车辆碰撞行人事故形态及速度分析方法研究毕业论文Word文件下载.docx
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第四章汽车碰撞行人速度模型的计算机实现21
4.1软件主界面21
4.2制动距离分析法的计算机实现（Form2）22
4.3行人抛出距离分析法的计算机实现（Form3）23
4.4拖印距离分析法的计算机实现（Form4）24
4.5单散落物分析法的计算机实现（Form5）25
4.6双散落物分析法的计算机实现（Form6）26
第五章案例分析28
5.1案例一：
汽车碰撞行人28
5.1.1事故概况28
5.1.2汽车碰撞行人速度分析计算28
5.2.案例二：
车辆碰撞行人和静止车辆28
5.2.1事故概况28
5.2.2汽车发生事故时的碰撞速度分析计算29
结论30
总结与体会31
谢辞32
参考文献34
附录一英文原文35
附录二英文译文48
摘要
我国是世界上道路交通事故数量和死亡人数最多的国家之一，而交通事故按对象来分类可分为车辆间的交通事故、车辆与行人的交通事故、机动车与非机动车的交通事故、车辆自身事故及车辆对固定物的事故等。
在我国的交通事故中，车辆碰撞行人事故所占的比例最高，公安交通管理部门在对交通事故的分析和处理工作中，经常需要对这类交通事故的形态及事故车辆在碰撞前的行驶速度进行鉴定，分析事故原因，采取相应的措施预防交通事故，从而减少人员死亡和财产损失。
本论文主要分析研究的就是车辆与行人的交通事故，而发生事故的主要原因是车速过快，且碰撞的过程是比较复杂的过程，所以利用碰撞之后的现场信息来反推车龄的碰撞速度大小并准确描述汽车在碰撞前的状态就成了交通事故鉴定及其科研中的重要内容。
因此本文的主要内容包括车辆碰撞行人的特点，事故再现的意义，并分析了几种车辆碰撞行人速度的计算方法，建立相应的速度模型，分析真实的案例。
关键词:
汽车碰撞；
行人；
速度分析；
模型；
案例
ABSTRACT
Chinaisnumberofroadtrafficaccidentsanddeathsintheworldoneofthelargestnumberofcountries,andtrafficaccidentscanbedividedbyobjectclassification,vehicletrafficaccidentsbetweenvehicleandpedestriantrafficaccident,motorvehiclesandnon-motorvehiclesinthetrafficaccident,caraccidentsandvehicleitselfforfixationofaccident,etc.）.Inatrafficaccidentinourcountry,vehiclecollisionpedestrianaccidentsaccountedfortheproportionofthehighest,thepublicsecuritytrafficmanagementdepartmentintheanalysisofthetrafficaccidentandprocessingwork,oftenneedtothiskindofaccidentformandvehiclespeedbeforecollisionaccidentappraisal,analysisthecauseoftheaccident,takecorrespondingmeasurestopreventtrafficaccidents,reducingdeathsandpropertylosses.Thispapermainlyanalysisandresearchisthevehicleandpedestriantrafficaccident,andthemaincauseofaccidentsisspeedtoofast,andtheprocessofcollisionisacomplexprocess,souseafterthecollisionsiteinformationtotheimpactvelocityofthecartagesizeandaccuratelydescribethecarinthatstatebeforethecollisionistrafficaccidentidentificationanditsimportantcontentofscientificresearch.Sothisarticlemaincontentincludingvehiclecollisioncharacteristicsofpedestrianaccidentreappearanceofmeaning,andanalyzestheseveralpedestrianvehiclecollisionspeedcalculationmethod,establishthecorrespondingvelocitymodel,theanalysisofrealcases.
Keywords:
Carcrash;
Pedestrians;
Velocityanalysis;
Model;
Case
前言
汽车的发明和使用，使人类的生活方式和生产方式发生了巨大的变化。
当今人类社会的政治、经济及等活动无一不与汽车发生联系，汽车已成为人类文明与进步的象征与标志。
然而，汽车给人类带来舒适和方便的同时，也给人类带来了灾难。
全世界的道路交通事故与战争、疾病、自然灾害一样，不仅威胁着人们的生命安全，而且还造成了巨大的经济损失，可称为人类生活中的一大“公害”。
近几年来，随着国民经济的发展，国民汽车持有量呈明显增长趋势，截止2007年底，全国机动车持有量为159777589辆。
其中，汽车56967765辆，摩托车87096613辆，挂车869124辆，上道路行驶的拖拉机14823703辆，其他机动车20384辆。
全国机动车驾驶人163887372人，其中汽车驾驶人107087137人，从而也带来了道路交通事故的急剧上升。
据统计，2007年，全国共发生道路交通事故327209起，造成81649人死亡、380442人受伤，直接财产损失12亿元。
而其中碰撞事故导致死亡人数比例是最高的，因碰撞事故导致62706人死亡，占总死亡人数的76.8%。
行人是车辆碰撞事故中的高危人群，是城市交通中最易受到伤害的人群。
欧洲每年有超过7000人死于车辆行人交通事故，日本为3000人，美国5000人。
欧盟各国行人交通事故的死亡率也各不相同，瑞典为14%，英国高达32%。
据统计，在我国的交通事故中车辆与行人相撞的比例最高，共占汽车交通事故总数的27%。
交通事故中行人的保护已经成为一个全世界相关研究人员共同关注的课题。
作者
2013年5月6日于昆工
第一章概论
1.1车辆碰撞行人交通事故的特点
在汽车碰撞事故再现领域里，行人事故再现已经成为一个关键的重要方面。
所涉及到的动力学、方法论和原理与过去的汽车碰撞事故再现相比的话，已经有所不同了。
这个领域正在迅速成为高度专业化的领域之一。
1.1.1道路交通事故特点
后果的严重性。
一旦发生交通事故轻则损物受伤，重则残废、家破人亡，甚至数十人一起遭殃，会对亲人带来撕心裂肺的痛苦，造成永远无法弥补的损失，故有“交通事故猛于虎”、“是一场没有硝烟的战争”之说。
从一定角度讲，除了战争，道路交通事故对人类生命财产的危害最大。
行为的违法性。
分析交通事故的原因，绝大多数都是由当事人的违法行为造成的，诸如疲劳驾驶、酒后驾驶、超速驾驶、超载、超限、超员行驶、违法超车，还有不按规定会车、避让、占道、抢道等都是发生交通事故的“罪魁祸首”。
交通事故的发生，其原因有的是交通参与人明知故犯违反交通法规；
有的是陋习难改，在交通中喜欢随心所欲。
所以，交通参与人在交通中，一定要时时保持高度警惕，交通行为要规范文明。
事发的突然性。
道路交通事故往往发生在一刹那间——在极短的1秒钟甚至０．１秒钟内发生，在事主认为不会发生的时候发生了，让人猝不及防。
1.1.2行人发生交通事故的特点
行人事故是指有行人参与的交通事故，例如轿车-行人事故、摩托车-行人事故、载货车行人事故等，但不包括行人自己或行人间的事故。
步行是以个人体力为动力的一种柔性交通，它可灵活选择步行的方向、路线，不像机动车交通需要一定的车道，不能随便改变行车路线。
对于不同年龄段的人群有其各自的特点。
（1）少年儿童活泼好动，但不懂交通规则，危机意识差，因此在交通事故中的伤亡，主要不是横穿道路，而是突然跳出，跑到道路上，其次是在汽车前后突然穿越。
（2）青壮年行人发生交通事故多数是在横穿道路的速度和拥挤的情况下，尤其，在强行拉车、强行搭车、偷扒车辆时发生交通事故。
（3）老年人交通事故大多数发生在横穿道路的时候，因为他们在横穿中会突然返回，常使驾驶员感到意外而措手不及，酿成交通事故。
（4）女性出行一般三五成群、拖儿带女。
她们行动比男性迟缓，小心谨慎，她们成群的横穿道路时，对车辆的感知力低，此时，若驾驶员警惕性不高，就容易发生碰撞交通事故。
1.2车辆碰撞行人交通事故的行人伤害分析
1.2.1行人伤害部位以及损伤严重程度
图1为行人交通事故中身体各伤害部位的发生频率。
其中头和下肢是最易受到损伤的部位。
在89例行人交通伤中，31.7％的行人头部受到不同程度的交通伤，下肢损伤占28.8％，上肢损伤为8％。
在行人交通伤中，胸部以及骨盆也是通常受到伤害的部位，分别占11.5％；
腹部损伤占5.8％；
颈部损伤占2.2%。
图1行人损伤部位分布
身体部位
损伤严重程度
损伤严重程度
轻伤（N=70）
重伤（N=18）
致命伤（N=1）
总计（N=89）
数量
%
头
36
33.6
7
24.1
1
33.3
44
31.7
下肢
30
28
9
31.1
40
28.8
上肢
8.5
2
6.9
12
8.6
胸
11.2
4
13.8
—
16
11.5
盆骨
腹
5
4.7
3
10.3
8
5.8
颈
2.8
2.2
总计
107
100
29
139
行人损伤部位的严重程度如表1所示。
其中主要为轻伤，其次为重伤。
表1行人损伤严重程度分布情况（N=受伤行人数）
将行人的损伤严重程度按AIS分级（表2），其中轻伤占61.5％，中等程度伤占15.4％，重伤占15.4％，极重伤做命伤占7.7％。
研究中发现，头和下肢是最易受到伤害的部位，头部损伤类型主要表现为头骨骨折和脑损伤，包括脑震荡、脑部撕裂伤、脑部挫伤以及颅内血肿。
胸部损伤通常表现为肋骨骨折、血气胸等。
下肢损伤则为趾骨骨折、胫骨骨折以及腓骨骨折。
骨盆损伤通常表现为软组织挫伤。
表2行人损伤严重程度
AIS
人数
%
轻微伤
61.5
轻重伤
15.4
重伤
严重伤
4/5
7.7
致命伤
6
13
1.2.2行人的伤害分析
（1）行人是道路易受伤害人群中的高危人群，因此在研究城市交通安全问题时，应予以优先考虑。
（2）行人交通事故的发生频率与性别有关，大约有超过2／3的受伤行人为男性，损伤风险明显高于女性。
（3）头和下肢是行人损伤的主要部位，其次为胸和背，再次为腹部损伤，上肢和颈部损伤较少。
因此，有必要优先考虑头和下肢的损伤防护措施。
1.3车辆碰撞行人交通事故再现的意义
行人事故再现主要包括推算汽车的初始速度、汽车的碰撞速度、反应地点（时刻）、碰撞点、行人的行走速度和方向。
行人事故再现的基础数据是从事故现场痕迹和证词中提取的。
像对汽车等机动车之间的碰撞事故分析一样，透彻地了解碰撞行人事故的碰撞或初始接触的过程是分析行人交通事故的重要环节。
可惜在汽车碰撞行人的分析中经常出现失误，原因是有关行人事故的证据提取比其它事故的要难且不充分，从而为事故分析带来了一定的难度。
人们可能经常在事故案卷里看到这样的叙述：
某行人进入车道，被汽车碰撞倒地。
在事故再现实际工作时，这不能满足分析问题的最基本要求，而知道行人如何进入车道是较为复杂的问题。
事故再现专家必须仔细研究事故现场图和案卷，并需要研讨：
行人从何处进入车道，如何进入车道，汽车在何处碰撞行人，汽车行驶与行人运动方向之间的角度关系，行人在车的何处，如何倒向汽车以及抛出倒地。
此外，行人的行进速度也在考虑范围之内。
行人事故过程的过分简化可能会导致事故分析结论的错误。
行人事故的事故前阶段可用紧急制动工程中驾驶远的反应阶段划分来分析。
事故前阶段可划分为感知、反应和结果基本阶段。
感知阶段依时间顺序可具体分解为：
危险（即行人）进入驾驶员视野，驾驶员看家行人，危险被辨识，直接危险的“阈值”被确定。
假设行人已被观察并辨识到，则在此期间行人已经运动到可能被驾驶员看到的位置，并认识到将发生危险。
但是，此时刻不一定是驾驶员或行人“真正”相互看见和辨识的位置，而只是“潜在”的可见位置。
然后才是驾驶员和行人相互被看见，并辨识到危险。
例如，行人可能进入道路，但驾驶员可能正在看后视镜；
同一时刻，行人可能瞭望另一方向。
对于玩耍的儿童，注意力此时可能集中在弹到道路上的皮球。
在这种情况下，事故参与者双方可以看见对方，但实际上却都没有看见对方。
当驾驶员前视时，才看见行人。
但这也需要一定的分析、辨识和决策时间，对行人的动向进行判断。
如果驾驶员观察到一个行人似乎犹豫不决、停止或视线暼向汽车方向，则可能会做出行人不会穿越道路的判断。
如果视线所及是一个追逐皮球冲向道路的儿童，则驾驶员会看见和辨识到事件已达到了危险“阈值”，从而发出相应动作的决策，来改变速度或方向，或者两者兼有之。
行人事故再现的基础是事故现场的勘查物证（如痕迹、证据）。
勘查的主要内容涉及工程（汽车、行人、道路）、医学（受伤位置、伤势）、天气方面（道路情况、视野）、心理学方面（目击者、证人、当事人问询）。
在汽车碰撞行人的交通事故中，被害者需要急救，并要求尽快地恢复交通，现场勘查有一定的困难。
所以，交通警察会在现场物证没有被破坏、见证人没有离开之前尽早地进行勘测。
特别是应注意碰撞接触地点的确认，这个问题对行人事故尚是难以解决的问题并容易被忽略或遗漏。
行人事故再现使用的方法主要依据物理定律（制动、转向等）、勘查结果和特殊模拟实验。
目前，行人事故再现的可用数据包括事故汽车的终止位置、行人的终止位置、滑移物体的终止位置（如汽车附属物，玻璃碎片，洒落物，行人的鞋、帽、拎包、钱包，眼镜）、制动或侧滑印迹、道路附着系数、碰撞地点位置（通过行人鞋与地面的擦痕、交通环境特点、目击者证词等确定）、汽车车身的擦痕、汽车损坏位置和特点，道路位置和路况、视线遮蔽、交通规则管制、行人受伤的种类与严重程度、衣服损坏与赃污以及当事人和证人的陈述等。
第二章车辆碰撞行人交通事故过程及分析
2.1碰撞的理论基础
2.1.1碰撞的定义
碰撞是物体的运动状态（运动速度的大小和方向）发生急剧改变的一种现象。
2.1.2碰撞的特征
（1）碰撞时间短碰撞所经历的时间往往只是千分之一秒或万分之一秒。
（2）碰撞力大由于碰撞时间极短，导致物体的速度或动量在短时间内发生突变，从而导致极大的加速度和力。
2.1.3汽车碰撞的类型
汽车碰撞类型可分为:
向心正碰撞、向心斜碰撞、偏心斜碰撞、偏心正碰撞等，因碰撞类型的不同，大致确定了碰撞后两车引起的运动类型。
（1）向心正碰撞
重心对重心的碰撞为向心碰撞,相对碰撞速度的方向垂直于碰撞面，包括正碰撞和追尾碰撞等。
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。
2.2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。
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。
2.3车辆碰撞行人交通事故的过程
2.3.1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：
1、车人接触，行人身体碰撞并加速，身体移向汽车发动机罩；
2、从发动机罩上抛出；
3、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。
2.3.2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
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