响应表面法在事故再现结果不确定性分析中的应用

针对复杂事故再现模型的响应难以用显式函数表示的问题,借助试验设计方法和响应表面法,将试验设计方法中拟合的全部仿真结果,用一个近似的等效响应函数来表示,然后利用这个响应函数和各物理参数的上下极限值,直接计算出仿真结果的取值范围.这就构成了事故再现模型为隐性表达式时的不确定性分析近似方法.最后将此方法应用到一个具有简单模型的事故案例中,并与不确定度评定基本方法和蒙特卡罗方法进行对比,结果十分接近.     

车人碰撞中人地接触损伤仿真及防护方法鲁棒性分析

人车事故中行人主要与车辆和地面接触而遭受损伤。此前已有大量研究在车辆接触阶段对多体行人模型进行了验证,但对地面接触阶段的验证较少。本文中评估了用于预测车辆撞击后行人运动和地面接触的4个PC-Crash行人模型。通过车辆和地面接触的HIC伤害与最近研究中的6个尸体实验数据对比显示,其中PC2014行人模型能很好地预测行人头部损伤,车辆和地面接触HIC的平均误差分别为6.07%和5.85%,数据说明PC2014行人模型可以用于再现人车碰撞事故以及开发未来地面接触伤害防护对策。控制制动防护方法鲁棒性研究显示,在3种行人姿态（奔跑、步行和应急）扰动下,HIC平均降低比例分别为63.2%、57.9%和67.8%,说明控制制动防护方法具有很好的抗行人姿态干扰能力。进一步分析不同姿态下的行人损伤发现,3种步态序列之间均有显著性差异,在应急步态下控制制动防护方法有着更好的抗行人姿态干扰能力;而在奔跑步态序列下,往往可以通过控制制动防护方法产生最低的头地碰撞损伤,表明在使用控制制动防护方法对行人进行保护时须考虑到不同姿态产生的影响,以进一步提高控制制动防护方法的地面伤防护效果。     

基于证据理论的多模型事故再现结果融合

本研究通过引入证据理论对多个模型结果进行融合,探讨了2种基本概率分配(BPA)的赋值方法,同时给出了模型结果为区间时的融合方案。通过一个真实案例的演示表明,选用第一种BPA赋值方法进行融合时本质上是对模型结果取均值,第二种赋值方法则因引入了专家意见而使融合结果更客观;当结果为区间时融合后的结果虽复杂但可获得更多信息。本研究为科学描述多模型结果提供了解决方案,可为进一步提升再现结果的客观性提供支持。     

面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法

针对原制动控制方法对监测设备要求极高的问题,提出了一种具有较强实践潜力的人地碰撞损伤防护方法的提取流程。先建立特定车头的多刚体模型,再选择车辆制动控制方法并穷举、寻优,最后回归获得人体头部首次撞击车体时刻t₁与车辆再次完全制动时刻t₂的关系,以此提出面向特定车头的人地碰撞损伤防护极简方法(SMPG)。以小型行人友好型轿车为例,检验此方法的可行性,分析2 400次仿真结果后,获得适用于小型行人友好型轿车的人地碰撞损伤防护极简方法,再经48次仿真发现,所得方法能显著降低人地碰撞损伤且不会增加人车碰撞损伤,添加车速扰动后的480次仿真显示,所得方法仍能很好地防护人地碰撞损伤且未增加人车碰撞损伤,表明能根据所提流程获得防护人地碰撞损伤的极简方法且方法效果佳。进一步分析发现,落地机制及躯干角度的改变是制动控制能降低人地碰撞损伤的主要原因,且通过流程所得的极简方法中的制动系统协调时间已达最优,无需进一步优化。研究结果将为通过制动控制以防护人地碰撞损伤的相关研究提供支持,推动其实用化。     

Methods for calculating intervals of reconstructed results in traffic accidents with different types of interval traces

In order to obtain more effective uncertainty analysis methods for analyzing uncertainty of a reconstructed result in a traffic accident with different types of interval traces, three new methods are proposed. The first method is named as sub-interval perturbed method, it is used for calculating the binary interval of the reconstructed result in an accident with binary interval traces, and it can overcome the interval extension problem well. The second method is based on interval arithmetic and the first method, it is used for calculating the ternary interval of the accident reconstruction result in an accident with ternary interval traces, and the most probable value of the reconstructed result is a number. The basic idea of the third method is the same as that of the second method, it is used for calculating the ternary interval of the accident reconstruction result in an accident with mixed interval traces, and the most probable value of the reconstructed result is an interval. All methods are demonstrated and validated by numerical cases. The results show that all methods are feasible and practical. Finally, a true vehicle-motorcycle accident is given, in which the braking distance of vehicle, and the throw distances of driver and motorcycle are all binary interval traces. The accident is reconstructed by the software PC-Crash, and the interval of impact velocity is analyzed. The interval of the velocity is [55.7, 64.3] km/h. This interval result is more objective than a single number.     

自行车座高对骑车人脊背前倾角和头部损伤的影响

以46组物理试验和98组数字模拟试验,以自行车车型、座高、骑车人体型及汽车车型为变量,研究了自行车座高对骑车人脊背前倾角(背角)和头部损伤的影响.物理试验发现:影响背角的显著因素有自行车车型、座高及骑车人体型.数字模拟试验发现:座高与骑车人头部损伤显著相关,不同汽车车型、自行车车型与骑车人体型组合下的头部损伤随座高变化...     

汽车摩托车碰撞事故中骑乘人员损伤差异对比研究

为探索骑乘人员的损伤差异,基于PC-Crash仿真软件,以车型、碰撞车速和碰撞形态为变量进行147组汽车碰撞载人摩托车的仿真,在此基础上用统计学方法分析所得数据。结果表明:绝大多数碰撞条件下,包括不同碰撞车速,骑车人头、胸部和撞击侧下肢损伤指标参数的均值均高于后座乘员;此外,当碰撞车速分别为45和50 km/h时,骑车人和后座乘员的头、胸部损伤都超过其安全界限。     

基于聚类和优序图法的事故再现结果融合方法

科学合理地融合多个事故再现结果具有重要现实意义，针对现有事故再现结果融合方法不能处理结果中包含潜在风险区间的问题，采用聚类算法与优序图法相结合的方式对多个事故再现结果进行融合。首先提出基于聚类的基础融合法，其先离散多个事故再现结果，再对离散后的数据进行聚类得到类结果，最后整理聚类结果可得融合结果。基础融合法操作简单、高效但不能处理再现结果中的潜在风险区间。进而通过引入优序图法提出基于优序图法的改进融合法，所提改进方法先从基础融合法的结果中得到各聚类区间概率与各聚类中心之间的距离表，并根据距离表中的距离极值将距离分段；再按照正态分布原则可知，各聚类中心之间的距离十分接近，现遵循距离越小分值越高的前提给予每段距离一定分值，距离表可根据分值得到各聚类中心的权重计算表;然后对权重计算表使用优序图法计算出各聚类中心的权重即各聚类区间权重；最后结合各聚类区间概率及其对应的权重得到融合结果。数值算例与真实案例均表明:改进融合法不仅可高效融合再现结果，还能识别出潜在风险区间并降低其在融合过程中的影响，从而提升融合结果的客观性，得到更理想的符合正态分布的结果，为融合包含潜在风险区间的多个事故再现结果提供有效解决方案。     

基于事故再现的骑车人与行人各部位损伤的对比研究

选取与汽车碰撞事故发生后人体与发动机罩接触并被抛出的57例电动自行车事故和64例行人事故,用PC-Crash进行再现,读取人体头部、胸部、大腿和小腿4个部位的损伤数据。利用现有模型对所得数据进行验证后,通过处理和对比的结果表明,同等条件下,骑车人头部损伤风险低于行人,当车速低于47km/h时,骑车人胸部的损伤风险高于行人,而当车速高于47km/h时,骑车人胸部损伤风险低于行人。在大多数速度工况下,骑车人下肢损伤风险均高于行人;损伤来源方面,骑车人和行人头部损伤大体上均来源于车辆撞击,骑车人胸部损伤的来源没有明显的倾向性,而行人胸部损伤在车速低于42km/h时主要来源于地面撞击,车速高于42km/h时主要来源于车辆撞击。骑车人下肢和行人大腿的损伤来源于车辆撞击,而行人小腿损伤来源则随车速高低而异。     

一种降低人-地撞击损伤的车辆制动控制方法

为降低车人碰撞事故中人与地面撞击所致损伤,提出一种车辆制动控制策略。该策略在检测到人体头部与车辆首次接触后松开车辆制动,之后依据若干准则再次完全制动车辆直到车辆停止。选择10种车型、两种制动方法(完全制动和控制制动)和一个虚拟仿真系统(包含3种车速×4种行人尺寸×2种行人步态)设计了共480次MADYMO仿真试验。结果发现控制制动能降低人-地撞击所致损伤但不会加重车辆的损伤,且能将83.75%案例中车辆与人体主要部位首次触地点位置之间的距离缩短至1 m内。进一步讨论了车型和车速对制动控制策略防护效果的影响、人车首次接触与再次完全制动车辆的时间间隔取值规律和控制制动中损伤加重案例的原因等问题,为今后开发更实用且高效的制动控制策略提供技术支持。