车辆碰撞行人事故形态及速度分析方法研究_毕业论文(编辑修改稿)

车辆碰撞行人事故形态及速度分析方法研究_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

第 8 页 共 64 页 和追尾碰撞等。 因碰撞面未引起侧滑，故不产生摩擦力。 (2）向心斜碰撞 向心斜碰撞也是重心对重心的碰撞，但是相对碰撞速度的方向与碰撞面有一角度。 由于碰撞面引起了侧滑，所以有摩擦力的产生。 (3）偏 心正碰撞 重心与重心偏斜且与碰撞面成直角的碰撞称为偏心斜碰撞。 因与碰撞面垂直，故不产生摩擦力。 (4）偏心斜碰撞 重心与重心偏斜，且与碰撞面不垂直的碰撞称为偏心斜碰撞。 因碰撞面会引起侧滑，故有摩擦力的产生。 (5)车辆与行人碰撞 车辆与行人的身体直接发生接触，从而导致行人受伤的碰撞。 发生车辆碰撞行人交通事故的原因 (1）闯红灯 闯红灯是非机动车在灯控路口最常出现的违法行为之一，也是最危险的违法行为之一，极易引发交通事故，不管是车辆与车辆碰撞还是车辆与行人的碰撞。 众所周知，道路交通 信号灯控制着路权，红灯时表示本相位不具有通行权，此时其他的相位可以通行，如果违法闯红灯行驶或行走，则驾驶人的安全以及行人的安全都不能得到保证，很可能由于具有通行权的车辆没有注意而发生碰撞，引发交通事故。 另外有通行权的车辆会因为避让违法行为非机动车和行人，导致路口秩序混乱，影响路口通行能力，从而引发交通事故。 （ 2）不按规定路线斜穿路口 为保证非机动车和行人的交通安全，有些路口进行了渠化，方便非机动车和行人通过，要求非机动车和行人按照渠化指示通过路口，而有些非机动车驾驶人和行人为了走捷径，不按渠化指示通过路 口，为了方便，斜插过路口。 设计（论文）专用纸 第 9 页 共 64 页 而在未渠化的路口，非机动车和行人左转通行需要两次直行通过路口，但现在斜穿通行的情况非常普遍，因此导致车辆碰撞行人的事故经常发生。 （ 3）不遵守交通标志 交通标志，是国家制定的，以图形、符号、文字等形式，向参与者传递交通信息，确保道路安全畅通的重要设施，然而，相当一部分非机动车或行人常常为了方便，无视道路交通标志，随意通行在禁止非机动车和行人通行的路段，造成极大的安全隐患，进而发生交通事故。 （ 4）突然横穿道路 非机动车和行人突然横穿道路一般有两种情况：一种是从公路旁的巷道突然穿出 ；另一种是从道路右侧突然向左侧穿。 非机动车和行人突然横穿道路，会和机动车发生冲突，常因为机动车措手不及，来不及躲避而相撞，此违法行为引发的交通事故较多，且损失较大。 （ 5）逆向行驶 当前，道路越来越宽，而且加装中心隔离护栏，当出发点到目的地逆行路线比正确行驶路线短时，行人和非机动车驾驶人为图方便，就会选择走较近的逆行路线。 尤其是在有隔离护栏的路段，逆向行走的行为屡见不鲜。 (6) 不走人行横道 如今，许多行人为了方便，穿过马路时不按规定走人行横道，而是直接穿越，这时，如果行人犹豫不绝，司机无法判断是否 要停车，这样就很容易发生事故。 车辆碰撞行人交通事故的过程 车辆碰撞行人交通事故中行人的运动状态 车辆与行人碰撞后，行人的运动状态与汽车外形与尺寸、汽车速度、行人身材高矮、行人速度大小和方向有关。 接触点位于行人质心上部，如大客车、平头货车等与成年人碰撞，轿车与儿童碰 设计（论文）专用纸 第 10 页 共 64 页 撞时，可能直接碰撞在行人的胸部甚至头部。 身体上部远离汽车的方向抛向前方。 如果汽车不制动，行人将被碾在车下。 如果碰撞接触点位于行人质心，行人整个身体几乎同时与汽车接触。 在大多数情况下，碰撞作用在行人质心下面，一般的船形轿车与 成年人的碰撞事故均属于这种形式。 汽车保险杠碰撞行人的小腿，随后大腿、臀部倒向汽车发动机罩前缘，然后上身和头部与发动机罩前部，甚至与挡风玻璃发生二次碰撞。 当汽车前端的高度与行人高度的比值越小时，头部碰撞速度就越大。 碰撞速度越高，汽车前端越低，行人身材越高，头部碰撞挡风玻璃的概率就越大。 当汽车速度很高，并且在碰撞时没有采取制动措施，可能会使行人从车顶掠过，直接摔跌在汽车后面的路上。 常见的船行轿车与成年人碰撞时，行人运动过程的划分： 车人接触，行人身体碰撞并加速，身体移向汽车发动机罩； 从发动机罩上抛出； 落地后继续向前运动至静止。 即由接触、飞行和滑移三个阶段组成。 对接触阶段影响较大的因素有碰撞速度、制动强度和行人与汽车前端的几何尺寸比。 飞行阶段是因行人先被汽车加速，然后汽车制动，而被加速的行人继续向前运动，行人被抛向前方。 如果汽车未采取制动措施或者减速度很小，会出现两种情况：若加速度超过某数值，行人就可能掠过挡风玻璃而从车顶飞出，跌落在车后；而速度较低时，行人倒地后，会遭遇汽车的碾压。 滑移阶段是从行人第一次落地到滑滚至静止的过程。 一些试验研究表明，在这个过程中行人亦可能离开地面弹起。 影响接触阶段的因素 对滑移运动同样有影响。 此外，落地时刻的水平和垂直速度、路面种类、行人着装等因素对过程也有影响。 对于平头汽车碰撞成年人或船形轿车碰撞儿童，碰撞后儿童被直接抛向汽车的前方，经滑移或滚动后停止。 如果碰撞过程汽车没有采取制动措施，行人可能被汽车碾压。 行人碰撞的方向 一个确定和研究行人碰撞的关键问题是行人碰撞动力学，或者是行人在撞击事件 设计（论文）专用纸 第 11 页 共 64 页 阶段和过程中如何运动。 拉瓦尼把不同的行人撞击方向分为五个不同的组（罩盖、前方凸出物、挡泥板顶拱、盖板拱形顶、空翻），当描述冲击动力学时，这五种不同的行人运动学分类方式已 经成为了事实上的标准。 了解那些相关车辆位置的碰撞方向有利于调查员确定发生损伤的原因。 图 二 盖罩类轨迹 在盖罩类的轨迹中，在减速车辆的前面，行人发生碰撞的部位是小腿。 车辆的撞击部分必定低于行人的高度，碰撞后的腿部变形和身体弯伏在发动机盖上，同时胸部与发动机盖顶部接触。 头部以抽打的动作撞击在发动机盖上。 在最初的撞击之后，行人通常会停留在汽车的引擎盖上直到车辆停止，有时车辆停止时滑下引擎盖。 图 三 朝 前投射轨迹 接下来的撞击方向是朝前的投射。 在这种组态中，行人被平头车碰撞，如卡车或面包车，它们对行人的施力点远远高于行人的重心，在碰撞小孩时这种情况也会发生。 行人先被汽车迅速加速碰撞车辆的速度，然后跌落到汽车前方的道路上。 设计（论文）专用纸 第 12 页 共 64 页 图 四 挡泥板 碰撞行人的车辆正面角附近的挡泥板凸出物包含在其中。 第一次接触通常是腿，身体朝着发动机盖旋转。 在道路上发生碰撞时，由于行人的位置（靠近车的边缘），他跌倒时并不会撞击外罩，行人的头部可能会也可能不会撞到车上。 图 五 拱形顶 第四种碰撞方向是拱形顶，但在这种情况下，从最初的轨迹来看像盖罩类轨迹，但是这种情况中，行人的腿不是在汽车前面由于撞击力，腿继续向上翻转，此时行人在车辆顶部或靠近顶部实际上是倒立的。 当行人离开汽车，翻过车顶，跌倒在地时，飞行过程就完成了。 图 六 翻转轨迹 最后一种碰撞轨迹是翻转，它的开始和拱形顶是相似的，在碰撞时，由于车辆的 设计（论文）专用纸 第 13 页 共 64 页 减速，这使得行人被抛到汽车前面。 这种碰撞方式预料会导致头部严重甚至致命的伤。 这里讨论的碰撞情形主要适用于成年的行人，因为儿童身高的原因，可能并不总是适合于小孩。 第三章 汽车碰撞行人过程的速度分析 对行人碰撞的研究者来说，碰撞速度是非常重要的，特别是那些确定违法的人员。 车辆速度的估计在民事案件中也很重要，因为它涉及到过失责任和民事责任。 当处理行人碰撞的速度问题时，有许多解决速度问题的处理方法。 制动距离分析法 最简单，也是通常用来确定汽车碰撞行人速度的方法是使用制动距离。 当然，车辆从制动到停止总的滑行距离是可以估计的。 将会有 一部分速度的损失影响到行人的碰撞，但是这里的损失是微不足道的。 在大多数情况下大约每小时 12英里，这是因为车辆和行人之间的很大的质量差。 计算公式： 202g t tgS  （ ） （ ） 设计（论文）专用纸 第 14 页 共 64 页 式中： S—— 制动距离， m； 0 —— 制动前车速， m/s； g—— 重力加速度， m/s2；  —— 轮胎对地面的摩擦系数； t—— 空走时 间， s。 驾驶员发现急情，脚离开加速踏板到开始制动的时间为空走时间，由实验得知，空走时间一般为 ~。 行人抛出距离分析法 关于速度问题的第二种最好的可选方法是通过行人总的抛出距离来估计碰撞车辆的撞击速度，许多车辆碰撞时没有制动，而抛出距离是唯一有效的用来估计车辆碰撞速度的方法。 当行人被运动的车辆碰撞后，行人被车辆以速度矢量方向进行加速，身体被向前抛出的距离是估计车辆速度的一个指示。 一个简单且更好的估计碰撞车辆的撞击行人速度的方法是行人身体从滑动到停止（非抛出）的距离和应用能量消耗方程。 这是一个很容易进行辩护的能量方法，但是调查员必须确定第一个碰撞点： 30dfS  （ ） 这里： S—— 撞击后行人的速度 ，单位是英里每小时 d—— 身体滑动的距离 f—— 身体的滑动摩擦系数 当行人的第一次碰撞点在路面上被确定时，在逻辑上计算的速度只是代表一小部分车辆的碰撞速度，这种方法就是一种偏于“保守”的策略，也就是说，它将在“低” 设计（论文）专用纸 第 15 页 共 64 页 的一面。 另外一种根据抛出 距离来确定碰撞速度的方法是赛尔在 1983 年的论文上第一次提出的方法。 他们推导了一个公式包括撞击后行人总的轨迹，在第一次接触路面之后的跳跃和滑动： 2c o s si ngsV     （ ) 这里： V—— 抛射速度 θ —— 抛出角度 g—— 重力加速度，即 S—— 抛出距离，单位是英尺 由于抛出的角度通常是不知道的，赛尔考虑到抛射角的最大值和最小值从而推导出一组方程来给出速度 波动的范围： m in 221gsV  。