汽車碰撞理論闡述及碰撞事故再現

史吏

摘要：受出行車輛與日俱增、交通環境日益復雜以及駕駛人員道德素質和駕車水平等諸多因素的影響，交通事故越來越多，因而需要對汽車碰撞事故進行再現，以為安全評價對其作一個公平而科學的鑒定。對此，本文從汽車碰撞理論出發，就碰撞事故進行再現。

關鍵詞：汽車碰撞；理論闡述；事故再現

我國每年因汽車碰撞引發的交通事故不僅數量驚人，損失嚴重，而且屢禁不止，居高不下，這無疑對交通安全構成了威脅。而通過汽車碰撞事故再現，可明確事故責任歸屬，對事故加以科學鑒定，同時基于對車輛和人員的安全評價，既利于車輛設計的優化，也可為交通安全管理提供重要依據，足以見得，再現汽車碰撞事故的意義重大。

1. 汽車碰撞的理論闡述

1.1.塑性碰撞理論分析

若發生汽車碰撞后，車輛之間并不存在相對運動可被視為塑性碰撞，且經試驗證明，當汽車碰撞速度相對較高時屬于塑性碰撞，此時會涉及能量損失，遵循能量守恒定律，從而汽車碰撞過程符合 和 ，又因汽車發生塑性碰撞后速度相同，發現汽車碰撞的嚴重程度與車輛的相對速度為正比關系，與車輛質量為反比關系，與碰撞前汽車速度沒有關系，但塑性碰撞下的能量損失與兩車碰撞前相對速度的平方為正比關系，與碰撞汽車自身質量為反比關系[1]。

1.2.剛體碰撞理論分析

若汽車發生碰撞后，大部分車體基本完好，且能量損失較小并局限于變形位置，故可將其視為剛體碰撞，如汽車交通事故中的正面碰撞便屬于剛體碰撞，因能量和動量守恒，故有 ，而在碰撞后有 ，由于人體傷害度主要取決于減速度，所以根據上式可以發現，汽車碰撞作用下的傷害度與兩車碰撞的相對速度為正比關系，與其質量為反比關系，而與撞前速度沒有關系，進而得知質量較小的汽車在碰撞事故中受傷較重。

1.3.彈塑性碰撞理論分析

若汽車在碰撞過程中既發生了彈性變形，也發生了塑性變形，需要同時將兩者納入考慮范圍較為合理[2]。為便于汽車碰撞性質的區分，在此提出了 這一恢復系數，且當 =0時代表塑性碰撞，當 =1時代表剛體碰撞，當0< <1時代表彈塑性碰撞，同時其能量損失滿足條件 ，可見其與汽車質量、碰撞性質、撞前汽車的相對速度有關。

2.汽車碰撞事故再現及安全評價分析

2.1.獲取汽車碰撞參數的一般步驟和方法

汽車碰撞參數的獲取是事故再現的基礎條件和重要參考，所以掌握參數獲取的步驟和方法尤為關鍵。具體包括下述幾點：

首先收集汽車碰撞事故現場的物證，基于整體后局部的原則進行現場勘查和車輛勘查，對于車輛則要在前后左右和對角45°加以拍照，查看龍門架、前橫梁、方向盤等細節，并做好與事故相關的信息筆錄，在此基礎上對車輛碰撞參數等進行繪圖；然后計算碰撞前的汽車車速，此時以汽車碰撞理論為基礎支持，結合輪胎痕跡、拋落體、汽車變形量、路面積水等信息對汽車速度進行合理的計算，并借助輪胎印跡法或車痕嚙合法定位碰撞點，為劃分事故責任提供科學依據[3]；最后分析計算汽車碰撞的其他價值信息，如根據被撞車體的凹陷形狀、位置、附著物確定碰撞事故的中心坐標，綜合運用實驗法和計算法其確定碰撞事故的質心位置，同時還要準確讀取汽車碰撞數據記錄儀參數，結合碰撞過程中接觸面的摩擦系數和回彈系數獲取更為全面、科學的汽車碰撞參數，以供事故再現應用。

2.2.汽車碰撞事故再現案例仿真

案例主要信息：交通事故為一車輛與摩托車相撞，其中車輛自東向西行使沿新安四路至公交站臺路段，摩托車則在公交路段的十字路口由北向南行使，當車輛左前車頭第一次碰撞摩托車后仍向前直沖，直至正面撞擊隔離帶樹木后停止，經勘查，事故現場為狀況良好的干燥瀝青路面。

交警部門獲悉案情后即刻趕往現場并對汽車碰撞事故進行詳細勘查，然后繪制了相應的事故圖，并結合事故現場的車輛和摩托車照片信息以及車體痕跡數據，對車輛的一次和二次碰撞變形和位置作計算和描述。經讀取車輛碰撞時空氣囊的數據得知其二次碰撞速度為78Km/h；然后根據事故現場數據分析結果以十字路口為坐標原點構建三維模型，得到一次和二次的碰撞點坐標分別為（13.8，-5.7，0.55）和（51.00，-6.3，0.65），同時結合車輛最大變形位置得出其碰撞中心點為（51.6，-6.5，0.65），并根據車輛參數得其質心高度和質心距離車輛前端的距離分別為0.6m和1.38m[4]；最后經測量分析得到車輛碰撞的接觸面摩擦系數和回彈系數分別為1和0.1，而且車輛在撞擊摩托車后采取了加速操作，在碰撞大樹前采取了制動動作，其中轉向角度為8°右轉。

在掌握車輛碰撞參數后，則在PCCRASH軟件的作用下結合車輛信息構建了車輛模型，并根據道路參數構建了道路環境模型；在此基礎上，分別將車輛、摩托車以及被撞樹木的參數輸入到了相應的窗口中，并分別設置了車輛轉向、碰撞速度、減速度、摩擦系數等順序參數，確定并輸入了碰撞點坐標、能量變化量、回彈系數等參數，完成車輛碰撞前的參數設置后（見圖2），經PCCRASH軟件處理得到了車輛碰撞結果（見圖3，從上至下依次為t=0、t=0.18s、t=0.705s時的碰撞情況），而且該軟件的三維視圖功能，可對車輛碰撞的全過程加以再現，進而準確捕捉碰撞地點、時間、頭部加速度、碰撞力等信息，受條件限制在此不作贅述。

結束語：

總之，在交通事故只增不減的嚴峻形勢下，汽車碰撞事故再現已然成為當下的研究熱點，畢竟其對客觀、公正、科學的鑒定事故責任和改善交通安全管理現狀的作用不容忽視。這就要求我們熟悉掌握汽車碰撞理論，及時獲取準確數據，并予以仿真模擬，以此提高事故再現的科學性和準確性，進而為解決現實問題提供有力參考。

參考文獻：

[1] 申杰，金先龍.人車碰撞事故再現研究[J].應用基礎與工程科學學報， 2010（12）.

[2] 鄭玉卿.汽車碰撞事故再現技術和計算機仿真分析[D].浙江大學，2010（05）.

[3] 邱英亮.汽車碰撞事故模擬再現的研究及應用[D].吉林大學，2011（04）.

[4] 王賢軍.車輛碰撞事故模擬與再現的研究[D].長安大學，2012（06）.