交通事故现场散落物运动行为参数与事故再现模型研究

交通事故现场散落物隐含事故再现的信息，如能确定散落物与汽车碰撞时速度关系，即可推算车辆碰撞时速度。但散落物的运动行为受散落物的材料性能、形态、大小、地面摩擦系数、与地面碰撞速度等参数的影响较大，致使散落物速度求解的差异性较大，且国内外在此方面研究尚未见。基于此，本项目将散落物的运动行为参数与事故发生瞬间车速之间的关系作为研究核心，以事故力学、材料学、试验技术、数学建模作为基础理论依据，以车体散落物及车载散落物为研究对象，将散落物按材料性能进行分类细化，通过实物试验及原型模拟碰撞实验与计算机仿真相结合的方法，研究散落物的力学行为与散落物运动行为参数的关联性；综合运用不确定理论、模糊识别技术等现代技术与理论，揭示汽车散落物的运动机理；建立和发展地面摩擦系数与散落物材料性能、碰撞速度的经验公式及交通事故现场散落物基于恢复系数的事故再现模型，为交通事故再现提供新理论依据。

交通事故中车辆的碰撞速度对事故车辆责任的划分及交通事故的再现具有重要意义。交通事故现场散落物隐含一定的事故信息，可依据事故现场的散落物信息进行碰撞车速的推断，为交通事故的再现提供依据。目前，应用交通事故现场散落物进行碰撞车速推断或事故再现存在一定难度，主要表现为散落物的材料的多样性、运动状态的不确定性等。基于此，本项目应用计算机仿真试验与模拟碰撞试验相结合的方法，对事故现场不同材料属性、不同形状的散落物碰撞后的运动机理、运动行为特性进行了分析；通过高速摄像的反复回放，对散落物的碰撞后的运动状态进行归纳总结，获得散落物与地面碰撞接触后，出现滑动、弹跳及运动停止三种运动状态的碰撞角度范围；依据非线性接触动力学理论及汽车碰撞的基本理论，分别构建了球形、长方形及不规则形状的弹性、弹塑性、塑性材料的汽车碰撞散落物事故再现模型。. 本项目应用C++编程设计了“机动车交通事故信息采集及碰撞车速推算系统”，实现了事故现场信息的采集、碰撞速度计算的智能化及碰撞过程的计算机模拟再现。该系统由信息采集系统、车辆碰撞速度求解系统、车辆碰撞过程再现三部分组成。其中，信息采集系统可对交通事故现场的天气信息、道路信息、车辆信息进行全面采集；车辆碰撞速度求解系统可依据事故现场所采集到的散落物信息，应用本项目所建立的散落物事故再现模型进行碰撞速度求解；车辆碰撞过程再现系统可依据求解出的碰撞速度及车辆信息进行碰撞过程再现，从而验证碰撞速度的可靠性。. 针对道路交通事故现场散落物信息记载不全或无记载的情况，通过对道路交通事故现场照片进行灰度转换、降噪、插值等预处理，应用Matlab编程对预处理后照片中散落物的特征参数进行识别与提取；应用本项目所设计的基于运动方向的相机标定系统，确定出照片中的像素值与真实尺寸的比例转换关系，求得事故现场中散落物的真实尺寸信息，代入“机动车交通事故信息采集及碰撞车速推算系统”求得碰撞速度，解决道路交通事故现场有散落物却因信息不全而无法进行速度推算的问题。. 本项目对广义散落物之一的行人头部碰撞损伤值（HIC）与碰撞速度、碰撞角度及碰撞发生在风挡玻璃上的位置间关系进行了分析与研究，确定出行人头部碰撞损伤值与碰撞速度、碰撞角度间相互关系，拓宽了散落物的速度求解途径。