车辆和自行车碰撞事故中骑车人下肢损伤风险研究

研究车辆与自行车碰撞事故中骑车人的下肢损伤风险，并确定车辆碰撞速度、自行车速度和骑车人特征等参数对骑车人下肢严重损伤的影响。为此，从德国深入事故数据库(German in-depth accident study, GIDAS)中挑选出471个带有骑车人下肢损伤的案例，并对其进行描述性统计和成组独立样本T检验，使用逻辑回归方法建立自行车骑车人下肢严重损伤风险函数模型，分析车辆碰撞速度、自行车速度和骑车人特征(年龄、身高和体重)对骑车人下肢严重损伤风险的影响。结果表明：车辆碰撞速度、骑车人年龄和体重是影响骑车人下肢严重损伤的显著性因素，其中车辆碰撞速度影响最为显著，其次是年龄和体重，且骑车人的下肢严重损伤风险与车辆碰撞速度、骑车人年龄和体重呈正相关。当汽车碰撞速度为55 km/h时，骑车人下肢严重损伤风险几率为50%。     

乘用车前挡风玻璃角度对行人头部/颅脑损伤影响研究

头部/颅脑损伤在车辆与行人碰撞事故中频繁发生,而行人头部与挡风玻璃的碰撞是导致头部损伤的主要原因。旨在采用数值模拟方法研究乘用车挡风玻璃倾斜角度对行人头部/颅脑损伤的影响。采用TNO多刚体行人模型和THUMS4.0头颈部有限元模型耦合得到新的行人碰撞数值模型,并结合已有的多刚体乘用车模型,借助真实的行人碰撞交通事故案例对该耦合模型进行基于人车动力学响应的有效性验证。在此基础上,构建人车碰撞模型矩阵,其中挡风玻璃角度的变化范围设定为24°~50°(间隔为2°),车辆速度设置为45 km/h,行人与车辆碰撞位置时分别处于车辆前保险杠前端1/2和1/3处。分析结果表明,该耦合模型可以较准确地再现事故中的行人动力学响应;行人碰撞保险杠前端中间(即1/2处)位置时的头部损伤较1/3处更严重;头部损伤在本文所分析的变化范围内随挡风玻璃角度的增加呈先减小后增加的变化趋势,且当挡风玻璃角度位于32°~34°左右时损伤风险较低。     

面向受害人体型特征的交通事故再现计算方法

面向受害人体型特征的交通事故再现依据事故遗留下的制动印迹、车身变形、人体损伤等信息,建立汽车及符合受害人体型特征的人体模型,利用数值仿真技术获得碰撞前车辆速度及车人接触位置,结合多刚体动力学和人体损伤分析等理论,得出车辆变形及人体损伤部位的生物力学数值.通过上述方法对一起车人碰撞事故案例进行实际应用,并比较行人不同体型特征对事故仿真结果的影响,分析结果表明:与采用标准百分位假人仿真结果相比,计算结果能够更好的与现场勘测及法医鉴定相吻合,从而为交通事故责任认证提供科学的理论依据和数值参考.     

右转车辆与过街行人交互过程的影响因素研究

目的 探究在城市交通路口影响右转车辆与过街行人交互过程的因素。方法 采用实地视频拍摄的方法,分析统计右转车辆与过街行人在交互过程中的行为方式。分别检验性别、年龄、同行人数及红绿灯状态4个指标是否对二者交互过程有显著性影响。结果 性别对右转车辆与过街行人的交互过程无显著影响;年龄、同行人数及红绿灯状态对右转车辆与过街行人的交互过程有显著影响。结论 由于老年人生理退化导致步行速度降低,可以通过设置文字或图片标识来提示右转车辆停车礼让,以缓解老年群体等待时间过久的问题;或根据路口交通流量及行人不同同行人数,动态规划过街行人与右转车辆通行顺序。此外,可以根据行人流量动态规划右转车辆方的交通灯状态及时间。本研究结果对改善交通路口交通运行状况、使右转车辆与过街行人在交通路口有序通行有重要的理论意义和实用价值,同时可为无人驾驶右转车辆与行人交互提供重要参考。     

面向人体损伤的人车碰撞事故再现

应用多刚体的车辆与假人模型,将人体伤害作为事故场景布置以及再现结果评估的重要依据,使用分析法与模拟法相结合的优化方法研究人车碰撞事故再现.针对人车碰撞中行人易受伤害的特点,提出了一个面向人体损伤的行人事故再现评估模型.将此评估模型作为优化方法中的目标函数,将碰撞场景、碰撞前车速作为设计变量,事故资料作为约束条件,经多刚体动力学算法求解,手工实现了事故再现的最优结果.将该方法及评估模型应用到一起真实交通事故中,仿真结果与法医鉴定结果大致吻合,初步验证了此方法与模型的可行性.     

面向车-人碰撞事故的人-地摩擦因数可靠性分析

在部分车-人碰撞事故分析中,人-地间摩擦因数常常作为定值处理,再结合现场其它参数对车-人初始接触时刻的速度进行估算。现场参数的测量常存在诸多不确定性。根据车人碰撞事故案例探讨了行人落地姿态、车辆初速度与人-地摩擦因数之间的数学关系构建方法,同时建立面向人-地摩擦因数的可靠性模型。在此基础上进一步考察了人-地摩擦因数对于事故再现结果和车速推算结果的影响,给出了一定条件下车辆初速度判定的95%置信区间。分析结果表明,人-地摩擦因数对于行人落地姿态和车辆初速度的判定影响较为显著,在交通事故再现数值计算中,提高人-地摩擦因数参数的精度将有效提高事故再现的准确性和可信度。此研究方法还可应用于更多的事故类型,为交通事故鉴定提供理论参考。     

直升机抗坠毁试验假人下肢动力学性能的计算机仿真研究

下肢动力学性能研究是直升机抗坠毁试验假人研制过程中的重要课题。在对直升机坠撞事故中飞行员下肢损伤分析的基础上,通过建立具有我国50 th百分位飞行员参数特征的假人下肢有限元模型,按试验要求对下肢动力学性能进行仿真分析;将仿真结果分别与假人下肢动力学性能参考指标及试验结果比较,发现该下肢模型具有较好的生物拟合性,表明采用有限元法对假人下肢动力学性能分析的有效性和可行性。由于直升机坠撞事故中人体下肢损伤形式较复杂,该研究对将来能实现多方位碰撞损伤评价的假人下肢动力学性能研究具有一定指导意义,对假人其他部位动力学性能的仿真研究也具有重要参考价值。     

运输车辆碰撞事故对在建隧道影响的数值模拟

利用显式非线性有限元法对在建狭长隧道施工中运输车辆碰撞事故进行数值模拟,并研究事故对周围隧道产生的影响。为准确的模拟运输车辆碰撞时对周围隧道的影响,基于拟实建模方法,建立了大型输水工程青草沙隧道及运输车辆的三维有限元模型。通过三维动态接触方法来模拟轮轨之间的动力相互作用,能够模拟打滑、脱轨等实际接触情况。采用了基于罚函数的接触算法和基于段分类的搜索方式,对该大型输水工程隧道在运输车辆发生碰撞时的动态响应进行仿真计算。分析了运输车辆发生碰撞后车与管片的运动规律,以及在建隧道的动态响应,这对事故的防范及处理有指导作用。利用上海超级计算机曙光5000A进行并行计算,分析了对于大型工程问题的模拟仿真采用并行计算的加速效果。     

驾驶员速度知觉研究综述

驾驶员速度知觉是指驾驶员估计车辆行驶速度的能力,是道路交通安全的重要一环。文章阐述了速度知觉的相关概念及其分类,概述了速度知觉的产生过程和作用机理。分析和归纳了速度知觉的主要影响因素,包括年龄、性别、驾驶经验、不同车辆类型、情绪、天气情况和道路标线等。其次总结归纳了对速度知觉研究测试和实验所用的一些方法。最后,文章叙述了速度知觉的研究意义和相关研究展望。     

汽车碰撞护栏事故再现方法

为了应对大量的汽车碰撞护栏事故,提出了基于CRASH3碰撞模型的事故再现方法。该方法根据护栏的刚度特性,以车辆和护栏的残余变形量为输入,计算车辆的碰撞前速度,因此具有很强的可操作性。研究主要针对一款常见的高速公路波形梁护栏,通过对汽车冲击作用下的护栏进行有限元分析,研究了该款高速公路护栏的动力特征。研究发现在大多数情况下,随着变形量的增加,护栏受力几乎呈线性上升,基本符合CRASH3的线性假设。最后,应用上述方法,再现一起真实的汽车-护栏碰撞事故,将得到的碰撞前车速与PC-CRASH结果进行比较,初步证明了该方法的可行性。     

汽车车身正面碰撞评价

从分析汽车碰撞事故中的人体损伤入手,进而分析了车身对固定障壁正面碰撞性能的影响因素及相互关系,最后给出了车身正面碰撞的评价指标。     

护栏碰撞中车体加速度敏感性分析

碰撞参数在试验组织中会产生误差,为了解车体冲击加速度指标对碰撞参数的敏感程度,建立车辆碰撞某组合式护栏有限元仿真模型,运用碰撞试验对有限元模型的可靠性进行验证后,进行敏感性分析。结果表明,仿真与碰撞试验结果相符,验证了仿真方法的可靠性;车体冲击加速度指标对车辆质量、碰撞角度与碰撞速度参数的敏感度系数分别为-0.58、1.63、4.18,碰撞速度是影响车体冲击加速度的最敏感因素。研究成果为制定碰撞试验误差范围有指导意义。     

汽车-自行车/摩托车碰撞事故中骑车人头腿部动力学响应对比研究

为了研究不同碰撞条件下自行车骑行者与摩托车骑行者头部及腿部动力学响应的差异。首先,以车速(30 km/h、35 km/h、40 km/h、45 km/h和50 km/h)、车型(小轿车和越野车)和碰撞部位(两轮车前部、两轮车中部和两轮车后部)为试验变量,设计了60组自行车事故和摩托车事故仿真试验。然后,利用PC-Crash事故再现软件,对不同碰撞条件下汽车-自行车/摩托车侧面碰撞事故进行了仿真研究,并在此基础上分析了侧面碰撞事故中自行车骑行者和摩托车骑行者的动态响应参数(如头部合成加速度、头部合成速度、头部碰撞速度和撞击侧小腿撞击力等)。结果表明:与小轿车碰撞时,自行车骑行者首先会在发动机罩上滑动,然后以臀部和发动机罩的接触部位为旋转中心向着风挡玻璃旋转,而摩托车骑行者则直接以大腿和发动机罩边缘的接触部位为旋转中心向着机盖尾部或风挡玻璃旋转。并且在相同的碰撞条件下,自行车骑行者更容易遭受严重的头部损伤,而摩托车骑行者的撞击侧小腿则需承受更大的撞击力。该研究结果可为制定合适的自行车骑行者和摩托车骑行者保护策略提供参考。     

卷板式护栏端头脱钩约束装置的改进

常用护栏端头易引发恶性事故,卷板式护栏端头吸收车辆动能效果不佳且车体碰撞方向加速度不满足要求,运用碰撞试验和有限元仿真分析相结合的方法,对卷板式护栏端头进行碰撞分析和结构优化研究。通过分析研究,得出改进的脱钩约束装置,应用该装置后的端头能够完全吸收车辆动能,且使车辆碰撞方向加速度最大值为由38g降低为11.9g,卷板吸能效果显著增强,各项指标均满足评价标准要求;仿真与碰撞试验结果相符,验证了仿真方法的可靠性。开发的端头优化结构可有效降低事故严重程度,保护乘员安全。     

行人过街安全研究进展

在交通系统中行人是最弱势的道路交通使用者,而过街行为是行人与车辆最直接交互的场景。为了了解行人过街安全的现状,本文概述了行人过街交通特性、过街行人与车辆冲突和行人与自动驾驶车辆交互的研究进展,梳理了行人过街的速度特性、视觉特性及心理特性等交通特性的研究,分析了行人过街存在的人车冲突问题,总结了常用安全指标在解决人车冲突问题方面的应用,展望了行人过街与自动驾驶交互的情景。     

面向人体损伤的载货车-摩托车事故再现研究

面向人体损伤的交通事故再现主要依据事故遗留下的刹车印迹、车身及其他相关物体变形、人体损伤等多种信息。在此基础上利用数值模拟技术获得碰撞前的速度及接触位置,结合多刚体动力学和人体损伤分析等理论方法得出人体损伤部位的生物力学数值。通过上述方法对一起车-摩托车碰撞事故案例进行实际应用,详细介绍了多刚体模型的建立步骤,及碰撞的接触,计算得到数值模拟结果与法医鉴定结果吻合,从而通过使用上述方法可以为交通事故责任鉴定提供理论依据和数值参考,同时可以对法医勘验结果给出合理解释。     

驾驶员人格对事故风险的影响

目的修订驾驶员事故风险问卷并检验人格对驾驶员事故风险的影响。方法 201名驾驶员完成中文版事故风险问卷和大五人格量表。结果问卷共10个题目,可以解释55.673%的变异。问卷内部一致性系数为0.907。驾驶员事故风险得分在性别和年龄上差异显著。问卷总分与开放性呈正相关(r=0.161),与神经质呈负相关(r=-0.280)。回归分析发现,驾驶员人口学及人格因素(开放性、神经质和宜人性)可以解释事故风险38.7%的变异。结论驾驶员事故风险问卷的信效度较好,人格开放性和神经质对事故风险影响较大。     

A型不锈钢地铁车体耐撞性研究

轨道车辆车体基本性能的研究需要考虑多方面的因素,车体耐碰撞性是重要指标之一。以A型不锈钢地铁车体为研究对象,基于LS-DYNA碰撞仿真平台,分析了车辆在不同碰撞速度下车体的耐撞性能;然后,采用逼近法,获取了该型地铁车的最大碰撞安全速度,为车体的耐撞性设计提供了理论支撑。     

基于非线性有限元法的船舶-冰层碰撞结构响应研究

采用非线性有限元法建立船舶与冰层的三维有限元模型,对船-冰碰撞进行了数值模拟。研究了船舶在不同速度下与不同厚度冰层碰撞的动态结构响应,分析了碰撞冰力的大小、船艏结构的变形损伤和能量变化等特性。得到了船舶初速度、冰层厚度等因素对船-冰碰撞载荷的影响,对分析船舶与冰体碰撞的结构性能具有参考价值。     

考虑eHMI的行人过街行为研究与决策模型构建

目的 针对行人与自动驾驶汽车的交互过程,从行人的角度出发,探索性地提出行人在自动驾驶汽车前的过街行为决策模型。方法 首先,将行人过街情景进行分析定义,针对行人的过街意向和与自动驾驶汽车沟通意愿总结出两个典型场景;然后,利用潜变量分析方法将行人在自动驾驶汽车前过街行为的影响因素进行降维分类,并对车外人机交互界面进行设计定义,构建各潜变量的影响因子与测量量表;最后,运用有序Logistic回归方法分析各影响因素对行人过街意向和沟通意愿的影响,构建行人在自动驾驶汽车前的过街行为决策模型。结果 量化分析行人过街行为影响因素与其过街决策间相关性及内在关系,提出过程中决定性人车交互方式及各影响因素的变化过程。结论 研究提出考虑eHMI的行人过街行为决策模型,将行人过街决策过程分为三个阶段,并总结出车辆行为线索和eHMI线索作用过程的决定性变化曲线及行人与自动驾驶汽车交互流程与关键性节点。