基于Pc-Crash的车辆侧滑事故再现方法

为准确再现车辆侧滑事故,基于Pc-Crash软件,提出一种分步再现事故的方法。该方法首先仿真事故车辆侧滑运动,获得侧滑车辆碰撞前瞬间运动状态参数;然后定义新仿真以再现侧滑车辆与事故其他参与者的碰撞;重复此2步骤,以确保仿真中痕迹与事故中痕迹最相符合。最后就一例车辆侧滑后与过往车辆发生碰撞的事故,演示该分步再现方法各步骤的实现途径。结果显示,利用Pc-Crash软件分步再现车辆侧滑事故,能较为容易地控制再现过程,保证仿真中痕迹与现实情况的一致性。     

基于事故逆向再现的车辆追尾事故仿真分析研究

为认定车辆碰撞事故的性质及责任,动态还原事故发生过程。提出1种逆向事故分析再现方法,经过坐标系旋转后构建确定方程组的车辆碰撞瞬间解析计算模型,并经过实车碰撞实验数据验证其计算精度与三维再现的准确性。利用Crashview软件对1起车辆追尾事故进行仿真分析,解析计算得出车辆碰撞瞬间车速和碰撞前行驶车速,实现事故二维过程重构和三维模拟再现。结果表明:计算分析车速与VDR记录车速误差在5%以内,模拟再现轨迹与事故现场实测痕迹基本吻合,所构建的方法可有效用于车辆追尾碰撞事故辅助分析鉴定,为事故过程分析提供理论依据。     

汽车-摩托车碰撞事故车速及碰撞位置预估方法

为给汽车-摩托车碰撞事故再现提供初始碰撞车速与碰撞位置的预估值,基于Pc-Crash软件所获得的仿真试验数据及支持向量回归方法,得到碰撞车速、车辆制动距离与汽车-骑车人静止位置间距离、汽车-摩托车静止位置间距离、摩托车-骑车人静止位置间距离的回归关系模型。用案例对所得模型进行演示及验证。结果表明,相关模型中决定系数大于0.993,而剩余标准差小于0.003,回归关系显著;用支持向量回归模型所得预估碰撞车速、车辆制动距离与借助Pc-Crash软件再现得到的结果很接近,相对误差均小于2%。     

人-车-路耦合环境中车辆稳态安全仿真

为揭示驾驶员、道路、车辆综合作用下车辆运行状态的失稳机理,基于多Agent建模与安全仿真技术,构建包含驾驶员、道路、车辆、协调中心、人机接口等5方面的多Agent车辆稳态安全仿真框架;建立车辆多体动力学、道路三维空间、驾驶员预瞄控制与跟随仿真模型,从车辆稳定性和驾驶员操作负荷2方面分析车辆稳态安全性。以小轿车为代表车型,针对某二级公路开展车辆稳态安全仿真试验。仿真结果表明,当汽车以60和70 km/h行驶时,前后轮总体围绕平均轴重波动,稳态运行;以80 km/h行驶时,汽车冲出车道,轮胎最小垂直反力仍然大于0;3种速度下侧向加速度均大于0.3 g(g为重力加速度),且速度越高,侧向加速度越大,表明汽车冲出车道由侧滑引起。     

基于网格的左右不对称积水车辙安全分析北大核心CSCD

为定量研究横向不对称的积水车辙对行车安全的影响,对比分析了基于水漂和基于侧滑在不同速度下的危险路段长度,建立了三维积水车辙-附着系数-整车车辆的模型。以车辙积水深度和轮胎-路面三维有限元模型计算轮胎与积水路面之间的附着系数为输入,以达到危险偏移量的时间为安全评价指标,利用临界反应时间作为侧偏时间的危险阈值,设计试验分析了车辙横向划分间距、左右积水深度差和轮距、积水宽度等对积水车辙行车安全性分析的影响规律。结果表明:使用单倍轮胎接触宽度可满足准确性分析的要求;基于侧滑的风险评估方法相较于水漂法保守,基于侧滑的危险路段长度均比基于水漂的危险路段长。车速降低,危险路段长度降低;在满足路段通行能力的前提下,可通过降低车辙路段行车速度来进行风险控制。     

基于逆算法与试算法的车辆碰撞车速对比研究

为提高道路交通事故车速计算仿真再现的准确性与实用性,基于车对车碰撞事故案例,采用道路交通事故分析与再现系统(Crash View)逆算法与Pc-Crash试算法,对比分析其计算机制、模型算法、输入参数、输出误差等核心解算部分,优化车速计算算法,完成事故实际场景车速计算;Crash View系统计算相对误差约为4%,输入车辆位置、车身结构、车体姿态参数量较少且易于获取;Pc-Crash系统计算相对误差约为9%,计算时需要人工手动反复试算,调整车速、位置、姿态等预估参数。研究结果表明:采用Crash View逆算法的仿真再现系统更适用于实际交通事故车速计算; PcCrash试算法受经验公式影响较大,适用范围较小。     

行人与不同车型车碰撞事故中头部损伤来源

为更好地了解行人与不同车型车碰撞事故中头部损伤来源,选取轿车、运动型多功能车(SUV)及客车3种典型车型,以车速为变量设计仿真试验。首先借助一个真实案例验证Pc-Crash软件,然后利用该软件开展仿真试验,并用已有模型验证轿车事故中的行人抛距值,最后通过做图分析可知:3种车型事故中行人头部损伤程度均随车速的提升而加重;在相同车速下,SUV事故中行人头部损伤最严重;不同车型事故中,车辆所致损伤最高的是SUV型车,而地面所致损伤最高的是客车;轿车与SUV事故中行人头部损伤主要来源于车辆撞击,而客车事故中行人头部损伤来源较为复杂,但多数情况下来源于地面撞击。     

直道超车过程大角度快速转向安全性分析

为确定安全超车转向过程中的方向盘转角幅度范围,降低超车时因驾驶员转向操控不当而引发交通事故的风险,将轮胎魔术公式和三自由度车辆动力学模型相结合,建立轿车直道超车的运动学模型。利用Matlab软件对直道超车运动学模型进行仿真,并通过直道超车道路试验采集超车过程中的时序数据,将其导入Matlab软件并进行处理,得到时序数据变化曲线、仿真结果和试验数据变化曲线,在此基础上,研究45~65 km/h车速范围内大角度快速转向过程的安全性。结果表明:在直道上进行大角度快速转向超车时,为确保安全,应使轿车的方向盘转角最大值随着超车时车速的增加而增大;轿车在45,50,55,60和65 km/h车速下,安全超车时对应的方向盘转角不宜超过45,48,52,56和60°。     

基于Pc-Crash的多车碰撞事故再现仿真分步方法

为降低多车碰撞事故仿真再现的难度并确保再现结果的可靠性,建立基于Pc-Crash的事故再现仿真分步方法。该方法将多车碰撞过程划分为多个独立的2车碰撞过程,对最开始的2车碰撞过程进行仿真后分别获得2车碰撞后的运动参数,进而定义新的2车碰撞仿真过程,重复此步骤,直至仿真中所有相关痕迹与事故现场痕迹相吻合为止。仿真再现一例3车碰撞事故。结果显示,基于Pc-Crash的事故再现仿真分步方法可用于仿真再现多车碰撞事故,且仿真车辆运动轨迹和损坏程度等痕迹均与实际情况相吻合。     

轿车-电动两轮车事故再现的参数敏感性研究

为确定轿车-电动两轮车事故再现系统对各参数的敏感性,根据一起实例,确定影响参数,设计并开展正交试验,通过方差分析,分别获得影响轿车、电动两轮车和骑车人停止位置的参数敏感性排序;按是否使用敏感性排序结论,利用PC-Crash对另一起实例进行2次过程重建,以验证试验结果的可信性和可靠性。结果表明:影响轿车最终位置的敏感性参数仅为轿车的减速度;影响电动两轮车、骑车人最终位置的敏感参数排序分别为:2车碰撞时的纵向夹角碰撞点驾驶员反应时间轿车车速碰撞时电动两轮车的质心高度轿车方向盘转角、轿车车速电动两轮车的速度2车碰撞时的纵向夹角碰撞点;根据敏感性排序指导此类事故仿真重建,能明显减小车速误差及各参与方的最终位置误差。     

基于车-车碰撞仿真的驾乘人员损伤差异影响因素

为了解车-车碰撞事故中驾乘人员损伤差异影响因素,首先运用PC-Crash软件再现一例真实交通事故,通过分析面包车驾驶员的运动学及损伤响应,验证了其仿真车内乘员损伤的有效性,然后设计了包含6组车速、12个碰撞位置的72次试验,并通过仿真获得人体损伤数据,利用作图法分析所得数据.结果表明:当且仅当车速大于等于50 km/h时,驾乘人员头、胸、腿等部位的损伤才会出现明显差异,且差异程度随碰撞车速增加而增大;当车速大于50 km/h且碰撞位置在被撞车辆左侧或右侧前方时,驾乘人员各部位损伤差异最明显,其中又以腿部损伤最为突出,且靠近撞击侧乘员的损伤更严重.研究成果将为更好地利用损伤认定驾乘关系提供支持.     

一种分析事故车辆超速概率的方法

为分析区间痕迹下事故车辆超速的概率,基于子区间技术建立一种求解方法。首先将输入痕迹区间分成若干子区间,将不同痕迹的子区间组合成若干子空间域;然后将事故再现模型在子空间域上做一阶泰勒展开,并结合区间四则运算法则计算事故再现模型在每一子空间域上的上下界,得到事故再现车速子区间;最后对所得子区间进行分析,取下界大于路段限速值的子区间数除以该数与上界小于路段限速值的子区间数的和的值作为事故车辆超速的概率值。2个数值算例表明:所建方法与蒙特卡罗方法所得概率一致,且所建方法无需对输入痕迹的分布进行假设;一例真实的碰撞事故案例表明:用该方法可解决实际问题,案例中事故车辆超速的概率为53.7%。     

极限工况下汽车正面碰撞事故损伤度预测

为最大程度降低事故损伤度,以碰撞无法避免时的极限工况下车车正碰为研究对象,分析预测车辆碰撞事故损伤度的评价指标,采用正向推理方法建立车车全重叠及斜向碰撞前后速度变化ΔV预测模型,分析不同因素对碰撞前后速度变化ΔV的影响,将其影响关系与事故损伤度标准值关联,进而预测事故损伤度,并以实例验证事故损伤度预测方法。结果表明:当2车碰前相对速度与碰前夹角一定时,事故损伤度与2车质量比成反比关系;当2车质量比与碰前夹角一定时,事故损伤度与碰前相对速度成正比关系;在2车间碰撞无法避免的极限工况下,全重叠碰撞事故损伤度大于斜碰;司机应通过控制本车以较低车速、较小碰前夹角与对方车辆发生碰撞。     

车人碰撞事故再现技术研究进展

车人碰撞事故再现已成为国内外研究热点,提高结果可信性为事故再现的核心。根据事故再现所需痕迹将再现方法分为6类,即"行人抛距"、"车辆制动距离"、"行人损伤"、"车辆变形"、"其他"以及"仿真"。通过分析各类方法的优缺点,提出可综合利用这些方法获得客观、可信的事故再现结果。然后探讨提高车人碰撞事故再现结果可信性的新发展方向:开发国产、高精度的事故再现软件,研究事故再现结果的不确定性问题,以及研究痕迹间关系在事故再现中的应用。而其中仿真所得事故再现结果的不确定性问题、车人碰撞事故再现区间不确定优化方法以及事故现场痕迹间关系为值得期待的新研究内容。     

强降雨环境下公路车辆制动安全性分析

为分析强降雨环境下公路车辆的制动安全可靠性，基于2种停车视距模型引入可靠性理论，将降雨强度、车速及驾驶员思索时间视为随机变量，运用蒙特卡罗模拟方法建立强降雨环境下公路车辆制动安全可靠性分析模型，以研究不同降雨强度、不同车速下公路车辆的停车视距。研究结果表明：降雨强度一定时，2种计算模型的停车视距差值随着车速的增大而增大，车速一定时，2种计算模型的停车视距差值随着降雨强度的增大基本不变；若随机变量服从正态分布，停车视距也近似服从正态分布，且模型Ⅱ的分布均值大于模型Ⅰ,模型Ⅱ的分布标准差近似于模型Ⅰ;车辆的制动失效概率随着车速及降雨强度的增大而增大，车速及降雨强度一定时，基于模型Ⅱ计算的车辆制动失效概率略高于模型Ⅰ;车辆的临界车速随着降雨强度的增大而降低，随着制动失效概率的增大而增大，车辆制动失效概率及降雨强度一定时，基于模型Ⅰ计算的临界车速略高于模型Ⅱ;较传统确定性方法相比，基于可靠性方法可以获得更为合理的雨天行车安全临界车速，当降雨强度为4mm/min,失效概率为0.000 1时，临界车速已低于45km/h。     

多重复合性道路交通事故逆向分步再现分析

为再现多重复合性道路交通事故过程以确定事故致因,提出逆向分步再现仿真方法。首先,鉴定分析所采集的少量事故信息,依据鉴定结果将复合事故划分为若干碰撞时序;然后,先仿真后端时序的碰撞过程,得出该时序碰撞前车辆运动状态,利用一致性约束方案判定再现过程的一致性,若一致,再以同样方式仿真前一碰撞时序,依此步骤逆向推进,直至事故仿真完毕,确定事故过程及致因;最后,以一起双时序复合事故的再现验证该方法。结果表明:该方法能够较好地再现双时序复合事故,且误差率较小;前期的事故信息采集及鉴定分析有利于正确判定事故形态。     

三岔型枢纽互通事故高发匝道的形成机制与安全提升研究*

为研究高速公路三岔型互通右转匝道车辆事故的发生机制,以宜宾至叙永高速公路双桥枢纽互通为对象,运用Carsim/trucksim软件建立事故匝道的三维数字模型,模拟小客车和货柜车的运行过程,设置3种不同工况,对车辆在匝道上的动力学特性进行分析。结果表明:行驶速度升高会导致匝道路段的车辆横向偏离增大,发生侧滑或侧翻的几率增加;充分制动距离是保证车辆安全通过匝道受限路段的重要因素,货车需要更长的制动距离;道路视觉环境是影响驾驶人速度选择行为的重要因素,匝道路段与高速公路主线行驶环境的高度近似,导致驾驶人选择较高的速度进入匝道,部分车辆在小半径弯道之前无法将速度降低至安全速度,进而发生事故。本文运用行车动力学仿真和驾驶人视觉手段,在驾驶行为层面分析事故的形成机制,进而提出安全提升措施,可为匝道线形设计和交通运行管理提供科学依据。     

轿车与行人事故重建的参数敏感性研究

为确定轿车与行人事故再现系统中各参数的敏感性,从PC-Crash软件中提取9个参数,设计正交试验,运用灰色关联度分析方法,分别获得影响轿车、行人停止位置的参数敏感性排序,按是否使用敏感性排序结果,对一起真实人车碰撞事故进行2次重建,验证试验结果的可信性与可靠性。结果表明:对再现结果有显著影响的参数为轿车碰撞时车速、行人速度、碰撞时轿车方向盘转向角、碰撞时轿车行驶方向和人体与地面摩擦因数;针对性地调整这些参数,能够明显降低各参与方的最终位置误差,并提升人车事故重建速度和与实际事故的拟合度。     

汽车与摩托车碰撞事故中骑车人头部损伤研究

为研究摩托车骑车人与汽车碰撞后的动力学响应规律,基于国家车辆事故深度调查体系(NAIS)中的一个真实案例,利用PC-Crash软件建立摩托车与汽车前部成90°的碰撞模型,在此基础上,开展仿真模拟试验,研究骑车人坐姿和车速对摩托车骑车人头部损伤的影响。结果表明:轿车车速一定时,骑车人头部损伤指标(HIC)值随骑车人坐姿|θ|增大而增大;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿|θ|增大而来得早。摩托车车速一定时,骑车人HIC值随骑车人坐姿|θ|增加而增加;骑车人头部与轿车开始碰撞的时刻随骑车人坐姿|θ|增加而来得早。     

骑车人躯干姿态对头部损伤影响研究

为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角的增大逐渐减小;电动二轮车车速不超过15 km/h或SUV车速超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大逐渐减小;电动二轮车车速超过15 km/h或SUV车速不超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大先增大后减小;提前同时增大骑车人躯干横摆角和前倾角可降低骑车人头部损伤程度。