車速鑒定的交通事故現場取證技術研究

邵祖峰，楊紅，王秀華

（湖北警官學院，湖北 武漢 430034）

車速鑒定的交通事故現場取證技術研究

邵祖峰，楊紅，王秀華

（湖北警官學院，湖北 武漢 430034）

車速鑒定是交通事故司法鑒定的重要項目類別之一。車速鑒定的證據主要來自于交通警察事故現場的搜證和事后鑒定人員的再次對事故當事車輛的取證，并以警察的搜證為主要證據來源，鑒定結論的可靠性也依據于此。在做車速鑒定時，可以借助經典力學車速鑒定理論與技術。車速鑒定的技術要點主要包括附著系數的選擇、制動痕跡的識別與測量、車輛損傷的測量和道路相關參數的測量。

車速鑒定；交通事故；現場取證

0.引言

俗話說：“十次事故九次快”。超速一直是公安交通管理部門持續打擊的重點違法行為，同時也是交通事故常見誘發因素。保持合理的行車速度，是每一個機動車駕駛員應當遵守的義務，也是保證交通安全的重要措施。道路交通安全法及其實施條例在多處條文上規定了不同路段、不同場合的行駛速度上下限值。在道路交通事故處理與責任認定中，超速或低速的違法行為有時會被認定為當事方承擔一定交通事故責任的依據之一。因此，交通事故車輛車速鑒定已經成為交通事故司法鑒定的重要內容之一。對于某一具體的交通事故，特別是速度因素對事故的形成有著重大作用時，就需要對車輛的行駛速度做出估計判斷，是超速行駛，還是低速行駛，具體的速度范圍值是多少，都需要利用事故現場的證據性因素做出科學的分析與判斷計算。鑒定人對速度鑒定的準確程度取決于三個因素：一是鑒定理論的科學性，二是鑒定專業人員的專業水平與職業道德，三是用于鑒定的證據采集的合理性與全面性。鑒定理論受制于當前科學技術水平，是開展鑒定的理論框架前提，鑒定的先進性與合理性判斷也是以鑒定結論是否符合當前科學技術水平為標準。鑒定人員的水平與職業道德則屬于司法鑒定管理與培訓的問題，可以通過一定的技術準入的資質制度予以解決。鑒定證據采集的合理性與全面性將直接決定鑒定過程的平順性與鑒定結論的準確性。在我國現有的道路交通事故處理機制下，事故現場證據的采集基本上由交通警察完成，事故鑒定人很少能到達現場進行取證工作。這就難免造成事故現場取證中的錯、漏、不全等現象，為后期的事故車輛速度鑒定帶來一定的影響。

1.車速鑒定力學理論依據與計算分析思路

1.1車速鑒定的力學理論依據

速度是經典物理學中的一個重要概念，它表明物體在單位時間內所產生的位移，是物體運動的一種表征形式。按照經典物理學的觀點，力是物體運動的原因。因此，對于車速的鑒定，從經典物理學的角度而言，就是要分析車輛的受力狀況，描述車輛運動的時間及在此時間內的位移，由此得出車輛在某一時刻（這里主要是指碰撞發生前或者車輛通過某一特殊地點）的行駛速度。與之相關的概念主要有位移、速度、加速度、力、力矩、質量、慣性、轉動慣量、動能、勢能等，轉換為車速鑒定具體情形對應概念有制動距離、碰撞速度、碰撞減速度、制動力等。相關原理則主要體現為力平衡、力矩平衡、動量守恒、角動量守恒和能量守恒定律。

對于一個一般性二維碰撞，如圖1所示，質量為m1的車1和質量m2為車2在D點向碰撞。以碰撞點處的公法線n和公切線τ為平面坐標系，這里以D點的公法線方向為n軸，公切線方向為τ軸，將碰撞沖量按此直角坐標軸分解為Pn和Pτ。質心速度也按此分解。碰撞點的位置坐標也用n-τ坐標系，其原點在各自的質心C。可以車1、車2為研究對象，建立如下六個方程：

再輔之以法向彈力恢復條件和切向力滑動摩擦條件，就可以進行順利求解。

定義碰撞點處的法向彈力恢復系數：k=（νrn/νron），式中νron、νrn為碰撞前、后在碰撞點處兩車公法線方向的相對速度。碰撞點處的相對滑動摩擦系數：μ=Pτ/Pn，式中Pτ，Pn為碰撞點處法向、切向碰撞沖量。

1.2車速鑒定的計算分析思路

汽車交通事故發生是個過程，至少分為三個階段：碰撞前、碰撞中和碰撞后。碰撞前駕駛員發現危險時，一般會識別、判斷、采取措施，但如駕駛員疏忽發現過晚或者采取措施錯誤，則會導致車輛失控與他車發生碰撞。碰撞中是雙方車輛的實際碰撞過程，這個過程往往是車輛快速接觸，并發生力的作用，導致車輛受損并改變運動方向與速度，實際的碰撞持續的時間一般很短，按照駕駛員的事后的反映，一般是來不及應對車子就撞上了。碰撞后是指車輛發生碰撞后，駕駛員采取措施或者因其他外理性因素致使車輛運動停止的過程。前文所述的運動方程解決了碰撞中的問題，對于碰撞前與碰撞后的車輛運動狀況同樣可以依據牛頓運動力學予以解決。由于是涉及單車的運動，其分析過程相對簡單。整個推理過程以逆推法為主，求解碰撞前事故車輛速度ν10、ν20分三種思路：（1）利用車體變形與碰撞速度之間關系經驗公式，求解碰撞有效速度，進而反推碰撞前速度。（2）利用已知車輛變形剛度值，利用有限元法和變形能量網格圖，輔之以能量守恒定律，求解碰撞前速度。（3）利用圖1二維碰撞一般模型，假設法向彈性恢復系數和切向滑動摩察系數，結合車體相關特性數據如質量、轉動慣量等求解碰撞前速度。圖2顯示了第一種思路計算正面碰撞與追尾碰撞計算流程圖[1,2]。

圖2正面碰撞與追尾碰撞計算流程圖

2.車速鑒定所需的相關參數與數據來源

車速鑒定是一個邏輯性較強的理論分析與計算過程，其中涉及到多個參數。有的參數來源于現場采集，有的參數則來源于外界的實驗成果。其中涉及的主要參數含義、相關影響因素與來源方法如下表1。

表1車速鑒定計算所需主要參數及其來源

2變形剛度B描述汽車車身不同部位在撞擊發生塑性變形時，以車身水平橫斷面為標準計算所得的單位長度上發生單位深度變形所承受的碰撞力。類似于彈簧的虎克系數。車身結構形式、車身材料、車輛安全的制造理念與車輛年份主要通過實驗測定，美國公路交通安全局（NHTSA）對本國180輛不同類型車測試試驗，歸納出9類型車輛碰撞剛度系數，指導車輛速度鑒定與再現。3恢復系數ε描述車輛發生碰撞后彈性恢復程度，用碰撞后與碰撞前相對速度之比的絕對值表示碰撞的激烈程度（車輛的有效碰撞速度差、動量）、車身結構與材料通過實驗測定，對轎 車 有 ε=0. 574exp（-0.0396）有乘員傷亡時，一般為塑性變形ε=0.14制動距離s描述車輛制動過程，指車輛從采取制動措施制止停止時所移動的距離。路面附著系數、制動強度現場測量，結合車輛制動技術先進程度、設備有效性、現場遺留痕跡合理丈量取得5車輛變形描述車輛撞擊后損傷程度的物理量，包括變形的水平最大長度、縱向最大破壞長度、水平最大破壞深度、總破壞面積、總破壞體積。車身結構與材料、碰撞激烈程度現場實車損壞部位測量6側滑印跡描述車輛轉向失控或受側向外力作用所產生的橫向移動量或曲線半徑車輛轉向速度、路面附著情況、車輛制動情況現場測量，或者采用弦高法測量計算獲得7道路結構參數描述道路結構、路面材料及其幾何尺寸的參數，包括坡度、平曲線、豎曲線半徑等現場測量8車輛性能參數描述車輛基本性能的指標，包括整備質量、幾何尺寸、質心等基本參數。查閱車輛技術手冊、實車檢視測量

3.交通事故現場相關參數取證技巧與注意事項

3.1附著系數選取

應當說，附著系數的選取不是現場直接選取與測量的，但是附著系數選用涉及到許多現場取證的相關性因素。具體來說，現場取證時要仔細觀察和記錄道路情況、輪胎狀況和車輛使用狀況。首先，道路的材質和路面狀況與道路相關聯，混凝土瀝青路面干燥情況下為 0.8～0.9，潮濕時則為 0.5～0.7，覆滿冰雪時為 0.1～0.2，在路面上積水時易出現滑水現象，附著力幾乎為零。其次，輪胎的新舊、磨損程度、氣壓與附著系數相關。有研究表明[3,4]，新輪胎的附著系數不一定高過剛過磨合期的輪胎，輪胎氣壓高在積水路面的附著情況好于低氣壓輪胎，輪胎過度磨損時附著系數顯然降低。再次，車輛的使用狀況，比如車輛是否有ABS防抱死裝置，車輪是否抱死、車輛各個制動器是否有效，等等，都直接關系著附著系數的大小，一般而言，在滑移率為15%～20%時對應的峰值附著系數最佳。最后，車輛的裝載對車輛的質心有影響，進而影響附著重量和附著力。因此，在交通事故現場取證時，應當嚴格考察上述三個方面的狀況。對于道路，應當記錄其材質、路面的使用情況（如交通流量大小）及其破損程度、路面是否冰雪、積水、泥濘等。對于輪胎，主要是考察車輛各個車軸的新舊程度、估計其氣壓大小與使用環境。對于車輛整體，則需要考察其質心，這里需要估計測量貨物質心位置及其質量。應用上述測量記錄的所得數據，進行綜合衡量，依據經驗選取，或者利用φ＝fc（道路狀況、輪胎狀況、車輛重與使用狀況）的函數變化關系適當調整。

3. 2制動痕跡的測量

3.2.1 碰撞接觸點的確定

碰撞接觸點一直是道路交通事故現場勘查取證與分析的重點與難點。所謂接觸碰撞點實際上表現為兩個層次，一是在車輛碰撞時在車身上的某個實際接觸部位，二是該部位在車輛剛開始發生碰撞時的接觸部位在地面上的投影。既然是碰撞，就在兩個碰撞體之間產生力的作用，碰撞作用一方面會使車輛的接觸部位發生物質交換、車體接觸部位變形、車體上某些物件脫落或散落飛脫，另一方面會使得車輛在路面上的運動軌跡發生一定的變化，表現為車輛制動痕跡上的折變頓挫、局部的加重變黑。因此判斷碰撞接觸點的基本方法就是利用制動痕跡的突變性和現場車體散落物的分布情況進行分析。觀察制動痕跡判斷碰撞接觸點，就是尋找突變點和加重點，觀察散落物的落地點，結合散落物的飛離車體的高度估計落地的時間，以及考慮散落物落地后的可能翻滾滑移的情形，估計反推車輛接觸碰撞點。接觸點一般在散落物落點之后。考慮到接觸點的估計性，為了提高估計精度，必須應用多種方法綜合分析確定接觸碰撞點。

3.2.2 現場制動痕跡的分析

交通事故現場遺留有多種痕跡，其中用于車速鑒定的制動痕跡尤為重要。車輛制動痕跡是車輛制動時在現場留下的帶狀痕跡，其在交通事故現場的表現形態是多樣的，有拖印、壓印、滾印，有連續、斷續之分。對于傳統的車輛，因沒有ABS防抱死裝置，其制動痕跡具有典型的特征，易于觀察與發現。對于具有ABS裝置的車輛制動痕跡，由于制動時車輛的車輪沒有被完全抱死，車輛處于邊滾邊滑狀態，車輛輪胎在路面上一般只有斷續的壓花印，而且印跡也不太明顯，易于消失。但也不排除有的車輛制動裝置因制動條件的臨時變化或者ABS的失效，也會在路面上留下明顯的壓印、拖印。在已經明確事故車輛具備ABS裝備且正常的情況下，對于不明顯的制動痕跡可以采用偏光觀察法發現其起點及走向。對于車輛輪胎在交通事故現場一路下的多條制動痕跡，且變化凌亂時，則需要結合車輛運動軌跡的變化過程，分析出每一個車輪的制動痕跡變化過程。車輛運動軌跡的變化分析主要是應用車輛質心的運動定理。該定理認為事故車輛在現場的運動盡管混亂，但其運動過程可以分解為質心的平動過程和車體繞質心的旋轉過程[5]。質心平動定理是分析的關鍵，再結合車體輪胎在轉向過程中的內輪差，可以確定出各個輪胎的運動軌跡。必要時可以采用工字梁的方法，工字兩橫端代表車軸與車輪，縱線代表車體縱向大梁，現場模擬演示分析出痕跡的演變過程。

3.2.3 具體測量時的注意事項

在確定好汽車接觸碰撞點后，仔細辨別并分清楚每個輪胎對應的行駛軌跡，分析駕駛員何時采取制動措施，此時對應的輪胎痕跡應有壓花印或變形的特點，以此為該輪胎的制動起點，量取此點至現場車輛停車處輪胎對應的痕跡長度。如果此帶狀痕跡中存在突變轉折點，則意味著次轉折點為可能的碰撞點，此時應以此為基點分段測量其長度。如果帶狀痕跡呈斷續狀，且斷續的間隔較短，則應連續測量痕跡長度，如帶狀痕跡間的間隔較長，則應分段測量（如系傳統裝置車輛，則考慮車輛在制動過程中使用了點剎的斷續剎車方式；如是有ABS裝置車輛，則應連續計算段間距離，作為全部的剎車制動距離）。對于車輛剎車制動痕跡是弧線形的，應當分段量取，連續求和作為該車輪的制動痕跡。對于剎車后，車輛沒有制動跑偏的情形，即使地面上某個車輪之后沒有剎車痕，也應當認為該剎車裝置起了制動作用，其制動痕跡的長度可以取均值處理，反之則認為該輪剎車沒有起作用。

3.3 車輛損傷的測量

現階段所有利用車身變形推算碰撞有效速度的試驗數據大多數是基于小轎車的，對于大貨車則缺少相應的試驗數據。車損的測量方面主要包括損壞部位的最大深度、水平最大長度，縱向高度，計算出損壞部位的面積、體積和沿車身水平寬度分布的平均深度，以便利用經驗公式計算出碰撞有效速度。另外利用車輛變形剛度計算車輛的變性能，則需要測量出沿車身損壞部位最大寬度上均勻分布的車損深度尺寸，一般以測量4～6個尺寸為宜。作為車損的測量，交通警察往往以車損部位的幾何中心特點數據和損壞部位的照片描述，但作為鑒定人員必須親自測量事故車輛的受損部位，為后續的鑒定打下基礎。

3.4 輔助參數的測量

輔助參數主要包括事故車輛載物后的重心測量、道路尺寸的幾何參數測定等。車輛幾何重心的測量可以采用二次稱重法的方法確定車輛前后軸距重心的距離，以及重心的幾何高度。也可只需測量所載貨物的重心位置尺寸，同時利用已知該車的整備質量時的重心尺寸，綜合計算出該車的實際重心的三維尺寸，為附著系數的調整打下基礎。對于道路尺寸的測量，主要是采用水平儀和軟尺，采用弦高法測量彎道半徑、坡度、道路寬度等。在測量道路的車道寬度時要分清黃色實線、白色實線，注意測點的選擇。對于交叉路口則應采用切測法[6]確定路口形狀、路口停車線的合理位置，并以路口的切線作為水平直角測量法的定位基準線，為后續的交通事故現場元素定位測量打下基礎。

4.結束語

交通事故現場取證是道路交通事故鑒定基礎數據的主要來源，其準確程度直接關系到鑒定結論的準確性。當車速鑒定的理論依據不一樣時，所需要的現場證據及其測量要求是不一樣的。經典力學理論目前仍是現階段車輛速度鑒定的基本理論之一，圍繞經典力學理論所建立起來的數據類證據體采集方法需要不斷的完善，并努力符合鑒定的質量要求。此外，車速鑒定理論在不斷發展，比如基于交通事故成員成傷機制的速度鑒定方法、基于視頻影像的事故現場車輛速度鑒定方法[7]、基于行駛記錄儀和車載電子芯片（如GPS定位系統、安全氣囊觸發系統）車速鑒定方法正不斷涌現，與之相關的事故現場取證的方法也需要不斷完善，并投入實際運用。

[1]李江.汽車事故力學[M].北京：機械工業出版社，2000.

[2]許洪國.汽車事故工程[M].北京:人民交通出版社,2004.

[3]余卓平,左建令.路面附著系數估算技術發展現狀綜述[J].汽車工程.2006,(6):546-549.

[4]于長吉,淘沙.道路交通事故技術鑒定方法[M].大連：大連理工大學出版社.2011.

[5]陽兆祥.交通事故鑒定力學教程[M].南寧:廣西科學技術出版社,2002.

[6]田文藝.道路交通事故現場取證、痕跡鑒定與證據運用[M].北京:中國人民公安大學出版社,2010.

[7]金先龍.交通事故數字化重構理論與實踐[M].北京:人民交通出版社,2007.

Studies About the Accident Scene Forensics for the Speed Identification of Vehicle Based on Classical M echanics

SHAO Zu-feng，YANG Hong，WAN G Xiu-hua
(Hubei Police Academy,Wuhan,Hubei,430034)

The speed identification is one of the important categories of traffic accident forensic projects.Evidences for speed?? identification mostly were obtained from police collecting evidence on the spot of accident and forensic personnels collecting evidence from the accident vehicle concerned afterwards,and the former is the main source of evidences,which decides the reliability of identification conclusions.The collection and measurement of the required parameters were studied on the basis of analyzing classical theory and mechanics for vehicle speed calculation,and some technical points were pointed out,which mainly include the choice of friction coefficient,the identification and measurement of braking traces,vehicle damage and road parameters.

speed identification;traffic accident;on-the-spot evidence collection

D631.5

A

2095-1140（2012）02-0119-04

2011-10-15

湖北省教育廳科學技術中青年研究項目：“道路交通事故車輛速度鑒定技術與取證規范研究”；項目編號；Q20104201。

邵祖峰（1972- ），男，湖北仙桃人，湖北警官學院交通管理教研室副教授，博士，主要從事公安道路交通管理與公安決策、交通事故鑒定研究；楊紅（1976- ），女，湖北荊門人，湖北警官學院治安管理系講師，主要從事治安管理研究；王秀華（1973- ），女，湖北紅安人，湖北警官學院治安管理系講師，主要從事治安管理研究。

王道春）