汽車撞行人事故中的車速分析方法

鄧彥迪

吉林公正司法鑒定中心 吉林省長春市 130000

近十年來，隨著汽車保有量的持續增加，汽車撞擊行人的交通事故發生率急劇上升，其死亡人數占道路交通事故死亡人數的比重居高，因此汽車撞行人交通事故中的車速引起廣大交通參與者的高度關注。

1 物理學分析法

1.1 汽車有制動痕跡時的車速計算方法

在汽車撞行人事故中，由于汽車的質量和速度遠大于行人的質量和速度，即忽略碰撞時行人對汽車的影響，同時也忽略了空氣阻力的影響，根據能量守恒定律可得：

公式（1-1）計算出的速度為汽車位于制動痕跡起點的速度，然而在汽車實際制動時，從汽車開始減速到地面開始出現汽車制動痕跡這段時間內，汽車的速度將有所降低，其數值與道路的附著系數以及制動系統的協調時間有關，制動協調時間是指制動器開始起作用到地面制動力達到附著力所經歷的時間，因此汽車的實際車速大于按照公式（1-1）的計算值。

制動協調時間的數值可利用制動性能測試儀，對車輛進行現場路面實驗獲得，當車輛不具備現場路面實驗條件，可依據國標對不同車型的不同要求選取，對于液壓式制動系，其制動協調時間較短，對于氣壓式制動系，其制動協調時間較長，國標規定汽車采用液壓制動的，制動協調時間要求小于等于0.35s，采用氣壓制動的汽車，其制動協調時間要求小于等于0.6s，汽車列車、鉸鏈客車、鉸鏈無軌電車的制動協調時間要求小于等于0.8s。

1.2 利用行人拋距計算車速

在推導汽車的速度與行人拋距的關系式之前，要區分一下“非彈性碰撞”和“彈性碰撞”：當柔軟的塑性物體墜落地面，它只會變形而不會彈跳起來，具有一定彈性的剛性物體，它會彈跳幾下才停止，顯然當人體墜落地面屬于“非彈性碰撞”，同理人體與汽車的碰撞亦屬于“非彈性碰撞”。汽車頭部與人體接觸碰撞瞬間，行人凌空拋出，此時行人被拋出時的速度即是事故發生時汽車的速度。

下面推導行人拋距與拋出速度的關系公式，設行人與汽車的碰撞點高度為，拋出速度為，從拋出點到落地點的距離為，根據平拋運動公式可推出：

行人在平拋過程中，其中水平方向拋出速度不受下落的自由落體運動的影響，忽略空氣阻力的影響，它保持不變直至落地。行人落地后以速度在地面上滑行，其運動遵從由能量守恒定律推導出的制動印公式：

式中，為行人與路面的滑動摩擦系數，為行人在路面的滑行距離，上式可改寫為：

因此行人拋出后在水平方向運動的總距離等于與之和，聯立公式（1-3）和公式（1-5）可得：

以為變量解二次代數方程并取正根，得：

式中，為人體拋出速度，單位為m/s，x為人體拋出距離，單位為，為人體重心高度，單位為，為人體與路面的滑動摩擦系數。公式（1-7）為車速鑒定中運用人體拋出距離計算汽車在事故發生時行駛車速的基本公式。前面提到，由于人體與汽車的碰撞屬于“非彈性碰撞”，因此人體的拋出速度就等于汽車碰撞時的速度。

公式（1-7）中人體與路面的滑動摩擦系數可依據GB/T33195-2016《道路交通事故車輛速度鑒定》選取，數值如下：

表1 著裝人體與地面摩擦系數參考值

2 統計學分析法

根據實際案例情況，結合公式（1-7），通常有、遠小于則有 ，由此分析汽車碰撞速度與行人拋距的平方根成正比。鑒于此，國內學者對30余案例進行統計分析，統計表如下：

將表2中30余案例做統計分析曲線，從中找到主要特征規律，如圖1所示：

表2 汽車碰撞行人案例統計表

圖1 汽車碰撞行人案例統計分析

根據圖1可以看出，數據離散較小，對其作統計分析，能夠看出其擬合曲線方程式非常接近國外學者給出的統計分析公式，為便于實用，修正后的計算公式如下：

式中，為行人拋距，單位為，為汽車碰撞行人的速度，單位 。

3 利用視頻圖像、DER和GPS分析汽車的速度

3.2 在乘用車與行人的事故中，有一小部分案例具備讀取EDR條件，EDR是Event Data Recorders的簡稱，指記錄車輛使用中符合某一條件下相應事件記錄儀器的總稱，它可以記錄碰撞過程的-5s～0s的事件，圖2為現實案例中乘用車EDR數據讀取情況，由圖2可以直觀的看出汽車在碰撞前5s的速度變化。

圖2 乘用車讀取EDR數據表

3.3 目前國家對所有重型貨車強制安裝GPS，當重型貨車與行人發生交通事故時，我們應當首選提取重型貨車的GPS數據，確定重型貨車事故發生時的速度，圖3為實際案例中重型貨車GPS數據讀取情況，此輛重型貨車的GPS每隔0.2s記錄一次重型貨車的速度，從圖3可以看出重型貨車駕駛員在車速為36時感覺到危險，從而采取制動措施。

圖3 貨車讀取GPS數據表

4 總結與展望

交通事故車速鑒定是利用技術手段還原事故真相，為交管部門責任劃分提供重要依據，運用視頻圖像、EDR、GPS等電子設備獲取的車速較準確誤差較小，因此利用視頻圖像及運用EDR和GPS數據讀取獲得汽車速度的方法成為我們交通事故車速鑒定的首選，在此呼吁國家有關部門制定強制標準，每輛車必須配備行車記錄儀或相應的可方便讀取的電子設備，這樣可以解決很多領域的難題。然而即使汽車都安裝了行車記錄儀或電子設備，也會存在設備故障或無法讀取的情況，所以運用物理學分析法及統計學分析法確定汽車撞行人時的速度仍具有現實意義。