā)動(dòng)機(jī)罩上。以42km/h碰撞 以56km/h碰撞 （5）單車事故 墜崖，撞固定物，側(cè)滑，側(cè)翻等二、事故再現(xiàn)基礎(chǔ)理論1、功能原理 事故車的動(dòng)能主要由車身的變形、車身接觸摩擦及汽車與地面之間的摩擦消耗； 汽車在碰撞前碰撞后的過程可以簡化為剛體平面運(yùn)動(dòng)，而碰撞過程應(yīng)考慮變形剛度及恢復(fù)系數(shù)； 碰撞過程中的動(dòng)量守恒假設(shè)；2、制動(dòng)過程（1）制動(dòng)摩擦系數(shù)汽車在制動(dòng)過程中，制動(dòng)摩擦系數(shù)因輪胎

5、的滑動(dòng)比大小而發(fā)生變化。（2）制動(dòng)時(shí)間（3）制動(dòng)距離制動(dòng)距離：是指機(jī)動(dòng)車在規(guī)定的初速度下急踩制動(dòng)時(shí)，從腳接觸制動(dòng)踏板（或手觸動(dòng)制動(dòng)手柄）時(shí)起至機(jī)動(dòng)車停住時(shí)止機(jī)動(dòng)車駛過的距離。(GB 7258-2004)制動(dòng)距離可以通過輪胎抱死后在路面上滑動(dòng)而留在路面上的輪胎劃痕來識(shí)別。但，制動(dòng)后未必留下滑痕。因此，不能將制動(dòng)距離與制動(dòng)滑痕長度混淆。根據(jù)制動(dòng)摩擦系數(shù)與輪胎滑移率的關(guān)系，可知，在制動(dòng)滑痕前面，一定多少有一段未留下滑痕的制動(dòng)距離。？3、側(cè)滑附著系數(shù)對(duì)被側(cè)撞而橫向滑行的車輛來講，即使沒有采取制動(dòng)措施，輪胎也不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以此時(shí)的摩擦系數(shù)較大側(cè)滑摩擦系數(shù)與縱滑摩擦系數(shù)的關(guān)系從實(shí)用的觀點(diǎn)來說兩者幾乎是一樣的

6、08. 097. 0uu4、車輛轉(zhuǎn)彎橫向穩(wěn)定性（1）側(cè)翻臨界速度 所以 gRhbvgm2（2）側(cè)滑臨界速度gRv 三、事故再現(xiàn)方法事故再現(xiàn)是在相關(guān)事故痕跡檢驗(yàn)、分析基礎(chǔ)上，運(yùn)用能量守恒定律、動(dòng)量（矩）守恒定律及汽車動(dòng)力學(xué)理論等原理還原事故過程。1、理論計(jì)算方法主采用動(dòng)量守恒和能量守恒定律等基本力學(xué)理論來推算速度，是最常用、最簡便的計(jì)算方法。主要包括基本的運(yùn)動(dòng)學(xué)、力學(xué)方法，諸如運(yùn)用動(dòng)量守恒定律、能量守恒定律和拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律對(duì)車速進(jìn)行綜合推算。2、計(jì)算機(jī)仿真采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)仿真來推算交通事故車輛速度，具有準(zhǔn)確、方便、可視化等特點(diǎn)，并能綜合各種計(jì)算方法，通過比較分析和優(yōu)化，輔以專家經(jīng)驗(yàn)，給出與真實(shí)情況

7、更為接近的分析結(jié)果。但是，計(jì)算機(jī)仿真方法對(duì)使用者的理論水平和軟件應(yīng)用能力要求高，其包含的通用化模型通常不能滿足事故分析人員結(jié)合研究經(jīng)驗(yàn)對(duì)具體事故特點(diǎn)進(jìn)行分析的需要，而且主要適用于對(duì)交通事故場景進(jìn)行重構(gòu)和演示。3、依據(jù)監(jiān)控視頻計(jì)算 依據(jù)視頻的參數(shù)，根據(jù)車輛在一定時(shí)間內(nèi)經(jīng)過的距離計(jì)算出車輛在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度。4、多信息融合 對(duì)事故現(xiàn)場的各類痕跡及其他相關(guān)信息進(jìn)行充分論證和合理應(yīng)用，從多角度分析事故過程及車速，是車速計(jì)算準(zhǔn)確的重要保證。1）散落物分布2）車速表信息3）車體劃痕信息4）監(jiān)控錄像信息5）車體碰撞部位及其變形情況6）人體損傷特征7）道路環(huán)境8）模擬試驗(yàn)等 根據(jù)根據(jù)GA/T643-200

8、6GA/T643-2006典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒典型交通事故形態(tài)車輛行駛速度技術(shù)鑒定定, ,依據(jù)事故現(xiàn)場勘查的汽車制動(dòng)距離計(jì)算肇事前的汽車速度依據(jù)事故現(xiàn)場勘查的汽車制動(dòng)距離計(jì)算肇事前的汽車速度( (制動(dòng)拖印起點(diǎn)速度或制動(dòng)車速制動(dòng)拖印起點(diǎn)速度或制動(dòng)車速) )。 )/(016.254)/(6 .192hkmsvsmssgv在抱死狀態(tài)下制動(dòng)，如忽略空氣阻力，可認(rèn)為汽車在輪胎滑移前的在抱死狀態(tài)下制動(dòng)，如忽略空氣阻力，可認(rèn)為汽車在輪胎滑移前的全部動(dòng)能全部都消耗在其于路面的滑磨之中。全部動(dòng)能全部都消耗在其于路面的滑磨之中。（1 1）來源：根據(jù)制動(dòng)過程中的功能平衡關(guān)系：）來源：根據(jù)制動(dòng)過程中的功

9、能平衡關(guān)系：22amvSFF車輛地面制動(dòng)力（車輛地面制動(dòng)力（N N）S S制動(dòng)印跡長度（制動(dòng)印跡長度（m m）m m車輛質(zhì)量（車輛質(zhì)量（kgkg）v va a制動(dòng)印跡起點(diǎn)的瞬時(shí)車速（制動(dòng)印跡起點(diǎn)的瞬時(shí)車速（m/sm/s）SgvmvSmga222全輪制動(dòng)時(shí)全輪制動(dòng)時(shí)K=1K=1，一前輪和一后輪制動(dòng)時(shí)，一前輪和一后輪制動(dòng)時(shí)K=0.5K=0.5，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前，對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)的轎車在良好路面只有前輪制動(dòng)時(shí)驅(qū)動(dòng)的轎車在良好路面只有前輪制動(dòng)時(shí)K=0.6-0.7K=0.6-0.7，而只有后輪制，而只有后輪制動(dòng)時(shí)動(dòng)時(shí)K=0.2-0.3K=0.2-0.3KSgv2(2)(2)應(yīng)用應(yīng)用若在坡道上制動(dòng)，則

10、：若在坡道上制動(dòng)，則： )/()(16)(254hkmsisivSmgmv)sincos(22上坡時(shí)：若事故車輛（或相同類型車輛）可正常行駛，可進(jìn)行現(xiàn)場若事故車輛（或相同類型車輛）可正常行駛，可進(jìn)行現(xiàn)場制動(dòng)試驗(yàn)，則：制動(dòng)試驗(yàn)，則：2121ssvv 縱滑附著系數(shù)可在交通事故現(xiàn)場或者類似路面上試驗(yàn)測(cè)定，也可參照下表選取，然后用K值修正ZXbFFFZXbFFmaxn 地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力之間的關(guān)系地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與附著力之間的關(guān)系制動(dòng)距離的分析 從制動(dòng)的全過程來看，包括駕駛員見到信號(hào)后作出行動(dòng)反應(yīng)、制動(dòng)器起作用、持續(xù)制動(dòng)和放松制動(dòng)器四個(gè)階段。 制動(dòng)距離：指開始踩著制動(dòng)踏板到完全停

11、車的距離。包括制動(dòng)器起作用和持續(xù)制動(dòng)兩個(gè)階段中汽車駛過的距離.圖 汽車的制動(dòng)過程p 制動(dòng)時(shí)制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)車輪的運(yùn)動(dòng)wrwrV0wrwrV00w制動(dòng)時(shí)制動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)車輪的運(yùn)動(dòng)單純的滾動(dòng)邊滾邊滑抱死拖滑沒有制動(dòng)力時(shí)的滾動(dòng)半徑S2S時(shí)間時(shí)間t tS3S1制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)間停車時(shí)間停車時(shí)間制動(dòng)距離制動(dòng)距離停車距離停車距離t1t2t3t4T T1 1駕駛員反應(yīng)時(shí)間駕駛員反應(yīng)時(shí)間; ;T T2 2制動(dòng)滯后時(shí)間制動(dòng)滯后時(shí)間; ;T T3 3制動(dòng)力增長時(shí)間制動(dòng)力增長時(shí)間; ;T T4 4制動(dòng)力達(dá)到最大值后持續(xù)制動(dòng)時(shí)間制動(dòng)力達(dá)到最大值后持續(xù)制動(dòng)時(shí)間; ;T5制動(dòng)放松時(shí)間制動(dòng)放松時(shí)間制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間ma

12、x2002232292.2526 . 31bauussss ）（制動(dòng)距離：決定汽車制動(dòng)距離的主要因素：制動(dòng)器起作用的時(shí)間、最大制動(dòng)減速度即附著力（或最大制動(dòng)器制動(dòng)力）以及起始制動(dòng)車速。因?yàn)檐囕v在產(chǎn)生制動(dòng)痕跡前的制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間內(nèi)存在一定的速度降低，GA/T643-2006中的公式 忽略了制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間對(duì)車輛的減速過程，因此需在實(shí)際鑒定過程中對(duì)其進(jìn)行修正。Sgv2vSgv22013年12月07日06時(shí)40分許，MQ駕駛牌照號(hào)為川D16732中型自卸貨車由仁和區(qū)政府方向往東區(qū)政府方向行駛，當(dāng)車輛行至事故路段時(shí)，與行人XXX相撞，造成XXX受傷后經(jīng)中心醫(yī)院搶救無效死亡、車輛受損的重大交通事故。 道路交通事

13、故現(xiàn)場勘驗(yàn)圖（復(fù)制件）詳情告知，事故路段為東西走向，現(xiàn)場為平直干燥瀝青路面，事發(fā)時(shí)為晴天。事故車左、右后輪在其后方路面分別留下了長為12.62m、12.50m的雙輪制動(dòng)拖印痕跡。表1 機(jī)動(dòng)車臺(tái)式檢測(cè)制動(dòng)類檢測(cè)數(shù)據(jù)臺(tái)式檢測(cè)項(xiàng)目最大制動(dòng)力過程差最大差值點(diǎn)制動(dòng)率不平衡率左右左右一軸5740N2900N5740N2890N40.2%（不合格）49.7%（不合格）二軸11410N9710N7840N5840N69%17.5%事故車整備質(zhì)量為3940kg。該車事故發(fā)生時(shí)（制動(dòng)前）的速度約為47km/h56km/h。)/(2smghvL L L散落物被拋出的水平距離散落物被拋出的水平距離v v碰撞速度（碰撞

14、速度（m/sm/s）h h散落物被拋出時(shí)的離地高度（散落物被拋出時(shí)的離地高度（m m）g g重力加速度（重力加速度（m/sm/s2 2）散落物下落的運(yùn)動(dòng)過程是自由落體與勻速直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)散落物下落的運(yùn)動(dòng)過程是自由落體與勻速直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)。合運(yùn)動(dòng)。假設(shè)：拋落物從車上高度為假設(shè)：拋落物從車上高度為H H米處向車前飛出，飛行米處向車前飛出，飛行L L米后落米后落到路面，則碰撞車速：到路面，則碰撞車速： 221gtH tVLHgLv2mgussFmvmv2202121gusvv2220sgvv2201 1、汽車碰撞時(shí)速度：、汽車碰撞時(shí)速度：mgussFmvmv2202121gusvv2220hkms

15、msgvv/84/2 .23220hkmsmHgLv/56/6 .152)/(212smhhlgvcv vc c碰撞前速度（碰撞前速度（m/sm/s）h1h11 1物拋出前距地面高度（物拋出前距地面高度（m m）h2h22 2物拋出前距地面高度（物拋出前距地面高度（m m）汽車肇事后，事故現(xiàn)場可能留下多個(gè)散落物，取可信度比較大汽車肇事后，事故現(xiàn)場可能留下多個(gè)散落物，取可信度比較大的兩個(gè)散落物，用以計(jì)算汽車碰撞速度。的兩個(gè)散落物，用以計(jì)算汽車碰撞速度。兩散落物間距離，兩散落物間距離，m ml散落物下落的運(yùn)動(dòng)過程也是自由落體與勻速直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)散落物下落的運(yùn)動(dòng)過程也是自由落體與勻速直線運(yùn)動(dòng)的復(fù)合運(yùn)動(dòng)

16、。合運(yùn)動(dòng)。假設(shè)：拋落物從車上高度分別為假設(shè)：拋落物從車上高度分別為h h1 1和和h2h2米處向車前飛出，飛行米處向車前飛出，飛行距離分別為距離分別為L L1 1和和L L2 2，則碰撞車速可按下式計(jì)算：則碰撞車速可按下式計(jì)算： 112hgLvc222hgLvc等比定理等比定理cLLL21)/(212smhhlgvchkmsmsmhhlgvc/65/1 .18)/(212兩車碰撞后動(dòng)量交換完畢時(shí)，兩車有同一速度，記為兩車碰撞后動(dòng)量交換完畢時(shí)，兩車有同一速度，記為v vc ccvmmvmvm)(21202101設(shè)碰撞前兩車的總動(dòng)能為設(shè)碰撞前兩車的總動(dòng)能為E Ek1k1，動(dòng)量交換結(jié)束時(shí)刻的總動(dòng)能為

17、，動(dòng)量交換結(jié)束時(shí)刻的總動(dòng)能為E Ek2k2，則有：，則有： 2221120102121vmvmEk222122121cckvmvmE動(dòng)能損失為：動(dòng)能損失為：21kkkEEE動(dòng)能損失可認(rèn)為全部被汽車前部的變形所吸收動(dòng)能損失可認(rèn)為全部被汽車前部的變形所吸收. . 國外實(shí)驗(yàn)者用小轎車做大量模擬碰撞試驗(yàn)，得出試驗(yàn)公國外實(shí)驗(yàn)者用小轎車做大量模擬碰撞試驗(yàn)，得出試驗(yàn)公式：式： 迎面碰撞迎面碰撞ve=105.3xve=105.3xx x塑性變形量塑性變形量m mVeVe有效碰撞速度有效碰撞速度km/hkm/h經(jīng)檢驗(yàn)，川經(jīng)檢驗(yàn)，川D29763D29763塑性變形量最大值約為塑性變形量最大值約為1700mm,17

18、00mm,塑性變形量塑性變形量最小值約為最小值約為1150mm,1150mm,碰撞寬度約為碰撞寬度約為1050mm,1050mm,車輛前部寬度約為車輛前部寬度約為2480mm2480mm20142014年年9 9月月2020日日1616時(shí)時(shí)3030分許，川分許，川D29763D29763中型自卸貨車由污水中型自卸貨車由污水處理廠往金江鎮(zhèn)方向行駛，當(dāng)車行至污水處理廠路段時(shí)，因處理廠往金江鎮(zhèn)方向行駛，當(dāng)車行至污水處理廠路段時(shí)，因超越停放于路邊的的川超越停放于路邊的的川D17283D17283重型貨車過程中，與由釩鈦產(chǎn)重型貨車過程中，與由釩鈦產(chǎn)業(yè)園區(qū)二號(hào)線往污水處理廠方向行駛的川業(yè)園區(qū)二號(hào)線往污水處

19、理廠方向行駛的川D51573D51573重型自卸貨重型自卸貨車相撞，造成車相撞，造成1 1人當(dāng)場死亡、人當(dāng)場死亡、1 1人受輕微傷、兩車（即：川人受輕微傷、兩車（即：川D29763D29763、川、川D51573D51573）受損的交通事故。）受損的交通事故。川川D51573D51573在碰撞后與川在碰撞后與川D29763D29763中型貨車未分離，川中型貨車未分離，川D51573D51573后后方可見方可見3.3m3.3m的制動(dòng)痕跡，川的制動(dòng)痕跡，川D29763D29763中型貨車未見輪胎拖印。中型貨車未見輪胎拖印。由過磅計(jì)量單可見，川由過磅計(jì)量單可見，川D29763D29763中型貨車的總

20、質(zhì)量為中型貨車的總質(zhì)量為35960kg,35960kg,川川D51573D51573重型貨車的總質(zhì)量為重型貨車的總質(zhì)量為51540kg51540kg。汽車在行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡汽車在行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力平衡 發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也與行駛阻力功率平衡發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率也與行駛阻力功率平衡dtdumAuCmgmgfriiTaDTgtq15.21sincos20)15.21(36002aDaTeAuCGiGfuP汽車功率平衡方程在追尾事故車速鑒定中的應(yīng)用案例追尾事故的前車鑒定，需收集的基本參數(shù)： 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 車輛總質(zhì)量 車輛外廓尺寸（汽車迎風(fēng)面積 ） 道路坡度 路面狀況 （滾動(dòng)阻力系數(shù)）計(jì)算舉例：車速功率km/hm/skW18185 554.4 54.4 19.819.85.55.559.9 59.9 發(fā)動(dòng)機(jī)功率發(fā)動(dòng)機(jī)功率132132118.8118.821.621.66 665.5 65.5 效率效率0.90.923.423.46.56.571.0 71.0 總質(zhì)量總質(zhì)量40000040000025.225.27 776.7 76.7 滾