参数扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护风险

为了解首次松开制动时刻(t₁)扰动下基于制动控制的人地碰撞损伤防护方法的使用风险，基于一个包括3种速度、4种行人尺寸和2个行人步态的虚拟仿真系统，设计并用MADYMO开展1 920次仿真。对比分析后发现：车辆制动控制方法在无参数扰动时能有效降低人地碰撞损伤且不增大车辆所致损伤；t₁扰动下，WIC降低、车辆所致HIC₁₅不变、地面所致HIC₁₅降低、落地姿态不变的案例占比分别为86.1%、98.61%、90.16%和90.97%，表明车辆制动控制方法具有很强的抗扰能力；t₁越早越可能增大车辆所致损伤，而t₁越晚越可能降低头地碰撞损伤防护效果。进一步分析发现，t₁扰动下人地碰撞损伤增加的主要原因有人车长时间不分离、人体从车体边缘掉落、落地姿态改变、完全制动组中伤害已经极低等；而保险杠长度、发动机罩盖倾斜角等参数显著影响制动控制方法的抗扰能力，其中保险杠长度越小、发动机罩盖倾斜角越大，制动控制方法的抗扰动能力越强。     

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...     

人车碰撞交通事故中行人伤害程度仿真研究

为研究行人在人车碰撞交通事故中伤害程度的数量关系,应用PCcrash软件模拟100组车辆碰撞行人交通事故,获得行人头部和胸部的加速度和受力情况,计算头部HIC值及胸部3ms合成加速度值;并将碰撞时车辆速度、制动减速度、行人身高和体重作为变量,回归分析与头部HIC值及胸部3ms合成加速度值的关系,得到碰撞时行人伤害程度方程;通过实例验证方程的有效性较高。     

行人被面包车碰撞的运动学规律

为了丰富人车碰撞事故运动学理论,同时为面包车碰撞行人事故的分析鉴定提供理论支撑,对20～110 km·h^-1车辆碰撞速度下行人被面包车碰撞后的运动规律进行研究。利用多刚体建模系统PC-Crash软件构建面包车与行人碰撞仿真模型,并通过仿真获得多种碰撞条件下行人碰撞后的纵向/横向抛距、抛射高度、抛射角度、空中旋转圈数、躯干合成速度和头部合成加速度等运动学数据。结合国家车辆事故深度调查体系（NAIS）中14例具有可靠数据的事故样本进行比较验证。定义并提出了行人被面包车碰撞后的拱推型运动形态,以区别于长头车碰撞的卷绕型和平头车碰撞的推掷型。结果表明：拱推型碰撞中行人会在瞬间被加速到车辆碰撞速度的111%～127%;在高速（110 km·h^-1）碰撞中,头部合成加速度值超过3 000 m·s^-2,头部损伤指标（HIC）值超过7 500;行人空中旋转不超过3圈,被抛高度不超过4.0 m,抛射角度介于6°～11°;行人抛距与车辆碰撞速度之间的关系可以用幂函数模型进行描述;碰撞接触位置、车型外廓参数、行人行走速度和行人碰撞姿势对行人被抛运动形态有一定程度的影响,相对标准碰撞的影响程度一般在5%以内,最大不超过10%（边翻型除外）;行人头部损伤安全界限（HIC值为1 000）对应的车辆碰撞速度约为55 km·h^-1;边翻型碰撞中行人的运动形态与拱推型差别较大,横向抛距最大可达12.0 m。     

集成式行人下肢保护结构设计与优化

行人下肢是人车碰撞事故中最容易受到伤害的部位,ECE法规、NCAP评价规程等均采用行人下肢碰撞模块Flex-PLI撞击车辆保险杠的方法进行车辆的行人下肢保护性能评价。文章介绍了行人下肢损伤机理、Flex-PLI碰撞模块的结构特点以及NCAP评价方法,建立概念模型,分析了车辆前端结构参数对于FlexPLI伤害值的影响,并根据结构参数敏感性提出了行人下肢保护的设计要点。在此基础上,基于上汽某车型实现了一种减重、降本的集成式行人下肢保护结构,经济效益增加明显。     

基于2021版C-NCAP管理规则下风窗玻璃对行人伤害的研究

现阶段我国仍处于人、车混合的交通状况,车辆碰撞行人的事故频频发生。在车辆碰撞行人的事故中,行人较为弱势,加之现阶段车辆缺少对行人的保护措施,行人伤亡严重。在机动车碰撞行人的事故中,行人头部受重伤是造成行人死亡的主要因素。在我国,每年因交通事故死亡的人数大约在10万人左右,行人、自行车骑行者、摩托车骑手的死亡人数在60%左右。在机动车碰撞到自行车及摩托车驾驶者后,驾驶者由于坐在二轮车上,整体躯干高度增高,头部会大概率碰撞到机动车的风窗玻璃。本文基于行人保护头型冲击风窗玻璃的结果,风窗玻璃的破碎形式以及风窗玻璃的制造工艺对行人头型的伤害,将理论与测试数据相结合,找出影响风窗玻璃对行人头部伤害大小的关键因素。     

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。     

行人碰撞事故中颈部肌肉主动力对头部损伤的影响

本文旨在研究不同碰撞速度和行人步态条件下颈部肌肉主动力对行人头部损伤的影响。首先，采用湖南大学头颈HHNM-Ⅲ模型，取代LSTC假人模型头颈部分，构成行人混合假人模型并运用尸体实验数据验证该混合模型的有效性。然后运用该模型进行仿真，以分析不同碰撞速度下，撞击侧腿后摆和撞击侧腿前迈两种行人步态对行人头部损伤的影响。结果表明：在低速碰撞下，颈部肌肉会降低头部的运动幅度，但会使头部损伤风险增大；撞击侧腿后摆步态下的行人头部损伤比撞击侧腿前迈的步态严重；在高速碰撞条件下，颈肌对头部损伤的影响较小。     

自动制动系统行人保护效果的研究EI北大核心CSCD

为研究自动制动系统的参数对事故中行人发生MAIS3+损伤风险和死亡风险的影响,探寻适合中国道路交通情况的参数取值范围,采用逻辑回归分析法构建了长头型车辆碰撞速度与行人MAIS3+损伤风险和死亡风险的回归方程。考虑事故中驾驶员转向避让与来不及转向两种情况,建立了事故前人-车相对位置数学模型,统计分析了探测角度、最大制动减速度、制动提前时间和制动协调时间等自动制动系统参数对降低行人MAIS3+损伤风险和死亡风险的影响,得到了一组最优参数值。研究结果可为我国自动制动系统的设计和改进提供一定的理论依据。     

基于交通事故深度调查数据的行人头部损伤特征研究

基于未来出行交通事故场景研究 （Future Mobile Traffic Accident Scenario Study,FASS） 数据库中135例人车碰 撞事故深度调查数据,对造成行人头部损伤的来源及车速对头部损伤来源的影响进行了统计分析。采用Spearman相关系 数检验法,建立了车辆速度区间与头部平均 MAIS 的回归模型。结果表明,行人头部致伤物主要来源于车辆,占比约 58%,其次为地面,占比约40%。行人事故中,碰撞车速对行人头部损伤来源的分布情况有一定的影响,当车速低于30 km/h时,行人头部损伤主要来源为地面,当车速为 ［30,50］ km/h时,车辆和地面对行人头部造成的损伤风险相近,当 车速高于 50 km/h时,行人头部损伤主要致伤物来源为车辆。因此,在进行交通损伤流行病学研究、交通损伤事故数据 库构建时,特别是在中低速碰撞中,应重视地面对头部造成损伤的风险。     

车辆-行人碰撞事故中小腿骨折伤害的研究

文中主要研究我国城区车辆-行人碰撞事故中行人小腿骨折伤害与其所承受机械载荷的相关性.,选取了4例典型行人事故进行了深入的分析,运用多体动力学软件开展了事故重建,并对事故中行人小腿承受载荷和实际的小腿伤情进行了分析.结果表明,未充分考虑行人安全的早期车型的低速碰撞也可能导致较重的行人小腿损伤,小腿加速度是小腿骨折有效的评估指标,而合理选择模型中小腿可断裂铰链的触发值将能更准确地预测行人的小腿骨折伤害.     

车辆与行人碰撞试验工况中行人保护研究

车辆碰撞行人在城市道路交通事故中较为常见。为完善行人保护相关标准法规,进一步降低交通事故中的行人伤亡率,本文基于160起车辆与行人碰撞事故的形态特征及行人损伤机理的分析,搭建了车辆与行人的碰撞工况场景,并通过某轿车的碰撞试验真实复现了道路交通中车辆与行人的碰撞过程,探究了行人的动力学响应和损伤特性,为进一步完善行人保护相关标准提供重要的参考价值。     

交叉路口转弯车辆对横穿行人的避撞策略

针对交叉路口转弯车辆与横穿行人碰撞的危险场景,提出了一种综合碰撞时间和制动距离的避撞策略.首先,建立转弯车辆与行人的位置关系模型,确定行人目标跟踪方法,然后,通过比较行人进入转弯区域时间、避撞剩余时间、行人离开转弯区域时间的关系确定行人是否为危险目标,最后,建立此种场景下的制动安全距离模型并确定了避撞策略.通过PreS...     

乘用车前端结构几何参数对行人头部动力学响应和损伤风险的影响

通过深入的事故数据分析,研究行人在与不同类型乘用车碰撞中的AIS 3+伤亡风险,采用仿真分析研究乘用车前部结构对行人损伤和致伤因素的影响。以市场上的128款乘用车作为样本,比较了轿车、运动型多功能车和微型厢式车前部结构的主要几何尺寸;基于详尽的行人事故数据,统计分析了各类乘用车-行人事故中的损伤分布和严重性,确定了车辆碰撞速度与行人伤亡风险的关系;利用多体动力学模型,分别在20、40和60km/h的碰撞速度下比较了不同车型的行人头部碰撞条件。结果表明:乘用车前部几何形状对行人头部动力学响应和损伤风险都有显著影响。研究结果可为不同类型乘用车更好地制定行人保护措施提供一定的理论依据。     

基于车联网的行人主动避撞策略及仿真验证

针对行人从静止遮挡车辆前方穿出并与主车碰撞的“鬼探头”危险场景,提出一种基于车联网的行人主动避撞系统控制策略。首先,建立主车、遮挡车和行人间相对位置关系模型,通过车车通信获取遮挡车前方的行人状态信息;其次,根据目标进入时间、目标离开时间、碰撞剩余时间和安全避撞时间4个危险状态判断评价指标,建立分级制动策略,并通过下层PID控制调节制动压力实现车辆控制;最后,基于PreScan、CarSim和MATLAB联合仿真平台,搭建该危险场景并验证所提出控制策略的有效性。结果表明,该策略能够实现避撞功能,且性能优于基于宽度触发的行人主动避撞策略。     

A Research on the Effects of Pedestrian's Gait in Vehicle-Pedestrian Collision Accident

为提高人车碰撞事故再现仿真的准确性,分析行人的初始状态对仿真结果的影响,提出了一种以多刚体行人假人为模型的事故再现方法.该方法仿真行人行走的动态过程,从而确定事故再现中所需要的行人姿态、步速等初始状态参数.通过再现一起真实交通事故,论证了行人初始状态对事故再现结果的影响,并证明了该方法的正确性.     

考虑过街行人运动轨迹不确定性的人-车碰撞概率预测方法

为了准确预测人-车冲突中的碰撞风险,研究了利用碰撞概率评估人-车碰撞风险的预测方法。基于车辆运动特征建立车辆运动学模型,通过采集行人实际过街运动轨迹并提取不确定性特征,采用一阶马尔科夫模型和高斯白噪声建立行人随机运动模型,在此基础上构建人-车冲突距离模型;运用蒙特卡洛抽样,提取行人过街过程中的人-车最短距离和碰撞时间（time to collision,TTC）分布特征,通过拟合这些特征来估算最短距离和TTC的概率密度函数,建立人-车碰撞概率预测模型;结合2起人-车深度事故案例和3种不同制动特性的自动紧急制动（automatic emergency braking,AEB）系统,对比验证人-车碰撞概率预测模型的有效性。结果显示：建立的行人随机运动模型,其模拟的行人运动速度的均值和标准差与实际值的绝对误差在2%以内,模型精度较高;在事故案例仿真中,车辆与行人在发生碰撞时刻对应的碰撞概率为100%;在车辆加装AEB的仿真中,激进型AEB,法规型AEB以及保守型AEB在触发时刻对应的碰撞概率分别为超过了80%,在30%～40%之间,以及不足5%,这表明人-车碰撞概率预测模型可有效预测2起真实...     

轿车-行人事故中人体损伤来源与相关性分析

为更好地了解车-人碰撞事故中人体不同部位的损伤来源及其相关性,从大量事故案例中选取64例附着弹出类型车-人碰撞事故,用PC-Crash对事故进行再现后读取相关数据,经验证,数据可靠。然后借助做图和相关性分析等技术对数据进行分析。结果表明,头部损伤和大腿部位的损伤主要来源于人与车碰撞的过程中;胸部由加速度引起的损伤主要来源于与车碰撞过程中,而由碰撞力引起的损伤则主要来源于与地面碰撞过程中;小腿部位的损伤来源,则须具体问题具体分析。通过相关性分析表明,行人头部HIC15与胸部3ms加速度值之间的相关系数最高,具有显著统计学意义,表明行人头部损伤与胸部损伤之间具有高度相关性。     

基于事故再现的行人头地二次碰撞损伤机理分析

由于多体动力学模型能够准确再现事故过程,获得头部落地时刻行人头部的碰撞参数,有限元分析方法能够准确分析行人头部的损伤情况。故文章结合多体动力学模型与有限元分析方法,采用事故再现的方法研究车辆行人碰撞事故中行人头部撞击地面的损伤机理,为行人保护和车辆外形改善提供理论依据。首先用PC-Crash再现汽车行人碰撞案例,仿真结果表明,多刚体模型能够准确地模拟事故现场,从而获得行人头部落地的速度和角度;接着建立了具有精细面部结构的人头有限元模型;最后将事故重建得到的碰撞参数作为边界条件,分析行人头部与地面的碰撞,确定颅内压力、von Mises应力等生物力学参数。结果表明,行人头部撞击地面后,应力波会在颅骨内外传播,并在颅骨和脑组织中产生不同程度的应力集中,当应力超过一定限度时,则会引起不同程度的脑损伤。     

基于人车最终距离的碰撞车速估算模型

人车碰撞事故的仿真再现须先估算碰撞车速,而当碰撞位置未知时,基于行人抛距与车辆后制动距离的车速估算方法无法采用。但由于注意到碰撞后人、车最终距离是可测的,故本文中利用它来估算碰撞车速。基于经典力学理论和若干假设,研究了行人抛距与车辆后制动距离间的关系,并据此建立了基于人车最终距离的碰撞车速估算模型,并对模型计算结果进行各种验证。结果表明,基于人车最终距离的碰撞车速估算模型的计算结果与PC-Crash的仿真结果及文献中的试验和典型案例数据都很吻合。