汽 车 事 故 工 程

第三章 事故的发生、过程以及后果 第一节 汽车行驶过程 第二节 事故阶段的时间剖分 第三节 事故分类方法 第四节 事故及其后果评价指标 第五节 交通事故的工程、医学、心理学及法律方面

第一节 汽车行驶过程 　　汽车行驶过程可以抽象为一个控制过程。驾驶员作为系统的调节环节，通过不同的操作元件控制汽车，而这里汽车是作为调节变量。驾驶员感知汽车的反应，即控制变量，并将控制变量与驾驶任务（输入变量）相比较。使得驾驶员能够采取恰当的措施，来减小调节参数值与输入数值之差。

干扰 干扰 干扰 调节值X Y 调节器 调节元件 输入W 调节值 驾驶员－汽车－环境调节回路的简化模型

儿童穿越道路时汽车驾驶员的控制过程 儿童穿越 转向 制动 制动、油门、转向等 汽车运动方向、 速度、振动 道路交通管理 驾驶员 汽车 方向、速度、振动等 儿童穿越道路时汽车驾驶员的控制过程

　　这种考虑的目的在于用控制技术的方法对人－车－环境系统进行数学描述。 汽车的过渡过程亦可以由汽车的动力学方程描述，而人的过渡过程是无法完全用方程描述的。现有不同的模型用数学方法描述这个过渡过程，例如所谓的两平面人－机操纵模型。 　　这个模型是汽车在两个平面，即输入和稳定性内工作。

DONGES 两平面人－机操纵特性模型 道路与交通情况 驾驶员 修正余量 稳定平面 补偿控制 输入平面 期望控制 干扰 汽 车 规定轨迹 规定轨迹 驾驶员 修正余量 稳定平面 补偿控制 输入平面 期望控制 干扰 汽 车 汽车实际运动轨迹 DONGES 两平面人－机操纵特性模型

　　输入平面的功能在于速度与汽车的实际方向一致。该平面将包括瞬时及未来对道路的感觉作为行驶过程参数和对未来转向的反应。 　　在稳定平面内，驾驶员通过对汽车相对道路走向的观察，调节汽车运动方向。在有干扰的情况下，使运动尽可能小地偏离所预计的方向。 在闭环回路中，偏差是通过转向修正得到补偿的。这种修正误差的驾驶活动称之为补偿调节。

第二节 事故阶段的时间剖分 根据事故发生的时间历程，有下述事故阶段： 碰撞前或事故开始阶段（Pre-crash phase）: 　　碰撞阶段(Crash phase 或Collision phase)： 从“碰撞对”第一次接触至停止不动所经历的时间长度，用ｔc表示。这个阶段至少包括一次接触和一次分离阶段，它也包括多重碰撞。 　　事故后果阶段（Post-crash 或 Phase of accident result）： 从汽车停止至被碰撞者静止所经过的时间。

一、碰撞前阶段运动过程模型 　　驾驶员认识到事故即将发生时，驾驶员将决定需要采取何种措施来避免事故的发生，此时，驾驶员将利用以往积累的经验与这一时刻所感觉的同样危险的情况进行比较，判断是否对所驾的车辆实施相应的控制。一旦做出决策，驾驶员将立即采取相应的处理措施。

碰撞或几乎碰撞事故 碰撞前阶段汽车－驾驶员－环境基本元素

二、事故碰撞阶段的描述 事故碰撞阶段的过程描述可由被动安全以及下述参数确定： 运动过程； 一次及二次碰撞； 反弹效应； 乘员负荷； 受伤； 伤害力学。

三、事故后阶段的过程描述 事故后阶段的过程描述既可由下述主动安全因素，也可用被动安全因素确定： 救护事业； 痕迹保护； 事故研究、事故力学； 事故数据采集、统计和分析； 法律范畴鉴定； 车辆与道路等的技术鉴定。

第三节 事故分类方法 事故的分类 事 故 事故种类 事故形态 碰撞种类 碰撞形态 碰撞形式 碰撞具体部位 负荷形式 负荷大小 受伤种类 第三节 事故分类方法 事 故 事故种类 事故形态 碰撞种类 碰撞形态 碰撞形式 碰撞具体部位 负荷形式 负荷大小 受伤种类 受伤严重程度 事故的分类

道路交通事故分为以下四类： 轻微事故:是指一次造成轻伤1至2人，或者财产损失机动车事故不足1000元，非机动车事故不足200 元的事故。 一般事故:是指一次造成重伤1至2人，或者轻伤3人以上， 或者财产损失不足3万元的事故。 重大事故:是指一次造成死亡1至2人，或者重伤3人以上10 人以下，或者财产损失3万元以上不足6万元的事故。 特大事故:是指一次造成死亡3人以上，或者重伤11人以上， 或者死亡1人，同时重伤8人以上，或者死亡2人，同时重伤5人以上，或者财产损失6万元以上的事故。

一、事故种类 　　事故种类是按照参与道路交通的事故参与者而而划分事故的，它仅涉及所要研究事故的当事者，例如轿车事故，行人事故等。轿车事故包括由轿车参与的各种碰撞种类。 不同事故的分类

二、事故形态 事故形态描述导致事故的冲突状态或形态。它主要涉及事故第一(主要)责任者。德国交通部对官方事故统计引用的事故形态，按它的形态划分为如下７种。 1） 行驶（失控）事故 2） 转弯事故 3） 转弯、交叉事故 4） 横穿事故 5） 静止交通事故  6） 纵向交通事故 7） 其它事故

三、 碰撞种类 碰撞种类是区分“碰撞对”时使用，它与事故原因和参与的先后无关，例如商用车－轿车碰撞、轿车－轿车碰撞、轿车与自行车碰撞，摩托车－商用车碰撞。 事故碰撞种类可以用碰撞矩阵表述。用这种方法，将相应的碰撞种类填入相应“碰撞对（同种或不同种）”的数组元素里。

碰撞矩阵

碰撞事故矩阵表 轿车 商用车 摩托车 自行车 其他 行人 障碍 150953 22988 31866 44675 3902 31027 5528 2488 2290 3205 682 2404 2842 1128 2235 660 1984 9006 4926 981 4140 8239 94 906 605 碰撞事故矩阵表

四、碰撞形态 借助于碰撞形态，一种碰撞事故状态可以用“碰撞对”之间的相对位置状态描述。轿车碰撞形态就以不同偏置度(Off-set)的斜正面碰撞表述。 轿车与轿车事故的碰撞形态分类

自行车-轿车事故碰撞形态

轿车-自行车事故碰撞形态

轿车-自行车事故碰撞形态

轿车-自行车事故形态

轿车单独事故的碰撞形 轿车-商用车事故的碰撞形态

五、 碰撞形式 碰撞形式是考虑是考虑碰撞事故的一种具体碰撞种类的碰撞状态。碰撞形式可以划分为正面碰撞、侧面碰撞、追尾碰撞和翻车。 不同碰撞形式事故的发生频率

事故数据总数，11211辆轿车 轿车事故不同碰撞形式的分布

事故后果损失 轿车事故不同碰撞形式的分布

六、 碰撞部位的划分 汽车正面碰撞的碰撞部位的划分

轿车前部碰撞部位的统计分布规律

七、人的碰撞负荷种类 人的碰撞负荷种类 上图为1288起轿车正面碰撞事故，乘员身体不同部位受伤的累积频度。 　　上图为1288起轿车正面碰撞事故，乘员身体不同部位受伤的累积频度。 　　上图为1288起轿车正面碰撞事故，乘员身体不同部位受伤的累积频度。 人的碰撞负荷种类

交通事故涉及碰撞伤亡人员身躯受力部位，因此，可区分为头部、颈部、胸部、上肢、下肢、脚部、腹部以及骨盆受伤。 因为在驾驶员座位与副驾驶员座位之间以及是否系安全带乘员之间的受伤差别最大，所以，乘员运动学和发生受伤频度的特点，即下面将要引入的负荷类型。 藉助于负荷类型可从根本上回答乘员防护系统的安全问题，从而，找出负荷的方向、座位及安全带使用情况之间的关系。其实是通过负荷类型的分布情况，对乘员与安全带系统进行分类。

负荷类型:正面碰撞轿车不同座位受伤的分布

八、受伤种类 受伤种类:轿车正面碰撞前座乘员受伤的百分数 受伤种类可划分为软组织、器官、脉管、肌韧带以及骨折等。 受伤总人数：16179＝100％ 受伤种类:轿车正面碰撞前座乘员受伤的百分数

受伤后果总费用 1022名前座乘员受伤后果费用分摊

九、受伤类型 受伤类型是根据事故后乘员模拟描述不同力学原因形成的机械负荷。 受伤人数：1944＝100％ 系安全带前座乘员受伤人数百分比分布

受伤后果总费用 系安全带前座乘员后果费用的百分比分布

第四节 事故及其后果评价指标 　 在日常生活中，不少人用小事故或事故重大这样的不确切概念描述一个事故的严重程度或事故后果严重程度，而这种不恰当的说法还容易造成法律上的误解。应该根据事故的因果关系区别事故严重程度和事故后果严重程度。

一、 人机系统的组成 　对于一起道路交通事故，首先有一个或几个无法详细描述的原因作用于人或物上，并且相对有关安全因素产生后果。这个人－机系统在下面将分成所谓的“人”和“物”两个子系统。 　　在交通事故中，至少以一辆运动着的车辆作为基本前提，所以“物”子系统可以被分成“车辆”和“其它事物”（如大树、护栏等）。对于评价被动安全，子系统“其它事物”必须加以考虑。

依据交通事故的种类,人子系统可分为车辆、乘员、行人及两轮车乘用者等。 对于交通事故参与人具有意义的是碰撞时他与车辆的哪一个部位接触。从这个角度出发，顺便提到其它种类的事故，突出地通过各种造型和材料，改进车辆的接触部件（车辆内空间的乘员接触部件，车辆的行人接触部位），它们也用于系统“接触系统”的概括。 然后，整个系统可以划分为汽车、接触系统和人三个子系统。根据参与事故的车辆以及人的种类与数量进行细分。

　　首先总系统必须完全按其本身特点描写，这些特点包括哪些初始参数起作用，有哪些输出结果参数等。 这些输入参数的作用要影响输出结果。事故汽车有相对几何尺寸（变形）、局部质量（碰撞部分）以及速度等。 除此之外，还要根据环境和社会环境条件，输出结果参数要经过一定的评价，最后断定其效果。

用于评价事故后果的有关事故输入与后果的关系 环境 运动学输入 物体特性 输出 后果 其它输入 社会 运动学输入： 物体特性 输出 后果 位移、速度、加速度 形状、质量、质量联系、质量分布、变形特点、刚度分布、能量吸收等特点 位移、速度、加速度变化、质量联系变化、质量分布变化、温度变化、氧气量变化、有毒物质的接触 人体损伤、物损、其它后果 其它输入：温度、氧气量、有毒有害气体 环境条件：地点环境、交通环境、救护事业 社会条件： 法律、保险 用于评价事故后果的有关事故输入与后果的关系

汽车－接触系统－乘员系统原理 X=1:汽车 X=2:接触系统 X=3:乘员 X 运动学输入 初始位置 碰撞速度 安全带应力 楔入深度   X=1:汽车 X=2:接触系统 X=3:乘员 X 运动学输入 初始位置 碰撞速度 安全带应力 楔入深度 座位和运动、制动减速度 O 物体特性 结构形状 结构刚度 发动机布置 接触结构刚度 安全带种类与内部空间几何 性别、年龄、 工作性质 Y 输出 外部变形量 变形能量 速度变化量 车体减速度 车内损坏、安全带及其接触应力 受伤、机 械负荷 汽车－接触系统－乘员系统原理

二、 事故严重程度评价 　在事故研究领域，事故严重程度的评价取决于由以往事故获得的特征值。在绝大多数情况下，因为输入参数只能根据过去所取得的事故数据间接确定。因此，事故严重程度的应用受到了极大的限制。能够提供的物体特性如变形行为特性、质量影响分析等仅表达成汽车质量的函数，由此存在不容忽视的误差带区。在实际研究或查阅文献时，必须注意这一点。

　根据事故研究的现状，事故严重程度仅能用事故的特征值描述。事故特征值必须从事故材料中提取，或者取自于可以使用的事故再现结果。它们是速度的变化规律（时间历程）、汽车质量、依赖于质量的结构特征值以及塑性变形特点等。 　 模拟试验可以测得与时间历程有关事故严重程度的大多数指标，除此之外，还可以进一步分别研究各个子系统，从而发现现行事故研究的不足之处（结构研究、座椅研究、模拟假人研究）。

三、事故后果评价 依据事故的定义，一个事故必须有一定的种类和程度的损失发生，这种直接与事故有关联的损失被称为事故直接后果。 　　依据事故的定义，一个事故必须有一定的种类和程度的损失发生，这种直接与事故有关联的损失被称为事故直接后果。  　 事故的间接后果通过环境和社会条件对事故的直接后果产生影响。环境的影响不仅体现在事故现场（如地点、时间、天气及交通量），而且也有救护事业、人以及材料的复原、修理和互换可能性等诸方面。

事故后果的划分 事故后果 间接后果 直接后果 人员伤亡 物质损失 心理、精神受伤后果（目前还无法定量分析） 受伤烈度 AIS   间接后果 直接后果 人员伤亡 物质损失 心理、精神受伤后果（目前还无法定量分析） 受伤烈度　AIS 受伤后果费用（按AIS标准） 事故后果的划分

　事故后果的社会条件方面是法律问题处理，损失规律，家庭和社会范围的后果（关系的认定和关系的变更）以及事故总数对法律和汽车生产制造的影响。 　　事故的直接后果由人员伤亡和物质损失组成。物质损失主要发生在汽车上（外部变形）和接触系统（汽车内部碰撞部位、安全带系统、座椅等）。 　　人员上的损失既可能涉及汽车乘员，也可能涉及车辆以外的交通参与人员，既可能是物理损失（受伤、死亡），也可能是心理方面的后果，而心理后果至今还无法进行定量分析。

事故后果的划分 事故后果 间接后果 直接后果 人员伤亡 物质损失 心理、精神受伤后果（目前还无法定量分析） 受伤烈度 AIS     间接后果 直接后果 人员伤亡 物质损失 心理、精神受伤后果（目前还无法定量分析） 受伤烈度　AIS 受伤后果费用（按AIS标准） 事故后果的划分

事故后果严重程度评价模式框图

事故与事故后果的联系 其它输入，例如安全带预应力 事故后果严重程度 人的事故后果 汽车 接触系 人体 特性 统特性 特性 其它输入例如制动 汽车接触系统事故后果 汽车事故后果严重程度 事故与事故后果的联系

为了使得受伤程度规范化，世界各国经过多年的事故研究提出AIS(Abbreviated Injury Scale，简明受伤标准)指数评价受伤。　　　 AIS应用后不久就发现，单独用六级标准值还不能完全评价受伤的各个方面，尤其这个标准的吸收能量和生命危险程度往往不一致。此外，因为缺乏可用数据，极少评价事故受伤的费用。因此，受伤费用评价在目前还难以施行量化评价。AIS分级仅适用评价单一伤害的危险程度。

AIS分级标准将受伤严重程度用下述７个级别描述：

AIS受伤分级别仅能给出受伤程度,其中,AIS1受伤者也可能死去,这也可能导致不同受伤等级的死亡率有相同值的现象,为此死亡率包括所有的受伤,各国对死亡的定义是不同的,由此统计的死亡人数也就不一样。不同AIS的死亡概率如下: AIS 0 死亡率＝0; AIS 1 死亡率＝0.6%; AIS 2 死亡率＝2.2%; AIS 3 死亡率＝9.3% AIS 4 死亡率＝28.3%； AIS 5 死亡率＝78.4%； AIS 6 死亡率＝100%。

第五节 交通事故的工程、医学、心理学及法律方面 事故碰撞前阶段（Pre-Crash-Phase） 交通条件 路况 天气 汽车类型 行驶状态 车况 速度 干扰 疾病 饮酒 药物 反应及条件反射 信息 吸毒 天气不适 未注意和分心 疲劳 交通规则 危险辨识 主动性水平

事故后果(Post-Crash-Phase) 工程 医学 心理学 法律 事故参与者的运动过程（事故痕迹） 碰撞速度 一次碰撞 二次碰撞 接触位置 负荷位置 负荷种类和大小 事故后果(Post-Crash-Phase) 工程 医学 心理学 法律 物质损失 事故分析 改进安全措施 事故再现 受伤 救护和护理措施 诊断、治疗 康复方法 交通干扰 受伤造成的心理障碍 司法判决

交通事故发生过程中或碰撞前，通常驾驶员采取了制动措施，而制动过程对事故分析与再现有很大的影响。有关制动过程各个阶段的时间特征。

制动过程时间分布 数据来源 ta tw ts tr 测试条件 Burckhardt 15 100 335 路试，制动灯信号 Fink 30 100 335 路试，制动灯信号 Fink 30 60 135/180 250/315 330 490 平均值，路试， 99%，灯光信号 Komminoth 300 路试，灯光信号 Kuehlwind 40 模拟全制动信号 Moser 试验台试验 Rutley/Mace 750 350 99% 平均值，路试，制动信号，加干扰 制动过程时间分布

思考题 1．试说明事故的分类方法。 2．说明事故后果评价指标。