PC―CRASH仿真系统在交通事故处理课程教学中的应用-最新教育文档
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基于Pc-Crash的车辆侧翻事故逆向分段事故再现方法吴凯丽;王琰;李京泽;岳永恒【期刊名称】《重庆理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(032)007【摘要】为精确再现复杂多模态交通事故运动过程,提出一种基于Pc-Crash的逆向分段事故再现方法,针对一起追尾碰撞、滑移和侧翻的复杂交通事故,应用Pc-Crash软件,以事故现场车辆终态位置等信息为基础,逆向再现车辆侧翻运动过程,确定车辆侧翻前某时刻运动状态,再基于车辆侧翻前仿真结果,进一步逆向再现两车碰撞过程.应用动力学方法推演分析案例中两车碰撞前车速,并与仿真结果中获得车速做比对分析,验证逆向仿真分段事故再现方法的正确性.提出的再现方法流程简便、仿真难度降低,可获得较为准确的仿真结果,保证了事故仿真过程与事故现场痕迹的一致性.【总页数】6页(P40-45)【作者】吴凯丽;王琰;李京泽;岳永恒【作者单位】东北林业大学交通学院,哈尔滨 150000;国家质检总局缺陷产品管理中心,北京 100000;东北林业大学交通学院,哈尔滨 150000;东北林业大学交通学院,哈尔滨 150000【正文语种】中文【中图分类】U491;U461【相关文献】1.基于PC-Crash软件的道路交通事故再现技术研究进展 [J], 何永旺;曾晓锋;闫文;李彦;宋天周;黄俭;段腾龙;李立;李桢2.基于PC-Crash的车辆侧翻事故再现仿真实验 [J], 何烈云3.基于Pc-Crash的车辆侧翻事故逆向分段事故再现方法 [J], 吴凯丽;王琰;李京泽;岳永恒;;;;4.基于PC-Crash的单车碰撞事故再现研究 [J], 刘肖肖5.基于PC-Crash车车事故再现实验设计 [J], 周华; 陈佳; 杨建军; 曹毅; 刘峰; 何霞因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
记录·教育信息记录材料 2019年1月 第20卷第1期图书馆数字资源服务创新策略进行阐述:3.1 优化图书馆数字资源平台资源搜索界面与那些繁琐冗杂的资源搜索界面相比,学生更愿意使用操作界面简单、对操作要求低的搜索界面。
因此,这就要求高校负责人能够根据学生和教师的实际需要对资源搜索界面进行简化,将一些不常用的功能之间剔除。
优化图书馆数字资源平台资源搜索界面不仅能够为师生在搜索资源的过程中提供便利,而且还能够吸引更多的学生和教师应用数字资源。
3.2 指定专人负责对图书馆数字资源的更新和替换互联网信息更新速度是非常快的,要想让图书馆数字资源实现与时俱进,就必须指派专人负责对图书馆数字资源的更新和替换,保证师生能够在数字资源平台上获取到最新的知识。
我们知道,很多人创作的论文、文章、专利等都在网上供人查阅、学习以及下载,而这些资料又是师生接触最多、使用最多的资源之一,所以要想让师生能够获得他们所研究领域最前沿的一些成果,就必须首先要保证有专人将这些最新资源收录到图书馆数字资源中,为数字资源时刻输入新鲜的血液,为师生的学习过程提供有力的保障。
3.3 向师生宣传图书馆数字资源的优势为了能够吸引更多师生积极参与到利用图书馆数字资源的行动当中,高校有必要向他们广泛宣传图书馆数字资源的优势,让他们在享受传统图书馆服务的基础上再体验一下数字化图书馆服务的特点,帮助他们养成将传统图书馆服务与数字化图书馆有机结合利用的良好学习习惯,提高对他们对高校图书馆数字资源的利用。
4 结语为了能够更好的为高校广大师生提供优质的数字资源服务体验,各个高校应该充分地利用大数据时代背景优势,采取优化图书馆数字资源平台资源搜索界面、指定专人负责对图书馆数字资源的更新和替换、向师生宣传图书馆数字资源的优势等策略,全面保障师生利用数字资源过程的高效过程。
【参考文献】[1]王川.大数据时代图书馆数字资源的创新服务[J].硅谷,2015,8(01):207-208.[2]汪德彪.高校图书馆数字资源服务新探[J].黑龙江科技信息,2009(05):95.作者简介:张青锟(1966.08-),男,汉族,湖南麻阳人,大学本科,湖南医药学院馆员,研究方向:图书情报。
PC—CRASH仿真系统在交通事故处理课程教学中的应用作者:黎晓龙刘杰元来源:《课程教育研究·上》2014年第12期【摘要】目前公安院校学历教育及在职民警培训的交通事故处理课程教学中并不具备在现场进行碰撞实验的条件,学员对交通事故车辆碰撞、相关参数及交通事故发生过程的认识常停留在理论层面,无法有效地解决交通事故处理中存在的问题。
本文详细地阐述了如何使用Pc-Crash仿真系统模拟再现交通事故过程,模块化地实现Pc-Crash仿真系统在交通事故处理课程教学中的使用方法,主要包括基础数据调查与输入模块、车辆模型建立模块、交通事故碰撞模块、仿真与评价模块,能有效弥补上述不足,加强学生对交通事故碰撞机理的认识和理解,提高学生解决实际问题的能力。
【关键词】交通事故碰撞教学 Pc-Crash仿真模块【基金项目】公安部应用创新计划项目《基于云技术的虚拟公安办公系统》,基金号:2011YYCXZJST046。
【中图分类号】U491 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2014)12-0205-02交通事故处理课程是道路交通管理专业的重要课程,交通事故处理也是交通警察的重要工作。
近年来,所有公安院校均已开设了交通事故处理等相关课程,如交通事故现场摄影技术、交通事故再现技术、交通事故鉴定技术等,在学历教育、在职民警培训的教学过程中,为了提高学生、民警对交通事故碰撞过程的理解,需要对碰撞形态、碰撞参数设置及其参数不确定性进行分析,分析方法主要包括现场实验和仿真实验,考虑到学员、教官的人身安全、实验资金等因素,现场车辆碰撞不能轻易进行实验,因此,有必要系统的提出基于仿真实验的交通事故处理课程教学与分析方法。
国内外的相关学者已使用计算机仿真的方法对交通事故处理问题展开了较多的研究,在交通事故处理课程的教学中,需选用一款成熟、稳定、可靠且扩展性强的,能满足各种不同类型研究需求的计算机仿真系统。
Pc-Crash仿真软件是应用动量/冲量法进行交通事故再现的典型软件,是奥地利的Steffan博士以 Kudlich-Slibar模型为基础开发的软件系统。
1.关于相关数据记录方式(1)、人体抛距(2)、第一碰撞点抛距(3)、电动车抛距(4)、头部与发动机罩碰撞罩时间(5)、头部与发动机罩碰撞合力(6)、碰发动机罩点与前端距离。
(7)、头与发动机罩碰撞时头与地面距离(8)、头部与风挡碰撞时间(9)、头部与风挡碰撞合力(10)、碰风挡与前端距离(11)、头部与地面碰撞时间(12)、头部与地面碰撞合力(13)、碰撞过程说明说明(14)、与汽车碰撞后姿态说明2.碰撞模拟的操作步骤步骤a:打开PC-Crash软件步骤b:载入车辆步骤c:载入多刚体系统步骤d:设置汽车,自行车初始状态,操作策略举例1:设置汽车速度2:设置汽车制动策略:3.进行初步模拟,并观察三维视图4.捕捉碰撞点,记录数值5.测定撞点抛距、自行车抛距、人体抛距。
6.用图表功能得到头部碰撞力情况,头部距地面距离情况7.用图表功能获得碰撞点汽车速度8.制作保存碰撞模拟的录像3、HIC值的计算(1)、加速度的提取(2)、头部加速度导出(3)、HIC的计算[1]、所需数据处理[2]、使用DIAdem Evaluation Version软件计算HIC1.关于相关数据记录方式:应用PC-Crash软件做事故碰撞模拟应该准备一个excel表格,表格(已给出)中包含项目:车速(km/h):做碰撞实验的一组数据需要连续的车速变化,我做的间隔是4千米每小时。
(1)、人体抛距:骑车人被汽车碰撞,到人体在地面滑动停止所走过的距离。
测量时,采用工具栏右侧第五个图标(编辑DXL画图工具)工具栏箭头下面的图标进行标注。
标注时,摁住shift键不放进行标注。
(2)、第一碰撞点抛距:骑车人被汽车碰撞,到人头部第一次与地面碰撞的距离(我研究的主要是头部致伤情况,类推如果研究不同部位致伤状况,此定义有变),标注时使用的工具与标注人体抛距时使用工具相同。
(3)、电动车抛距:骑车人被汽车碰撞,到自行车在地面滑动停止所走过的距离。
标注同人体抛距标注方法。
10.16638/ki.1671-7988.2019.19.022基于PC-Crash的二维碰撞事故车辆速度分析研究*彭娅楠(内蒙古工业大学能源与动力工程学院,内蒙古呼和浩特010050)摘要:随着汽车性能的不断提高,汽车的速度也不断突破限制越来越快,由此导致事故率频发,而汽车碰撞事故是其中最常见的一种。
文章研究了基于PC-Crash的汽车碰撞事故再现优化,将事故现场通过软件进行再现,并将优化报告中的车速与采用传统计算方法得到的车速进行对比。
结果显示,基于PC-Crash软件的二维碰撞事故车辆速度计算结果更加准确,模拟仿真结果与真实场景更加接近,有利于对交通事故全过程进行了解和分析。
关键词:二维碰撞事故;汽车速度;PC-Crash中图分类号:U467 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2019)19-57-03Pure electric vehicle body skeleton design and optimization*Peng Yanan( Inner Mongolia university of technology energy and power engineering institute, Inner Mongolia Hohhot 010050 )Abstract:As the performance of automobiles continues to increase, the speed of cars continues to break through the restrictions, resulting in frequent car accidents, and car crashes are the most common one.In this paper, the PC-Crash-based vehicle collision accident reproduction optimization is studied. The accident scene is reproduced by software, and the speed of the optimization report is compared with the speed obtained by the traditional calculation method. The results show that the vehicle speed calculation results of 2D collision accident based on PC-Crash software are more accurate, and the simulation results are closer to the real scene, which is helpful for understanding and analyzing the whole process of traffic accidents.Keywords: Two-dimensional collision accident; Car speed; PC-CrashCLC NO.: U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)19-57-03引言交通事故的发生往往是突发的、瞬时的,且事故形态具有多样性、复杂性,而传统的计算方法不仅计算过程比较繁琐,同时计算结果与实际情况有一定的偏差。
基于PC-Crash车车事故再现实验设计周华; 陈佳; 杨建军; 曹毅; 刘峰; 何霞【期刊名称】《《实验技术与管理》》【年(卷),期】2019(036)011【总页数】4页(P170-173)【关键词】交通事故; 实验设计; 仿真【作者】周华; 陈佳; 杨建军; 曹毅; 刘峰; 何霞【作者单位】西华大学汽车与交通学院四川成都 610039; 西华大学汽车测控与安全四川省重点实验室四川成都 610039; 西华大学汽车工程国家级实验教学示范中心四川成都 610039【正文语种】中文【中图分类】U491.3; U467.1+3国家统计局发布的最新数据显示,仅2016年,我国交通事故发生212 846起,造成人员伤亡289 523人,直接财产损失约120 760万元[1]。
因此在车辆及交通类专业的本科教学中,开设“汽车事故工程”课程很有必要。
由于交通事故的不可重复性,如何在实验课程教学环节中,对各类事故进行实验设计,让学生理解事故碰撞中的碰撞过程、碰撞特征和后果,对于理解车辆事故的全过程具有重要的工程实践意义。
因此,应加强对“汽车事故工程”的实验教学环节的设计[2]。
在各类碰撞事故中,车辆间碰撞导致的后果更为严重,因此应重视对车车碰撞事故的研究。
通过开设车车碰撞事故仿真实验来再现交通事故发生的过程,分析事故发生的原因,对道路交通事故的分析和事故预防有积极作用,且对车辆及交通类专业的本科实验教学有重要意义[3]。
对交通事故再现研究通常采用正向法或逆向法。
逆向法是研究交通事故的传统方法,根据事故发生后各参与方的最终状态,反推事故的最初状态。
逆向法的缺点在于分析过程缺乏直观性,不便于教学实验的开展[3]。
正向法与计算机仿真技术有密切联系,是通过分析与事故相关的客观资料,假设事故发生前各参与方的最初状态,结合仿真软件推演出事故发生的过程及各参与方最终位置等特征信息。
目前,正向法已广泛应用于交通事故分析研究[4]。
基于PC-Crash软件的交通事故再现技术研究---本科科研项目院系名称:工学院;作者姓名:林涌周,邓燕辉,林文锋,马业晓,游渊;指导老师:蔡铭副教授;2009年12月基于PC-Crash软件的交通事故再现技术研究摘 要:随着汽车工业和交通运输业的高速发展,交通事故日益严重,而通过对道路交通事故的再现模拟,既能为事故责任认定提供依据,又能辅助研究事故的一般成因。
如何在现有研究基础上准确、快速、有效地实现对实际道路交通事故的再现分析,是目前该领域亟待解决的问题。
本文以交通事故为研究对象,以PC-Crash软件为工具,基于已有的实际数据,研究在不同事故形态下,利用该软件实现事故再现分析时所采用的模型,分析不同事故形态下实现事故再现分析时输入参数选择、调整的方法。
在现有研究基础上准确、快速、有效地实现对实际道路交通事故的再现分析,具有一定的应用价值。
关键词:PC-Crash 事故再现 参数敏感性 不确定度第一章绪论1.1 道路交通事故再现分析的意义汽车的发明和使用,使人类的生活方式和生产方式产生了巨大的变化,进而影响到整个社会面貌的变革。
然而汽车在给人们带来便利和快捷的同时,也给人类的生命财产安全造成了巨大的威胁,人们把交通事故称之为“无休止的战争”。
2008年,全国共发生道路交通事故265204起,造成73484人死亡、304919人受伤,直接财产损失10.1亿元。
从图1可以看到,自2000年以来,我国交通事故发生次数和上网情况虽然有所好转,但仍然居高不下,事故死亡率甚至有所提高,解决道路交通事故率偏高的问题仍然是今后交通安全工作者的重要任务之一。
图1 2000年以来中国道路交通事故发生情况惨重的道路交通安全状况逐渐引起了有关专家和学者的高度重视,并开始应用计算机技术、智能仿真技术及各相关领域的知识到交通安全研究工作当中。
其中基于计算机仿真软件的事故再现分析技术成为其中一股强劲力量,得到有关专家和学者的高度重视,并被广泛的应用到实际操作当中。
计算机仿真技术在汽车理论教学的应用
计算机仿真技术在汽车理论教学中具有广泛的应用。
以下是其中的几个方面:
1. 汽车物理模拟:通过建立汽车的物理模型,可以模拟车辆在不同驾驶条件下的运行
情况,如加速、制动、转弯等。
学生可以通过仿真软件观察和分析汽车的动力学性能,加深对汽车原理的理解。
2. 驾驶模拟:通过使用驾驶模拟器,学生可以模拟真实的驾驶环境,包括道路、交通
信号和其他车辆。
通过模拟驾驶练习,学生可以提高驾驶技能,增强交通安全意识。
3. 碰撞模拟:通过使用碰撞仿真软件,可以模拟车辆在碰撞事故中的受力情况和变形
程度。
通过观察和分析模拟结果,学生可以了解车辆结构对碰撞安全性能的影响。
4. 车辆系统模拟:通过建立车辆的电子系统、悬挂系统、变速系统等模型,可以模拟
和分析这些系统的工作原理和性能。
学生可以通过调整参数和模拟场景,观察系统的
行为和响应,深入理解车辆系统的工作原理。
总的来说,计算机仿真技术可以帮助学生更直观地理解汽车原理和技术,提高学习效
果和实践能力。
此外,也可以减少实际实验的成本和风险,提供更多的练习机会,为
学生提供更好的教学体验。
PC-CRASH在交通事故鉴定中的应用Hao Zhao;Chen Geng【摘要】在交通事故鉴定过程中,由于传统鉴定方法的局限性,鉴定出来的结果往往不太精确.为了提高鉴定的精确度,文章讲述了一种用PC-CRASH模拟鉴定的方法,在传统鉴定方法初步鉴定出车速的基础上,再通过模拟来提高鉴定精度.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)023【总页数】3页(P154-156)【关键词】交通事故;事故鉴定;PC-CRASH软件;模拟再现【作者】Hao Zhao;Chen Geng【作者单位】;【正文语种】中文【中图分类】U471.1引言近年来,我国的道路交通安全形势面临着巨大挑战。
我国是道路交通死亡人数与万车死亡率最高的国家之一。
目前,中国的汽车保有量尚不及美国,但其交通事故死亡率却远高于美国,也比其它发达国家高出很多。
所以,对汽车交通事故进行研究是非常必要的,有着重要的研究价值和社会作用。
在交通事故处理过程中,其核心与最终目标就是要能正确判定出事故发生瞬间的速度和准确再现事故车辆的运动过程。
处理交通事故,就要对其进行公平公正的事故责任认定。
车速鉴定结果对于交通事故责任认定十分重要。
由于传统的车速鉴定方法中存在着很多难点和不足,利用仿真软件就成了一种新的鉴定思路。
随着科技的发展,仿真技术在事故鉴定中的作用也越来越明显,其中PC-Crash这款事故再现的仿真软件也越来越多地被大家所熟知。
PC-Crash在事故再现的过程中,涉及的车辆运动轨迹均按照运动学规律形成,有助于分析交通事故性质、确定交通事故发生原因和对交通事故责任认定进行划分。
1 车辆碰撞事故中常用的车速计算方法1.1 根据制动痕迹的长度估算车速汽车发生事故前,驾驶员多会本能地采取制动措施,所以在事故现场多会留下一条制动痕迹。
制动痕迹能反映出事故发生前后汽车有无制动减速以及行驶的路线,此外还能依据制动痕迹的形态和长度推测出碰撞点位置以及碰撞时的车速。
基于Pc-Crash的事故数字化再现方法研究黄家城;程鹏燕;李文勇;齐振涛【摘要】针对传统事故现场测量中存在占道时间长、人为误差大等缺点进行分析,提出了事故摄影测量的方法.首先介绍了三维全景的获取并建立了相机的三维摄影测量模型,用于事故现场几何信息的提取.其次通过对事故车辆运动轨迹分析,建立了车辆运动和碰撞过程中的动力学模型,用于车辆运动轨迹的模拟.通过Pc-Crash仿真,将仿真后车辆运动轨迹与摄影测量获得真实的路面轨迹进行对比,利用轨迹优化的方法实现交通事故在计算机上的三维模拟再现.最后,通过对一起交通事故案例的仿真再现,验证了该方法的有效性,并指出其中的不足.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P54-57)【关键词】Pc-Crash;三维测量;车辆碰撞;轨迹优化;事故再现【作者】黄家城;程鹏燕;李文勇;齐振涛【作者单位】桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;广西智能交通系统高校重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004;广西智能交通系统高校重点实验室,广西桂林541004;桂林电子科技大学机电工程学院,广西桂林541004【正文语种】中文【中图分类】TH16;U491.31近几年来,伴随着汽车保有量持续增长,道路交通事故数量一直居高不下。
交通事故的高发不仅严重地危害人们的生命安全,也对处理交通事故的公正性提出了挑战。
道路交通事故的处理流程主要是三大部分,事故现场勘测、事故分析和责任认定。
交通事故裁决的关键步骤是事故分析,主要是依据事故现场勘测的信息进行调查和分析,由事故车辆碰撞后的终止位置反推回碰撞过程,再反推回碰撞前的状态,来研究事故发生原因[1]。
目前,交通事故现场勘验一般是通过卷尺测量和现场绘制事故图来进行现场勘查,但这样存在着勘测人员劳动强度高、人为误差大和占道时间长等缺点,不适宜事故现场的迅速处理。
计算机仿真技术简介计算机仿真技术是一门综合性信息技术,它通过专用软件,整合图像、声音、动画等,将三维的现实环境、物体模拟成多维表现形式的计算机仿真,再由数字媒介作为载体传播给人们。
当人们通过该媒体浏览观赏时就如身临其境一般。
并且可以选择任意角度,观看任意范围内的场景或选择观看物体的任意角度。
正是由于对身临其境的真实感与对超越现实的虚拟性,以及建立个人能够沉浸其中、超越其上、进出自如、具有交互作用的多维信息系统的追求,推动了计算机仿真技术在各个领域中的应用与发展。
并且,因其有效性、经济性、安全性、直观性等特点而受到广泛的应用。
它是在计算机图形学基础上发展起来的一种仿真应用技术。
计算机仿真已成为系统仿真的一个重要分支,系统仿真很大程度上指的就是计算机仿真。
计算机仿真技术的发展与控制工程、系统工程及计算机工程的发展有着密切的联系。
一方面,控制工程、系统工程的发展,促进了仿真技术的广泛应用;另一方面,计算机的出现以及计算机技术的发展,又为仿真技术的发展提供了强大的支撑。
工业方面,计算机仿真一直作为一种必不可少的工具,在减少损失、节约经费开支、缩短开发周期、提高产品质量等方面发挥着重要的作用。
综上所述,计算机仿真技术是以数学理论、相似原理、信息技术、系统技术及其应用领域有关的专业技术为基础,以计算机与各种物理效应设备为工具,利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验研究的一门综合性技术。
它集成了计算机技术、网络技术、图形图象技术、面向对象技术、多媒体、软件工程、信息处理、自动控制等多个高新技术领域的知识。
计算机仿真技术原理对于需要研究的对象,计算机一般是不能直接认知与处理的,这就要求为之建立一个既能反映所研究对象的实质,又易于被计算机处理的数学模型。
关于研究对象、数学模型与计算机之间的关系,可以用图1来表示。
图1数学模型将研究对象的实质抽象出来,计算机再来处理这些经过抽象的数学模型,并通过输出这些模型的相关数据来展现研究对象的某些特质,当然,这种展现可以是三维立体的。
基于PC—CRASH软件仿真交通事故现场作者:马青江伟郭玲来源:《信息记录材料》2019年第01期【摘要】运用过车辆运动模型、车辆碰撞模型的对碰撞过程机理进行分析,然后把事故发生的周边环境资料像路面状况、路面宽度、行人车辆等外界情况资料数据输入PC-CRASH软件中,通过动画模拟还原事故发生过程,综合判定事故的责任划分和后续经验教训的吸取,对事故的诱因进行分析提出科学有效的解决措施。
【关键词】交通事故;车辆碰撞;轨迹优化;PC-CRASH;事故诱因【中图分类号】TP274 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624(2019)01-0164-021 国内外研究历史及现状世界上一流的碰撞事故研究来自于奥地利的一款软件,就是PC-crash软件,该软件是奥地利人通过软件仿真的形式分析交通事故现场情况,从而判断交通事故责任人,给交通部门提供交通数据[1]。
1978年改革开放以后,我国高等学府也开始研究事故鉴定的手段,但是起步交往,主要利用力学,轨迹等判断交通事故的成因,软件的仿真形式也逐步被应用[2]。
2 交通事故再现软件PC-CRASH交通事故再现软件的仿真是基于初速度分析交通事故的成因进行分析,主要分析人车碰撞,车与车相碰撞,车与非机动车相碰撞等,从多角度分析交通事故的成因。
奥地利的PC-crash是基于事故碰撞的现场图,进行分析,仿真事故现场后确认交通事故的责任人,提供给交警部门作为执法的鉴定依据[3]。
2.1 基于控制变量法的事故再现关键参数权重分析模型的建立(1)车辆的基本参数:选择红色的图标,进入车辆选择界面,可以选择车型,选择型号,特别注意发动机的选择,这样可以直接选择车辆的功率,判断车辆的强度信息。
数据库调入车辆后,可以对于环境设定也可以进行设定。
比如设置障碍物,设置红绿灯,绿海带,路面信息等条件。
3 碰撞事故再现分析3.1 案例分析事故摘要:2016年05月13日19时19分左右,无号牌两轮燃油机动车沿大别山里由西向东行驶至霍山山路与通山路交叉口时,遇驾驶小型普通客车沿通山路由南向北行驶至该路口向西左转弯时突然发生道路交通事故。
PC-CRASH仿真系统在交通事故处理课程教学中的应基金项目】公安部应用创新计划项目《基于云技术的虚拟公安办公系统》,基金号:2011YYCXZJST04。
交通事故处理课程是道路交通管理专业的重要课程,交通事故处理也是交通警察的重要工作。
近年来,所有公安院校均已开设了交通事故处理等相关课程,如交通事故现场摄影技术、交通事故再现技术、交通事故鉴定技术等,在学历教育、在职民警培训的教学过程中,为了提高学生、民警对交通事故碰撞过程的理解,需要对碰撞形态、碰撞参数设置及其参数不确定性进行分析,分析方法主要包括现场实验和仿真实验,考虑到学员、教官的人身安全、实验资金等因素,现场车辆碰撞不能轻易进行实验,因此,有必要系统的提出基于仿真实验的交通事故处理课程教学与分析方法。
国内外的相关学者已使用计算机仿真的方法对交通事故处理问题展开了较多的研究,在交通事故处理课程的教学中,需选用一款成熟、稳定、可靠且扩展性强的,能满足各种不同类型研究需求的计算机仿真系统。
Pc-Crash 仿真软件是应用动量/冲量法进行交通事故再现的典型软件,是奥地利的Steffan 博士以Kudlich-Slibar 模型为基础开发的软件系统。
Pc-Crash 可以对机动车与机动车、机动车与固定物的交通事故进行再现,还可以对机动车与行人及翻车的交通事故类型进行数值模拟计算,软件可以同时模拟32 辆车多次碰撞并进行完全的三维动画显示。
本文将基于Pc-Crash 计算机仿真系统,阐述在交通事故处理课程教学中如何实现对真实交通事故碰撞的仿真模拟以及应注意的相关专业问题。
1.基于Pc-Crash 的交通事故再现流程利用Pc-Crash 仿真软件再现交通事故过程,其优势在于Pc-Crash 既拥有丰富的车辆数据库又能清晰而高效地仿真交通事故元素在交通事故中的运动状态。
在Pc-Crash 仿真中,首先将事故车辆置于事故痕迹开始点,其中包括空间点和时间点,并通过该仿真软件界面中的“ Sequences”菜单设置车辆不同时刻、不同位置的制动情况、转向角等参数,然后反复仿真,同时优化碰撞过程,让车辆运动并自动判别与其它交通事故元素的碰撞。
利用Pc-Crash 仿真交通事故过程有三个难点问题需要解决:一是接触点的确定,交通事故接触点是指车辆碰撞瞬间接触部位在地面的正投影,可以通过制动痕迹的拐点,滑移痕迹的起点,散落物的起点等进行分析判断,需要认真调查,仿真时必须保证在接触点位置车辆开始碰撞,这需要反复仿真测试,控制难度大;二是整个过程既要控制交通事故车辆碰撞前的运动状态,又要控制碰撞位置、角度、能量损失等参数,还要控制车辆碰撞后的运动状态,使仿真中的痕迹与交通事故中的痕迹相吻合,控制难度很大,需要花费大量时间反复仿真优化才有可能实现;三是碰撞导致的车体变形等很有价值的痕迹在该方法中如何得到有效的利用。
考虑到Pc-Crash 的相关特点,可分步仿真交通事故,即先仿真碰撞前车辆运动状态,再仿真车辆碰撞及碰撞后运动状态,具体流程如图1 所示。
图1 Pc-Crash 交通事故再现流程Fig.1 Pc-Crash reconstruction flow chart2.基础数据调查与输入使用Pc-Crash 仿真系统模拟交通事故,进行交通事故处理实验教学时,首先勘查交通事故现场,采集相关的基础数据,标定仿真中交通事故现场元素的基础属性。
需采集和调研的数据主要包括:道路数据、车辆数据、车体与道路的附着系数及其他数据。
2.1道路参数采集与输入道路参数的作用是为仿真交通事故发生地点道路环境建立而做的准备。
需要调查的道路参数主要包括:路段车道数、车道宽度、车道坡度,交叉口进口道分车道功能的车道数与车道宽度,交通安全设施,道路环境。
在Pc-Crash 交通事故再现仿真中,道路参数数据主要通过仿真软件界面中的“ DXF”模块输入。
2.2车辆数据与输入车辆数据是为了标定仿真中的车辆基本特性、运动状态,需采集的车辆数据主要包括:①机动车的品牌型号;②机动车的发动机排量、发动机功率、外形尺寸、轴距、重量。
以上车辆数据可直接在Pc-Crash 界面中的“ ”车辆数据库模块中进行输入。
③机动车重心位置,该数据在Pc-Crash仿真中的车辆数据库模块中默认设定(50/50 的重量分布),也可以根据实际情况在Pc-Crash 仿真中的车辆数据库模块中输入实测重心位置。
车辆数据将会直接作用于交通事故的碰撞程度,在车体勘验中需认真仔细的调查数据。
④车辆发生交通事故前瞬间的车辆速度,在Pc-Crash仿真界面中的“ Sequences”车辆运行状态模块中输入通过GA/T1133-2014 和GA/T643-2006 的国家标准结合相关数据分析获得的值。
2.3车辆轮胎及其与道路的附着系数输入车辆轮胎的外形尺寸可以通过“ Tire model ”模块进行输入。
附着系数的大小,主要取决于路面的种类和干燥状况,并且和轮胎的结构、胎面花纹以及行驶速度都有关系。
车辆轮胎或车体(翻车交通事故)与道路的附着系值的大小直接决定了车体的制动距离和滑移距离。
需调查的不同车辆轮胎与不同性质道路的附着系数主要包括:①车辆轮胎与不同性质道路的制动附着系数,如车辆轮胎与沥青道路的制动附着系数,在GA/T643-2006可以查询到一个范围区间,在Pc-Crash 仿真中使用Sequences-brake1 ”模块输入;②发生碰撞后车辆轮胎与不同性质的道路的滑移附着系数,其中包括横向滑移和旋转滑移附着系数,在GA/T643-2006 可以查询到一个范围区间,在Pc-Crash仿真中通过“ Sequences-brake1 ”模块输入;以上附着系数的值在实践操作中可以通过在GA/T643-2006 国家标准对照查询,也辆或与事故车辆相同品牌型号的车辆进行现场测试来获得。
3.交通事故碰撞模型交通事故碰撞模型是Pc-Crash 事故仿真中最为重要的物理模型。
碰撞模型的定义是否正确直接关系到事故再现的精确度和可信程度。
一个碰撞模型包含:碰撞点、碰撞角度、冲击力及碰撞过程中驾驶人采取的措施等4 个方面的数据,在定义碰撞模型时,用户必须根据调查数据进行设定,交通事故发生时,当冲击力不是非常大时,在碰撞过程中,驾驶人的措施会很大程度上影响碰撞后车辆的运行状态及停止位置。
Crash可以通过摆式附着系数测量仪进行实地测量,还可以利用事故车Simulation (F8)碰撞仿真对话框用来定义和改变碰撞参数,仿真交通事故现场的最大道路长度为200m。
3.1 仿真模型的选择按照流程,参与碰撞车辆的初始位置、车辆参数、附着系数及顺序参数都已确定,下面是确定仿真参数,首先,使用者要选择仿真模型,仿真采用的是三维动力学模型,时间步长多数情况下选择为0.5ms ,但当使用者需要用到车辆碰撞前的运动路径的时候,就应该选择运动学模型。
当碰撞冲击力不大,碰撞后路径也可以进行定义,因为此时驾驶人为了降低碰撞损失,可以通过转动转向盘,使车辆运动方向发生改变。
如图2、图3 所示,案例中的交通事故发生在鄂尔多斯,结合交通事故视频制作的仿真分析,说明驾驶人在碰撞过程中通过转动转向盘来改变车辆碰撞后的运动路径。
图2 Pc-Crash 车辆碰撞前仿真Fig.2 Pc-Crash reconstruction before vehicles crashing图3 Pc-Crash 碰撞后仿真Fig.3 Pc-Crash reconstruction after vehicles crashing定义车辆运动路径,在Pc-Crash 中使用“ Define pathpoints ”模块输入,经过多次碰撞仿真,分析比对交通事故现场痕迹与车体痕迹,确定以上仿真结果。
通过视频资料与仿真3D效果图(如图4)观测,车辆在碰撞的过程中轮胎转动会影响碰撞后车辆的运行轨迹。
图4 Pc-Crash 3D 效果图Fig.4 Pc-Crash 3D picture3.2 碰撞点坐标、回弹系数、能量变化量的确定交通事故碰撞点的确定可以通过建立局部坐标系、碰撞车辆的损坏程度来确定,这就要求考虑到车辆碰撞时的回弹系数,这是因为在pc-crash 中碰撞点的定义是:在完全碰撞中两车达到相同速度时的那一点。
在这一点,动量发生转移,这是碰撞发生的最后相位,接下来车辆分开。
在这种情况下车辆变形分为塑性变形和弹性变形,所以,下步是定义车辆的能量变化(EES),Pc-Crash 可以准确的分配碰撞过程中每辆车发生的能量变化,通过比较碰撞车辆的变形与Pc-Crash 数据库中车辆变形,当两者图片差不多时认为变形能相当,般情况下,车辆变形的回弹系数为0.10〜0.15。
4.Pc-Crash 数据输出模块数据输出模块是最能体现仿真实验价值的部分。
对比实地实验,一方面,在仿真实验中,能无限制的精确重复实验场景,并可根据实验需求,控制仿真的速度与精度,这是在实地车辆碰撞实验中无法实现的。
另一方面,在仿真中能实时地精确获取相关的数据如车体变形量、道路路面痕迹等,能直接对碰撞模型设定进行衡量,也是在实地实验中无法做到的。
车辆碰撞过程数据如表1 所示。
表1 车辆碰撞过程数据Table 1 data of vehicles crashing在交通事故处理课程的教学中,无法在现场中对碰撞模型以及参数进行实验,学员无法直观地观察到模型和参数的改变对交通事故的影响。
因此,基于仿真系统的实验方法成为必然选择。
本文详细、系统和模块化地阐述了Pc-Crash 仿真系统用于分析交通事故的发生过程,从交通事故再现流程、基础数据调研与输入、碰撞模型的建立、仿真与评价,结合笔者的使用经验,提出了在使用仿真软件时所应注意的事项。
本文所阐述的内容能很好的指导交通事故处理课程的实验教学工作,增强学员对分析交通事故过程的深层次认识,提高学生的动手能力和实践能力。