车速鉴定的交通事故现场取证技术研究

邵祖峰，杨红，王秀华

（湖北警官学院，湖北 武汉 430034）

车速鉴定的交通事故现场取证技术研究

邵祖峰，杨红，王秀华

（湖北警官学院，湖北 武汉 430034）

车速鉴定是交通事故司法鉴定的重要项目类别之一。车速鉴定的证据主要来自于交通警察事故现场的搜证和事后鉴定人员的再次对事故当事车辆的取证，并以警察的搜证为主要证据来源，鉴定结论的可靠性也依据于此。在做车速鉴定时，可以借助经典力学车速鉴定理论与技术。车速鉴定的技术要点主要包括附着系数的选择、制动痕迹的识别与测量、车辆损伤的测量和道路相关参数的测量。

车速鉴定；交通事故；现场取证

0.引言

俗话说：“十次事故九次快”。超速一直是公安交通管理部门持续打击的重点违法行为，同时也是交通事故常见诱发因素。保持合理的行车速度，是每一个机动车驾驶员应当遵守的义务，也是保证交通安全的重要措施。道路交通安全法及其实施条例在多处条文上规定了不同路段、不同场合的行驶速度上下限值。在道路交通事故处理与责任认定中，超速或低速的违法行为有时会被认定为当事方承担一定交通事故责任的依据之一。因此，交通事故车辆车速鉴定已经成为交通事故司法鉴定的重要内容之一。对于某一具体的交通事故，特别是速度因素对事故的形成有着重大作用时，就需要对车辆的行驶速度做出估计判断，是超速行驶，还是低速行驶，具体的速度范围值是多少，都需要利用事故现场的证据性因素做出科学的分析与判断计算。鉴定人对速度鉴定的准确程度取决于三个因素：一是鉴定理论的科学性，二是鉴定专业人员的专业水平与职业道德，三是用于鉴定的证据采集的合理性与全面性。鉴定理论受制于当前科学技术水平，是开展鉴定的理论框架前提，鉴定的先进性与合理性判断也是以鉴定结论是否符合当前科学技术水平为标准。鉴定人员的水平与职业道德则属于司法鉴定管理与培训的问题，可以通过一定的技术准入的资质制度予以解决。鉴定证据采集的合理性与全面性将直接决定鉴定过程的平顺性与鉴定结论的准确性。在我国现有的道路交通事故处理机制下，事故现场证据的采集基本上由交通警察完成，事故鉴定人很少能到达现场进行取证工作。这就难免造成事故现场取证中的错、漏、不全等现象，为后期的事故车辆速度鉴定带来一定的影响。

1.车速鉴定力学理论依据与计算分析思路

1.1车速鉴定的力学理论依据

速度是经典物理学中的一个重要概念，它表明物体在单位时间内所产生的位移，是物体运动的一种表征形式。按照经典物理学的观点，力是物体运动的原因。因此，对于车速的鉴定，从经典物理学的角度而言，就是要分析车辆的受力状况，描述车辆运动的时间及在此时间内的位移，由此得出车辆在某一时刻（这里主要是指碰撞发生前或者车辆通过某一特殊地点）的行驶速度。与之相关的概念主要有位移、速度、加速度、力、力矩、质量、惯性、转动惯量、动能、势能等，转换为车速鉴定具体情形对应概念有制动距离、碰撞速度、碰撞减速度、制动力等。相关原理则主要体现为力平衡、力矩平衡、动量守恒、角动量守恒和能量守恒定律。

对于一个一般性二维碰撞，如图1所示，质量为m1的车1和质量m2为车2在D点向碰撞。以碰撞点处的公法线n和公切线τ为平面坐标系，这里以D点的公法线方向为n轴，公切线方向为τ轴，将碰撞冲量按此直角坐标轴分解为Pn和Pτ。质心速度也按此分解。碰撞点的位置坐标也用n-τ坐标系，其原点在各自的质心C。可以车1、车2为研究对象，建立如下六个方程：

再辅之以法向弹力恢复条件和切向力滑动摩擦条件，就可以进行顺利求解。

定义碰撞点处的法向弹力恢复系数：k=（νrn/νron），式中νron、νrn为碰撞前、后在碰撞点处两车公法线方向的相对速度。碰撞点处的相对滑动摩擦系数：μ=Pτ/Pn，式中Pτ，Pn为碰撞点处法向、切向碰撞冲量。

1.2车速鉴定的计算分析思路

汽车交通事故发生是个过程，至少分为三个阶段：碰撞前、碰撞中和碰撞后。碰撞前驾驶员发现危险时，一般会识别、判断、采取措施，但如驾驶员疏忽发现过晚或者采取措施错误，则会导致车辆失控与他车发生碰撞。碰撞中是双方车辆的实际碰撞过程，这个过程往往是车辆快速接触，并发生力的作用，导致车辆受损并改变运动方向与速度，实际的碰撞持续的时间一般很短，按照驾驶员的事后的反映，一般是来不及应对车子就撞上了。碰撞后是指车辆发生碰撞后，驾驶员采取措施或者因其他外理性因素致使车辆运动停止的过程。前文所述的运动方程解决了碰撞中的问题，对于碰撞前与碰撞后的车辆运动状况同样可以依据牛顿运动力学予以解决。由于是涉及单车的运动，其分析过程相对简单。整个推理过程以逆推法为主，求解碰撞前事故车辆速度ν10、ν20分三种思路：（1）利用车体变形与碰撞速度之间关系经验公式，求解碰撞有效速度，进而反推碰撞前速度。（2）利用已知车辆变形刚度值，利用有限元法和变形能量网格图，辅之以能量守恒定律，求解碰撞前速度。（3）利用图1二维碰撞一般模型，假设法向弹性恢复系数和切向滑动摩察系数，结合车体相关特性数据如质量、转动惯量等求解碰撞前速度。图2显示了第一种思路计算正面碰撞与追尾碰撞计算流程图[1,2]。

图2正面碰撞与追尾碰撞计算流程图

2.车速鉴定所需的相关参数与数据来源

车速鉴定是一个逻辑性较强的理论分析与计算过程，其中涉及到多个参数。有的参数来源于现场采集，有的参数则来源于外界的实验成果。其中涉及的主要参数含义、相关影响因素与来源方法如下表1。

表1车速鉴定计算所需主要参数及其来源

2变形刚度B描述汽车车身不同部位在撞击发生塑性变形时，以车身水平横断面为标准计算所得的单位长度上发生单位深度变形所承受的碰撞力。类似于弹簧的虎克系数。车身结构形式、车身材料、车辆安全的制造理念与车辆年份主要通过实验测定，美国公路交通安全局（NHTSA）对本国180辆不同类型车测试试验，归纳出9类型车辆碰撞刚度系数，指导车辆速度鉴定与再现。3恢复系数ε描述车辆发生碰撞后弹性恢复程度，用碰撞后与碰撞前相对速度之比的绝对值表示碰撞的激烈程度（车辆的有效碰撞速度差、动量）、车身结构与材料通过实验测定，对轿 车 有 ε=0. 574exp（-0.0396）有乘员伤亡时，一般为塑性变形ε=0.14制动距离s描述车辆制动过程，指车辆从采取制动措施制止停止时所移动的距离。路面附着系数、制动强度现场测量，结合车辆制动技术先进程度、设备有效性、现场遗留痕迹合理丈量取得5车辆变形描述车辆撞击后损伤程度的物理量，包括变形的水平最大长度、纵向最大破坏长度、水平最大破坏深度、总破坏面积、总破坏体积。车身结构与材料、碰撞激烈程度现场实车损坏部位测量6侧滑印迹描述车辆转向失控或受侧向外力作用所产生的横向移动量或曲线半径车辆转向速度、路面附着情况、车辆制动情况现场测量，或者采用弦高法测量计算获得7道路结构参数描述道路结构、路面材料及其几何尺寸的参数，包括坡度、平曲线、竖曲线半径等现场测量8车辆性能参数描述车辆基本性能的指标，包括整备质量、几何尺寸、质心等基本参数。查阅车辆技术手册、实车检视测量

3.交通事故现场相关参数取证技巧与注意事项

3.1附着系数选取

应当说，附着系数的选取不是现场直接选取与测量的，但是附着系数选用涉及到许多现场取证的相关性因素。具体来说，现场取证时要仔细观察和记录道路情况、轮胎状况和车辆使用状况。首先，道路的材质和路面状况与道路相关联，混凝土沥青路面干燥情况下为 0.8～0.9，潮湿时则为 0.5～0.7，覆满冰雪时为 0.1～0.2，在路面上积水时易出现滑水现象，附着力几乎为零。其次，轮胎的新旧、磨损程度、气压与附着系数相关。有研究表明[3,4]，新轮胎的附着系数不一定高过刚过磨合期的轮胎，轮胎气压高在积水路面的附着情况好于低气压轮胎，轮胎过度磨损时附着系数显然降低。再次，车辆的使用状况，比如车辆是否有ABS防抱死装置，车轮是否抱死、车辆各个制动器是否有效，等等，都直接关系着附着系数的大小，一般而言，在滑移率为15%～20%时对应的峰值附着系数最佳。最后，车辆的装载对车辆的质心有影响，进而影响附着重量和附着力。因此，在交通事故现场取证时，应当严格考察上述三个方面的状况。对于道路，应当记录其材质、路面的使用情况（如交通流量大小）及其破损程度、路面是否冰雪、积水、泥泞等。对于轮胎，主要是考察车辆各个车轴的新旧程度、估计其气压大小与使用环境。对于车辆整体，则需要考察其质心，这里需要估计测量货物质心位置及其质量。应用上述测量记录的所得数据，进行综合衡量，依据经验选取，或者利用φ＝fc（道路状况、轮胎状况、车辆重与使用状况）的函数变化关系适当调整。

3. 2制动痕迹的测量

3.2.1 碰撞接触点的确定

碰撞接触点一直是道路交通事故现场勘查取证与分析的重点与难点。所谓接触碰撞点实际上表现为两个层次，一是在车辆碰撞时在车身上的某个实际接触部位，二是该部位在车辆刚开始发生碰撞时的接触部位在地面上的投影。既然是碰撞，就在两个碰撞体之间产生力的作用，碰撞作用一方面会使车辆的接触部位发生物质交换、车体接触部位变形、车体上某些物件脱落或散落飞脱，另一方面会使得车辆在路面上的运动轨迹发生一定的变化，表现为车辆制动痕迹上的折变顿挫、局部的加重变黑。因此判断碰撞接触点的基本方法就是利用制动痕迹的突变性和现场车体散落物的分布情况进行分析。观察制动痕迹判断碰撞接触点，就是寻找突变点和加重点，观察散落物的落地点，结合散落物的飞离车体的高度估计落地的时间，以及考虑散落物落地后的可能翻滚滑移的情形，估计反推车辆接触碰撞点。接触点一般在散落物落点之后。考虑到接触点的估计性，为了提高估计精度，必须应用多种方法综合分析确定接触碰撞点。

3.2.2 现场制动痕迹的分析

交通事故现场遗留有多种痕迹，其中用于车速鉴定的制动痕迹尤为重要。车辆制动痕迹是车辆制动时在现场留下的带状痕迹，其在交通事故现场的表现形态是多样的，有拖印、压印、滚印，有连续、断续之分。对于传统的车辆，因没有ABS防抱死装置，其制动痕迹具有典型的特征，易于观察与发现。对于具有ABS装置的车辆制动痕迹，由于制动时车辆的车轮没有被完全抱死，车辆处于边滚边滑状态，车辆轮胎在路面上一般只有断续的压花印，而且印迹也不太明显，易于消失。但也不排除有的车辆制动装置因制动条件的临时变化或者ABS的失效，也会在路面上留下明显的压印、拖印。在已经明确事故车辆具备ABS装备且正常的情况下，对于不明显的制动痕迹可以采用偏光观察法发现其起点及走向。对于车辆轮胎在交通事故现场一路下的多条制动痕迹，且变化凌乱时，则需要结合车辆运动轨迹的变化过程，分析出每一个车轮的制动痕迹变化过程。车辆运动轨迹的变化分析主要是应用车辆质心的运动定理。该定理认为事故车辆在现场的运动尽管混乱，但其运动过程可以分解为质心的平动过程和车体绕质心的旋转过程[5]。质心平动定理是分析的关键，再结合车体轮胎在转向过程中的内轮差，可以确定出各个轮胎的运动轨迹。必要时可以采用工字梁的方法，工字两横端代表车轴与车轮，纵线代表车体纵向大梁，现场模拟演示分析出痕迹的演变过程。

3.2.3 具体测量时的注意事项

在确定好汽车接触碰撞点后，仔细辨别并分清楚每个轮胎对应的行驶轨迹，分析驾驶员何时采取制动措施，此时对应的轮胎痕迹应有压花印或变形的特点，以此为该轮胎的制动起点，量取此点至现场车辆停车处轮胎对应的痕迹长度。如果此带状痕迹中存在突变转折点，则意味着次转折点为可能的碰撞点，此时应以此为基点分段测量其长度。如果带状痕迹呈断续状，且断续的间隔较短，则应连续测量痕迹长度，如带状痕迹间的间隔较长，则应分段测量（如系传统装置车辆，则考虑车辆在制动过程中使用了点刹的断续刹车方式；如是有ABS装置车辆，则应连续计算段间距离，作为全部的刹车制动距离）。对于车辆刹车制动痕迹是弧线形的，应当分段量取，连续求和作为该车轮的制动痕迹。对于刹车后，车辆没有制动跑偏的情形，即使地面上某个车轮之后没有刹车痕，也应当认为该刹车装置起了制动作用，其制动痕迹的长度可以取均值处理，反之则认为该轮刹车没有起作用。

3.3 车辆损伤的测量

现阶段所有利用车身变形推算碰撞有效速度的试验数据大多数是基于小轿车的，对于大货车则缺少相应的试验数据。车损的测量方面主要包括损坏部位的最大深度、水平最大长度，纵向高度，计算出损坏部位的面积、体积和沿车身水平宽度分布的平均深度，以便利用经验公式计算出碰撞有效速度。另外利用车辆变形刚度计算车辆的变性能，则需要测量出沿车身损坏部位最大宽度上均匀分布的车损深度尺寸，一般以测量4～6个尺寸为宜。作为车损的测量，交通警察往往以车损部位的几何中心特点数据和损坏部位的照片描述，但作为鉴定人员必须亲自测量事故车辆的受损部位，为后续的鉴定打下基础。

3.4 辅助参数的测量

辅助参数主要包括事故车辆载物后的重心测量、道路尺寸的几何参数测定等。车辆几何重心的测量可以采用二次称重法的方法确定车辆前后轴距重心的距离，以及重心的几何高度。也可只需测量所载货物的重心位置尺寸，同时利用已知该车的整备质量时的重心尺寸，综合计算出该车的实际重心的三维尺寸，为附着系数的调整打下基础。对于道路尺寸的测量，主要是采用水平仪和软尺，采用弦高法测量弯道半径、坡度、道路宽度等。在测量道路的车道宽度时要分清黄色实线、白色实线，注意测点的选择。对于交叉路口则应采用切测法[6]确定路口形状、路口停车线的合理位置，并以路口的切线作为水平直角测量法的定位基准线，为后续的交通事故现场元素定位测量打下基础。

4.结束语

交通事故现场取证是道路交通事故鉴定基础数据的主要来源，其准确程度直接关系到鉴定结论的准确性。当车速鉴定的理论依据不一样时，所需要的现场证据及其测量要求是不一样的。经典力学理论目前仍是现阶段车辆速度鉴定的基本理论之一，围绕经典力学理论所建立起来的数据类证据体采集方法需要不断的完善，并努力符合鉴定的质量要求。此外，车速鉴定理论在不断发展，比如基于交通事故成员成伤机制的速度鉴定方法、基于视频影像的事故现场车辆速度鉴定方法[7]、基于行驶记录仪和车载电子芯片（如GPS定位系统、安全气囊触发系统）车速鉴定方法正不断涌现，与之相关的事故现场取证的方法也需要不断完善，并投入实际运用。

[1]李江.汽车事故力学[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]许洪国.汽车事故工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]余卓平,左建令.路面附着系数估算技术发展现状综述[J].汽车工程.2006,(6):546-549.

[4]于长吉,淘沙.道路交通事故技术鉴定方法[M].大连：大连理工大学出版社.2011.

[5]阳兆祥.交通事故鉴定力学教程[M].南宁:广西科学技术出版社,2002.

[6]田文艺.道路交通事故现场取证、痕迹鉴定与证据运用[M].北京:中国人民公安大学出版社,2010.

[7]金先龙.交通事故数字化重构理论与实践[M].北京:人民交通出版社,2007.

Studies About the Accident Scene Forensics for the Speed Identification of Vehicle Based on Classical M echanics

SHAO Zu-feng，YANG Hong，WAN G Xiu-hua
(Hubei Police Academy,Wuhan,Hubei,430034)

The speed identification is one of the important categories of traffic accident forensic projects.Evidences for speed?? identification mostly were obtained from police collecting evidence on the spot of accident and forensic personnels collecting evidence from the accident vehicle concerned afterwards,and the former is the main source of evidences,which decides the reliability of identification conclusions.The collection and measurement of the required parameters were studied on the basis of analyzing classical theory and mechanics for vehicle speed calculation,and some technical points were pointed out,which mainly include the choice of friction coefficient,the identification and measurement of braking traces,vehicle damage and road parameters.

speed identification;traffic accident;on-the-spot evidence collection

D631.5

A

2095-1140（2012）02-0119-04

2011-10-15

湖北省教育厅科学技术中青年研究项目：“道路交通事故车辆速度鉴定技术与取证规范研究”；项目编号；Q20104201。

邵祖峰（1972- ），男，湖北仙桃人，湖北警官学院交通管理教研室副教授，博士，主要从事公安道路交通管理与公安决策、交通事故鉴定研究；杨红（1976- ），女，湖北荆门人，湖北警官学院治安管理系讲师，主要从事治安管理研究；王秀华（1973- ），女，湖北红安人，湖北警官学院治安管理系讲师，主要从事治安管理研究。

王道春）