基于抛距差的小型轿车与电动自行车事故碰撞速度重建方法研究

发布时间：2020-08-24 08:33

【摘要】：电动自行车因其速度快、成本低、无需接受法规培训等特点而广受大众喜爱。保有量的迅猛增加和骑车人的交通法规缺乏使得电动自行车参与的道路交通事故持续上升,尤其与小型轿车的碰撞更是造成超过一半骑车人的伤亡。交通事故重建是还原事故过程的有效手段,其中速度重建是整个事故重建工作的核心以及事故责任划分的依据。目前针对小型轿车-电动自行车碰撞事故中汽车车速的重建工作有许多研究,但是实际情况中,有些案件信息缺失限制了很多方法的适用性,还有一些需要进一步研究的内容。为此,本文提出一种基于电动自行车和骑车人抛距差计算汽车碰撞速度的方法,该方法所需信息容易快速获取,为速度重建工作提供一种新思路。本文首先筛选近几年接受委托案件中涉及电动自行车参与的交通事故,统计案件信息并分析此类事故特点;然后介绍事故重建工作流程和常用软件;然后基于一起真实事故案例建立PC-CRASH、MADYMO联合仿真模型,并应用此模型筛选事故敏感参数;最后通过变参数仿真研究抛距差与敏感参数的经验公式并使用案例验证。本文主要研究成果:(1)统计表明每年的5月到10月,每天的7点到8点是电动自行车事故多发期;电动自行车与汽车的碰撞多发生在城市道路路口或斑马线处;与小型轿车的事故造成超过50%骑车人的伤亡;下肢和头部是骑车人最易受伤部位,头盔能有效提高骑车人碰撞死亡速度阈值,但现实中很少有人佩戴。仿真对比分析电动自行车与小型轿车和平头卡车碰撞的区别,在与小型轿车碰撞时骑车人动态响应过程更复杂、人体落地时间更长,头部加速度峰值也更高。(2)应用PC-CRASH、MADYMO联合仿真平台重建一起典型事故,通过观察碰撞响应过程、人车停止位置、骑车人损伤参数验证模型的可靠性。(3)建立正交试验筛选出影响电动自行车、骑车人抛距差的敏感参数为小型轿车速度和碰撞角度;进行81次变参数仿真实验,得到头部碰撞点的分布,抛距差随速度、角度的变化规律,建立拟合公式并用文献中案例验证了公式的准确性。本文研究成果可用于小型轿车-电动自行车碰撞事故中汽车碰撞速度的计算,对于重建工作和责任认定具有重要意义。另外,在分析过程中得到的一些统计结果、响应过程、损伤特点为车辆生产厂家改进车辆结构具有借鉴意义,也为相关部门制定法律法规提供借鉴。
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U491.31
【图文】：

碰撞过程,斑马线,路段

第 2 章电动自行车事故统计分析表 2.3 事故发生地点事故发生地点事故起数（起）百分比（%）违反交通规则城市道路路口及路段斑马线 130 82.80 127路段 5 3.18-非城市道路路口及路段斑马线 21 13.38 18路段 1 0.64 -总计 157 100 145如图 2-3，最常见的违规是随意横穿车道，体现为穿斑马线和闯红灯。一般双车道公路宽度约为 7 米，六车道公路路面宽度约为 40 米，按电动自行车平均行驶速度 15km/h 计算，不减速穿越六车道路面时用时 9.6s，比穿越双车道公路多 3s 暴露在风险中。

头盔,电动自行车,情况,交通事故

图 2-4 电动自行车骑车人头盔佩戴情况统计发现在157交通事故中仅有23位驾驶人佩戴头盔，占事故总数的14计在同一时期交通事故中摩托车驾驶人佩戴头盔比例为 37.9%。在排除掉的 4 起交通事故后对伤亡情况统计如表 2.4 所示。统计结果表明，在发生交通事故时头盔能为骑车人提供显著的保护作用佩戴头盔条件下把致死速度阈值提高 36%以上。表 2.4 佩戴头盔情况统计否佩戴头盔发生事故（起）死亡人数（人）致死率致死平均速度（km/h是否2113278533.3%64.4%59.143.35 骑车人损伤部位分布电动自行车骑车人由于身体大部分暴露在外部环境中，并且正常行驶时

过程图,碰撞响应,小型汽车,过程

三种和第四种碰撞形式分别为刮蹭和追尾，在实际事故中发生概率较低。.3.1 小型轿车-电动自行车正碰响应动态本文主要研究的是小型轿车-电动自行车第一种碰撞形态，即汽车车头正面电动自行车侧面。图 2-6 为一起应用 PC-CRASH 重建仿真中典型的正碰事故响应过程（具体重建工作步骤在第4章介绍）。设定小型轿车初始速度为50km/h动自行车初始速度为 20km/h，汽车在初始时刻即采取紧急制动措施。仿真结示：小型轿车前保险杠先与骑车人小腿接触，此时骑车人位置没有明显变化。0ms 时，在巨大的横向加速度影响下骑车人身体与电动自行车逐渐分离，双手对车把的控制，骑车人连同电动自行车向汽车车头偏转，骑车人的大腿和臀部车发动机罩前缘接触；在第 45ms 时，骑车人臀部完全脱离二轮车并在发动机产生滑移，滑移距离与相对车速及摩擦系数等因素有关，此时人体上身以臀部点向车头产生绕转运动；第 90ms 时，骑车人上身与发动机罩接触，上肢和肩与车体接触；在 135ms 时，骑车人头部已经与前挡风玻璃碰撞，二轮车也被。

【参考文献】