基于PC-Crash事故多发路段诱因分析

江 伟,唐志华

(安徽三联学院 交通工程学院，安徽 合肥 230601)



基于PC-Crash事故多发路段诱因分析

江 伟,唐志华

(安徽三联学院 交通工程学院，安徽 合肥 230601)

运用车辆运动模型、车辆碰撞模型碰撞过程机理进行分析，把事故发生的周边环境资料如路面状况、路面宽度、行人车辆等外界情况资料数据输入PC-Crash软件中，通过动画模拟还原事故发生过程，综合判定事故的责任划分。

交通事故；车辆碰撞；轨迹优化；PC-Crash；事故诱因

0 引 言

在世界一流的交通碰撞事故再现仿真软件中最具有代表性的是奥地利的PC-Crash软件。在国外的实际应用过程中已经能够较为成熟地应用该软件进行实际交通事故的仿真，并作为指导事故责任认定和再现分析的事实依据，文中在PC-Crash软件的基础上对合肥事故多发路段情况进行一系列诱因分析[1]。

改革开放以后，北大、清华、吉大等高校的科研工作者在吸收消化PC-Crash软件的技术上相继开发研制出道路交通事故计算机辅助分析系统，无论是数据的积累还是技术的突破都是一个漫长的过程。国内软件开发比较成熟，但实际应用还需要时间[2]。

1 交通事故再现软件PC-Crash

PC-Crash软件是应用广泛的一个软件，具有很强的实用性。该软件的优越性是对机动车与机动车事故、车辆与行人、翻车等事故可以同时模拟显示32辆汽车的碰撞过程[3]。

基于控制变量法的事故再现关键参数权重分析如下：

1)车辆的基本参数。通过仿真人来仿真碰撞模拟过程，小轿车中安装PC-Crash软件，软件中的数据是DSD98。具体的其他相关参数根据实际情况需求再设定。仿真车辆基本参数见表1。

表1 仿真车辆基本参数

将表1中的数据依次导入软件系统设置中进行仿真模拟。

2)车辆开始位置定义。通过碰撞进行分析，依据现场的参数大致可以判断出车辆碰撞时的初始行驶位置。这样把初始行驶位置进行坐标化，输入到PC-Crash软件中，这一位置的确定对车辆初始速度的准确性有重要影响，精确的估算可以减少仿真优化时间，提高效率，本案例设置的参数可以得出初始速度为70 km/h[4]。

3)车辆导入顺序的参数设定。车辆参数较多，包含了车速、摩擦系数等因素。

4)仿真模型的开始。车辆的所有参数进行了明确的确定。接下来就是要设定仿真参数，所选用的是三维动力学模型，软件设定的时间步长为0.5 ms，在通常情况下这是最佳的仿真模型选择。但是这一模型有个缺点，就是无法测到车辆碰撞前的运动路径轨迹，如果需要这一结果就必须选择动力学模型。不同的模型优势也不同，可以综合运用[5]。

2 碰撞事故再现分析

2.1 案例分析

在合肥金寨路与环城路交叉口发生一起交通事故，桑塔纳沿着金寨路由北向南行驶，雅阁由南向西左转，由于种种原因，两车发生碰撞。经现场勘查发现，桑塔纳左前部保险杠与雅阁右侧右前轮处碰撞。雅阁向左旋转过程中，右后端翼子板与桑塔纳左后翼子板发生二次碰撞。二次碰撞后，雅阁旋转约180°后停止，事故现场为干燥沥青路面，路面状况良好[6]。

2.2 事故调查与分析

2.2.1 事故现场图

事故现场如图1所示。

图1 事故现场

2.2.2 车体痕迹勘查结果

本案例根据《道路交通事故痕迹物证勘验》(CA41-2005)标准中对车体痕迹的勘查要求进行。车体痕迹勘查结果见表2。

表2 车体痕迹勘查结果 cm

2.3 仿真参数的确定

1)速度初始值的确定。现场勘测两车的碰撞轨迹很明显，根据轨迹来计算碰撞速度为31 km/h。同理，可以根据现场实际测得的碰撞轨迹算出桑塔纳的行驶速度为59 km/h，在实际情况中，车辆发生碰撞会产生能量上的转移，雅阁旋转幅度大，说明雅阁的速度小，桑塔纳的速度大。软件分析中认为事件中发生的能力转移是7 km/h，则雅阁的车速是24 km/h,桑塔纳的速度为66 km/h。

2)车辆碰撞初始位置的确定。车辆碰撞的大致初始位置在CAD图中两车的质心坐标为:雅阁(-3.74,3.17)车头方向为113.20°;桑塔纳(-1.45,5.57)车头方向为173.20°。

3)车辆碰撞中心点坐标。初始值假设为(-3.5,5.0)。

4)车辆质心位置。直接采取车辆本身参数：两车质心高度均为0.6 m，雅阁质心到前端距离为1.38 m，桑塔纳为1.275 m。

5)车辆的平均减速度。碰撞前雅阁未采用制动措施，制动减速度为0,碰撞后雅阁旋转过程中，损坏的右轮与地面留下了痕迹，未制动的汽车在旋转过程中的减速度为3 km/h以下，在这里假设值为2.3。

6)反应时间。两位驾驶员经检查没有酒驾，也没有服药后开车，均为健康状态，所以反应时间假设值为0.8 s。

7)回弹系数。车辆的回弹系数范围是0.1～0.3，车辆的受损越严重，则回弹系数越大，这里取值0.2。

8)车辆转向角度。在这里假设为18.30°，桑塔纳转向角度较大，在这里假设为-31.60°。

2.4 参数输入与优化

优化后车辆运动轨迹如图2所示。

图2 优化后车辆运动轨迹

从优化后的车辆运动轨迹图可以看出，优化后车辆碰撞位置与实际测量的车辆位置有一定的差异，但是这种差异在误差的允许范围之内，与当时的情况相比还是比较吻合的[7-8]。

优化后的结果如图3和图4所示。

图3 优化轨迹误差

图4 优化结果报告

从图3中可以看到，当输入优化后参数值进行仿真时，车辆轨迹误差为3.2%。

2.5 输出结果分析

将案例中优化后的参数数值输入至PC-Crash软件，然后计算机进行仿真，得到碰撞过程中各种曲线图。车速、位移随时间变化曲线如图5所示。

图5 速度、位移随时间变化曲线

2.6 仿真结果精确度评价

仿真结果准确度计算公式为:

本案例中仿真结果与实际事故中相应情形比较的结果见表3。

表3 仿真结果精确度分析表

3 结 语

针对两起车祸案例进行仿真研究，通过PC-Crash软件分析的数据结果与事故中采集的数据结果进行吻合度对比，得出了使用PC-Crash软件对车辆碰撞事故的仿真结果与实际情形高度符合的结论。

[1] 丁同强.道路交通事故再现理论模型及方法研究[D].长春:吉林大学，2005.

[2] 郑月楠.车辆碰撞事故仿真与再现的研究[D].合肥:合肥工业大学，2006.

[3] 郭静.基于Pc-Crash的车辆碰撞事故再现及其误差分析[D].重庆:重庆交通大学，2012.

[4] 胡致涌，杨荣华.城市交通控制中的智能计算[J].长春工业大学学报:自然科学版，2013,34(6):681-685.

[5] 邹铁方，余志，蔡铭.基于Pc-Crash软件的人-车碰撞事故仿真规律研究[J].中国安全科学学报，2010(4)15-18.

[6] 公安部交通管理局.公安交通管理工作调研论文选编(第六辑)[M].北京：中国人民公安大学出版社，2009：81-91.

[7] 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，2010.

[8] 许洪国.道路交通事故分析与处理[M].北京：人民交通出版社，2004：45-46.

Accidents analysis based on PC-Crash software

JIANG Wei,TANG Zhihua

(Anhui Sanlian College,Traffic Engineering Institute,Hefei 230601，China)

Vehicle movement model and vehicle collision model are used to analyze the collision mechanism. Then the surroundings such as road conditions,road width and traffic are input to PC-Crash software. Animated simulation show the accident process and determine the responsibility.

traffic accident; vehicle collision; trajectory optimization; PC-Crash；accident cause.

2016-04-20

安徽三联学院科研项目(13zlgco42)；交通安全协同创新中心项目(xtcx2016003)

江 伟(1989-)，男，汉族，安徽安庆人，安徽三联学院助教，主要从事交通与汽车方向研究,E-mail:15255129860@163.com.

10.15923/j.cnki.cn22-1382/t.2016.5.16

U 4

A

1674-1374(2016)05-0494-05