基于PC-CRASH的汽车与行人碰撞事故再现仿真研究(3)

６第一章绪论各类信息作为事故再现依据，采用多信息融合的方法进行事故再现；（３）目前，大多数人车碰撞事故再现仍旧是靠人工操作来完成迭代过程。为了进一步提高事故再现的效率，如何利用先进的优化算法和程序来减少循环次数和人工干预已经成为急需解决的问题。１．３论文的研究目的和意义根据现有的理论与实践成果，利用道路交通事故再现软件ＰＣ—Ｃｒａｓｈ，建立汽车与行人模型，对不同碰撞环境下汽车与行人的不同行为参数进行设置，仿真再现事故发生的过程，还原事故发生的初始状态，分析各种因素对事故再现的影响，包括驾驶员与行人的生理反应等。通过国内外研究现状的分析，说明目前对人车碰撞事故再现的研究还处于一个规律性的研究阶段，对很多不可确定的因素尚缺乏详细的分析，如何利用事故现场各种信息更快更精确的再现事故过程是迫切需要解决的问题。所以，利用ＰＣ—Ｃｒａｓｈ软件对各种不同情况下汽车与行人的碰撞过程进行仿真分析，采用正推法总结规律，对前人的经验公式进行补充，采用反推法快速筛选事故信息，还原事故发生过程。对分析人车碰撞事故再现有重要的理论和实际意义。１．４论文的研究内容实际的交通事故是一个非常复杂的过程，它的过程很短暂，一般只有几秒的时间。在短暂的时间内，车速发生极大的变化，人体和车身都有可能受到很大的冲击力，要完整再现整个交通事故的过程非常困难，建立准确的碰撞事故模型至关重要。碰撞是车速发生剧烈变化的过程，事故再现根据事故现场遗留的刹车痕迹、变形、人体损伤等基本信息利用数值模拟的方法推断出碰撞初始时刻的车速、行人及成员方位姿态和碰撞发生的过程。研究的对象确定为交通事故中的人车碰撞再现研究。根据本文的研究对象和交通事故的特点可以确定本文的主要研究内容：（１）通过交通事故数据的采集分析，研究汽车与行人碰撞事故的特点，对行人运动特点和事故中行人的致伤机理与评价指标进行分析。（２）分析汽车与行人碰撞事故再现的内容，以及汽车与行人碰撞事故再现的主要方法和力学原理，研究分析ＰＣ—Ｃｒａｓｈ软件中的碰撞理论和事故再现原理，确定适用于汽车与行人交通事故再现的车辆和人体多刚体模型及碰撞模型。（３）建立汽车与行人碰撞事故的仿真模型，分析了行人的碰撞运动轨迹和其抛距模型，通过调整车辆的各项参数进行仿真分析，确定影响行人损伤严重程度的关键因素。第一章绪论７（４）利用ＰＣ－Ｃｒａｓｈ进行汽车与行人的碰撞仿真研究，结合典型的案例，对仿真方法进行了实际运用，完成了事故过程再现；根据仿真结果分析事故过程及事故发生原因，并通过改变车辆及行人的位置速度等参数，进行仿真试验，总结碰撞的特点规律。８第二章汽车与行人碰撞事故特点研究第二章汽车与行人碰撞事故特点研究据北京市公安交通管理局科研所统计分析，国外交通事故大多以车碰车事故为主，而中国车撞入的事故却非常多。碰撞试验数据显示当汽车行驶速度在２０ｋｍ／ｈ时将行人撞死的几率是１０％，４０ｋｍ／ｈ时超过３０９６，６０ｋｍ／ｈ时超过９０％，８０ｋｍ／ｈ时达到１００％‘物。数据显示，中国道路交通事故最严峻的时候是２００２、２００３和２００４年，这３年中每年的死亡人数部都过１０万人。从２００５年开始这一现象得到缓解。道路交通事故死亡人数呈逐渐下降的趋势，这是各方努力的结果，但是行人占总死亡人数的比例始终高居２６％左右，没有任何明显下降趋势，所以行人保护任重道远。——全舒死亡人数行人死亡人数－，，＿一一／—＼ＩｌＩ２００１一一一一一一。ｌ卵８１９∞２０００ｌ２００２ｌ２００３２００，１ｌＩ２００５２０∞２００７ｆｆ２０∞ｌ图２．１１９９８－２００８年中国交通事故死亡人数统计（单位：人）２．１汽车与行人碰撞事故流行病学特征交通事故损伤流行病学是应用流行病学的原理和方法，从人群的角度来研究道路交通事故中损伤发生的特点及其危害程度和危险因素的分析，提出合理的防范对策和措施‘嚣剥。对于本论文的研究，研究汽车与行人碰撞事故流行病学特征是指通过人体损伤的统计学规律，寻找人车碰撞事故的发生规律，分析不同因素对行人运动和人体损伤的影响，明确相关研究的发展重点，从而为事故再现和假入建模提供依据。由此可见，流行病学研究的基础是对于事故数据的调查与分析，这些数据大都来自交通管理部门、事故鉴定中心、医院等权威机构。２．１．１国外汽车与行人碰撞事故流行病学特征由于各国国情不同，不同国家的人车碰撞事故的流行病学特征也有较大差异。第二章汽车与行人碰撞事故特点研究９在已经高度机动车化的发达国家，如美国、日本、欧洲等，轿车是主要的肇事车辆，其次是ＬＴＶ（１ｉｇｈｔｔｒｕｃｋａｎｄｖａｎ）、大货车和大客车乜引。由车头外形和结构强度的区别，与不同车型碰撞引起的行人损伤程度也不同。Ｌｅｆｌｅ啪３等根据上世纪末美国交通事故数据，统计出了不同车型的行人死亡事故发生率，如图２．２所示。Ｐｍｌｅ吐ｒｉｍＦ破ｌｌｉｔｉ酷／１０００憎吐ｃ１一ｅｄｅｓｔｒｉ姐坤ａｃｔ图２．２不同车型的每千起事故的行人死亡数相应地，不同车型引起的行人损伤形式也有所不同。Ｌｏｎｇｈｉｔａｎｏ㈣等将人体分为头颈部、躯干部和下肢三个部分，以损伤程度大于ＡＩＳ３（相当于重伤）为统计界限，对美国行人事故数据库ＰＣＤＳ（ＰｅｄｅｓｔｒｉａｎＣｒａｓｈＤａｔａＳｔｕｄｙ）进行研究后发现：这三处部位均为较易受伤部位，其中头部损伤最常见且最为致命。相对轿车而言，平头的ＬＴＶ更容易造成胸部重伤，而造成下肢重伤的几率略小，具体可详见图２．３。８０笔６０褂基４０蚁２０头部胸鄙下胶图２．３不同车型的＾ＩＳ３＋行人损伤分布１０第二章汽车与行人碰撞事故特点研究除了对车型对人体损伤的研究以外，行人的伤情严重程度主要与碰撞速度有关，事故分析表明有７０％的驾驶员在碰撞前采取了制动行为，９５％的行人事故碰撞时速度不超过５０ｋｍ／ｈ，并且当碰撞速度低于２５ｋｍ／ｈ时，行人通常只是受到轻微伤害，碰撞速度介于２５ｋｍ／ｈ一５５ｋｍ／ｈ之间时，行人受到严重伤害的机率呈上升趋势，当碰撞速度超过５５ｋｍ／ｈ则常造成行人死亡，数据见图２．４。Ｂ７６５４３一巾一藏辖姗、，牡２１０５１０１５２０２５３０３５４０４５５０５５６０６５７０７５８０碰撞速度（ｋ孤／１９图２．４碰撞速度与伤情严重程度Ｏｔｔｅ∞１等人对碰撞行人的受伤部位分析后指出，８０％－９０％的事故车辆撞在行人侧面，行人的头和下肢是最容易受到伤害的部位。行人致伤原因以及致伤机理比较复杂，原因在于发生碰撞时，行人不但与车体发生第一次碰撞，还将与路面发生第二次碰撞，造成行人死亡或严重伤害的主要原因是行人与车体的第一次碰撞，行人与地面的第二次碰撞有可能造成行人身体的严重伤害，主要取决于行人的身体与地面发生碰撞时身体的接触部位以及碰撞速度的大小。国外学者还对人车碰撞事故中的一些细节情况的进行了统计。７２％的行人死亡事故发生在人行横道，１４％发生在车行道。在事发当时，行人处于行走状态的情况占４９％，奔跑状态占４３％，静止状态占３．６％，行人右侧朝向汽车的情况占５７％，左侧朝向汽车占３５％，背向汽车占１．８％，面向汽车的占Ｏ．６％啪１。２．１．２国内汽车与行人碰撞事故流行病学特征根据一份调查显示啪１，２００７年，重庆市公安机关交通管理部门共受理按一般程序处理的道路交通事故８２３６起，造成ｌ２１８人死亡，１１８９３人受伤，直接财产损失１３２０．８４万元，同比分别下降８．６％，６．５％，１．６％，２５．８％，万车死亡率８．４７，同比下降１．２８个万分点，十万人口死亡率４．３４，同比下降０．３０个十万分点。其中，发生一次死亡３人以上特大道路交通事故３０起，造成１４２人死亡，１４５