一起交通事故中车辆碰撞速度的分析计算

许海华

(广东科学技术职业学院 机械与电子工程学院,广东 珠海 519090)

一起交通事故中车辆碰撞速度的分析计算

许海华

(广东科学技术职业学院 机械与电子工程学院,广东 珠海 519090)

分析交通事故发生的原因,速度则是关键性的因素。汽车碰撞过程本质上就是车速剧烈变化的过程。如何正确推算出事故发生瞬间的碰撞车速,为交通事故处理提供间接的理论依据。本文正是基于一起交通事故中,两车碰撞后产生的塑性变形量和滑移距离,运用运动学理论,引用典型事故速度计算公式,推算出两车碰撞前的速度。

交通事故;碰撞;速度;变形量

0 引 言

速度是形成各种交通现象的必要条件。分析交通事故发生的原因,速度则是关键性的因素,因为汽车超速行驶经常造成交通事故[1]。如何根据现场遗留的车轮痕迹、人体被撞击的距离等现场资料,来推断交通事故车辆碰撞前的瞬时速度,是分析交通事故原因和事故处理工作中经常遇到,也是必须解决的实际问题[2][3]。由于交通事故发生过程十分短暂,而且变化十分复杂,仅凭经验来计算淮确的速度值是很困难,有时甚至是不可能的。但是,如果应用汽车运动力学理论,用分析和试验的方法估算出近似的速度,一般可满足事故分析计算的需要[4]。

汽车碰撞过程本质上就是车速剧烈变化的过程。在事故分析中,其核心与最终目标就是要能正确推算出事故发生瞬间的碰撞车速,车速鉴定实质上归结为汽车速度变化量的计算。汽车碰撞交通事故往往都是瞬间发生并结束,很难准确地查明事故原因,因此有必要对车辆碰撞交通事故做系统地、全面地、科学地定量分析与研究。解决碰撞车辆速度问题唯一可靠的方法是在现场及时搜集充分的证据,然后对这些证据进行细致的分析,作出科学的结论[5]。

本文正是基于一起交通事故中,两车碰撞后产生的塑性变形量和滑移距离,运用运动学理论,推算出两车碰撞前的速度。

1 事故概况与分析

2009年某天 15时 50分,阴天,在某省道 140km+780m处,一辆东风雪铁龙轿车 (简称甲车)与对向驶来的五菱微型普通客车 (简称乙车)发生碰撞,事故造成人员受伤和车辆受损。

根据本案的交通事故现场图及交通事故现场勘查笔录等有关材料 (1.事故现场乙车遗留的左前轮印痕;2.碰撞后两车的停止位置;3.问询笔录),可以认为事故中的两车属于正面偏置碰撞(甲、乙两车相向行驶,事故发生时,甲车的左前部与乙车的左前部发生正面碰撞,两车前部均产生不同程度的塑性变形)。两车在碰撞中进行动量交换后,并没有立即停止前进,而是继续运动,由于甲车的动量比乙车的大,甲车将乙车撞倒退,两车最终停在现场图所示的位置。

2 计 算

鉴于交通事故中车辆碰撞过程的复杂性,对车辆碰撞前行驶速度的鉴定计算方法研究一直是交管部门和科技界不断探讨,但又没有定论的问题[5]。为此,本文引用了国家标准 GA/T643-2006《典型交通事故形态车辆行驶速度技术鉴定》中给出的典型事故速度计算公式,对委托鉴定的事故车辆碰撞前行驶速度进行计算分析。

初步分析,可以确定上述两车的碰撞属于正面非对心碰撞。为简化计算,可做以下假设：1)碰撞过程中,两车始终保持动量守恒;2)由于两车碰撞完成后的运动主要以纵向滑移为主,因此不考虑两车的横向滑移。

为确定两车碰撞前的行驶速度,依据两车的变形量及乙车在路面遗留的印痕,在公安部交通管理科学研究所等单位起草的国家标准 GA/T643-2006《典型交通事故形态车辆行驶速度技术鉴定》中,推荐的两车正面碰撞交通事故车辆行驶速度的近似计算公式为[6]：

式中:

v1、v2——汽车行驶速度 (单位:km/h)

m1、m2——汽车质量 (单位:kg)

φ1、φ2——汽车纵滑附着系数

k1、k2——汽车附着系数修正值

s1、s2——汽车滑移距离 (单位:m)

x——汽车塑性变形量 (单位:m)

计算公式中相关参数确定

1)质量参数

根据提供的当事人问讯笔录,事故车乙乘坐五个大人,并载有其它货物,其整备质量为 800kg,估算当时乙车的总质量m2=1200kg;事故车甲发生事故时满载,故甲车的总质量按满载计算:m1=1500kg。

2)纵滑附着系数

事故发生的路面为干燥的水泥路面,不考虑两车轮胎与路面的附着差异,事故车甲、乙的纵滑附着系数φ1=φ2=0.6。

3)汽车附着系数修正值

由现勘图及勘查记录,乙车被甲车往后推的过程中,乙车只有一个车轮抱死 (路面只有一条印痕),故此处两车的附着系数修正值 k1=1,k2=0.5

4)变形量

由于两车的变形量无法通过实测获得,所以在计算中采用多个变形量来计算,以供参考。从照片及两车的基本尺寸,估算两车的等效变形量:甲车 x1=0.250～0.500m,乙车 x1=0.350～0.600m;(乙车的变形深度要大些)。如图 1所示。

车辆塑性变形量计算方法如下:

图1 甲乙两车等效变形量

此处的滑移距离指两车从碰撞脱离后到最后停止时汽车质心所移动的距离。根据提供的交通事故现场图,乙车左前轮留在地面的擦痕为 2.85m;大致确定两车的脱离点在相对基准点 (0,0)的坐标为 (8.25, 6.65)的点。通过分别测量两车在脱离点左前轮到停止点相应左前轮的距离。估算事故车甲的滑移距离 s1=0.4～1.4m,事故车乙的滑移距离 s2=2.85m

应用公式(1)和(2)计算两车碰撞前的速度:

1)按甲车变形量估算两车碰撞前速度 (x1=0.250～0.500m,步长为 0.025m),结果见表 1和图 2。

2)按乙车车变形量估算两车碰撞前速度 (x1=0.350～0.600m,步长为 0.025m),结果见表 2和图 3。

3)两车的平均速度及总变形量见表 3(乙车的速度取其绝对值)。

表1 按甲车变形量估算两车碰撞前速度

图 2 按甲车变形量计算的两车变形量速度曲线

表 2 按乙车车变形量估算两车碰撞前速度

图 3 按乙车变形量计算的两车变形量速度曲线

表3 两车的平均速度及总变形量

3 结 论

根据办案人介绍的事故概况、汽车损坏照片、事故现场汽车轮胎印迹,两车车辆基本参数,滑移距离等进行的模拟分析计算,两车总变形量约在 1米以上,从以上图表可以看出,甲车碰撞前的速度应在 70km/h以上,乙车碰撞前的速度应在 40km/h以上。

[1] 魏朗,郭应时,一余强.车辆实车碰撞试验的模拟再现[J].西安公路交通大学学报,2000,20(1)：88-91.

[2] 周廷萱.涉及事故过程和行驶速度技术鉴定的交通事故现场勘验、痕迹取证的几点体会[C].交通安全技术研讨会,2007.1

[3] 许洪国,等.汽车交通事故碰撞速度多值问题的研究[J].中国公路学报,1996,9(1)：87-93.

[4] 裘炜毅,等.基于多维分析技术公路交通事故分析方法研究[J].交通与计算机,2000,18(4)：4-9.

[5] 叶新娜.道路交通事故车辆碰撞速度研究及辅助软件开发[D].成都：西华大学,2007.

[6] 公安部标准.GA/T643-2006《典型交通事故形态车辆行驶速度技术鉴定》[S].

责任编辑：吴旭云

Analysis and calculation of vehicle collision speed in a traffic accident

XU Hai-hua
(Machinery and Electronic Engineering Institute,Guangdong Institute of Science and Technology,Zhuhai 519090,China)

Speed is the key factor in analyzing the reasons of traffic accidents.The automotive collision is essentially dramatic change process of speed.The accurate calculation of the moment-speed of collision accidentsprovides indirect theoretical evidence for handling traffic accidents.Based on plastic defor mation and sliding distance in a traffic accident,this article calculates the speed of the two ve

hicles before the collision by using kinetic theory and citing the typical accident rate for mula.

traffic accident;collision;speed;plastic defor mation

U492.3

A

1009-3907(2010)06-0042-04

2010-04-28

四川省重点攻关项目(NO0423195)

许海华(1978-),男,江西九江人,讲师,硕士,主要从事汽车安全技术与汽车整形技术方向的研究。