毛云飛 張鋒剛

摘 要：隨著汽車(chē)數(shù)量的增加，道路交通事故的數(shù)量也增加。在許多事故中，事故發(fā)生時(shí)的車(chē)輛速度通常成為識(shí)別事故的主要依據(jù)。如果在事故期間車(chē)輛的姿勢(shì)形態(tài)和運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有突然改變，則可以使用運(yùn)動(dòng)學(xué)基于事故現(xiàn)場(chǎng)留下的軌跡或空間位置的關(guān)系來(lái)確定車(chē)輛的速度作為物證。使用制動(dòng)阻力拖印來(lái)計(jì)算車(chē)速是一種在道路事故中確定車(chē)速的廣泛使用的方式。

關(guān)鍵詞：附著系數(shù);制動(dòng)拖印;制動(dòng)減速度;制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間;速度

1 汽車(chē)制動(dòng)性能評(píng)估指標(biāo)

汽車(chē)在行駛時(shí)在短距離內(nèi)停止并保持方向穩(wěn)定性并在長(zhǎng)坡時(shí)下降時(shí)保持一定速度的能力稱(chēng)為汽車(chē)的制動(dòng)性能，制動(dòng)距離和制動(dòng)減速度是制動(dòng)性能的主要指標(biāo)。制動(dòng)距離是指從踩下制動(dòng)踏板的那一刻起，車(chē)輛以給定的踏板力度和初始速度行駛的距離，制動(dòng)距離取決于諸如踏板力和牽引條件之類(lèi)的因素。制動(dòng)減速度反映了地面上的制動(dòng)力的大小，并且與地面上的制動(dòng)力和制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)力有關(guān)[1]。

2 形成制動(dòng)阻力拖印

在從車(chē)輪滾動(dòng)到制動(dòng)剎車(chē)的過(guò)程中，有一個(gè)逐步的過(guò)程。隨著制動(dòng)踏板力的逐漸增加，車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)可以分為滾動(dòng)，滑動(dòng)時(shí)滾動(dòng)和鎖定鎖緊，輪胎在地面上的印記還具有三種相應(yīng)的形式：滾動(dòng)，壓花和拖曳：在第一階段，車(chē)輪接近簡(jiǎn)單的行駛，且印記的形狀與輪胎的胎面花紋基本相同。在第二步驟中，車(chē)輪不僅滾動(dòng)，胎面和路面具有一定程度的相對(duì)滑動(dòng)，并且可以識(shí)別出輪胎花紋的烙印，但是花紋逐漸變得模糊。在第三階段，車(chē)輪被卡住不旋轉(zhuǎn)，并且發(fā)生拖曳現(xiàn)象。輪胎打滑與路面摩擦，在路面上形成黑色粗線面，即制動(dòng)阻力拖印[2]。

3 根據(jù)制動(dòng)阻力計(jì)算車(chē)速

如果在事故期間車(chē)輛的姿勢(shì)和運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有突然改變，則可以使用運(yùn)動(dòng)學(xué)基于事故現(xiàn)場(chǎng)留下的軌跡或?qū)嵨镒C據(jù)的空間位置關(guān)系來(lái)確定車(chē)速 。當(dāng)汽車(chē)在緊急情況下制動(dòng)到完全停止時(shí)，根據(jù)能量守恒定律，我們可以得到：

在上式中，v0是緊急制動(dòng)期間的車(chē)輛速度，g是由于重力引起的加速度，φ是縱向滑動(dòng)期間車(chē)輛的附著系數(shù)，并且s是制動(dòng)距離。當(dāng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，這是一個(gè)逐漸的過(guò)程，從駕駛員踩下制動(dòng)踏板到鎖定車(chē)輪并拖動(dòng)。在此過(guò)程中，汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始制動(dòng)，但是輪胎沒(méi)有留下任何阻力痕跡。行程距離比制動(dòng)標(biāo)記的長(zhǎng)度稍長(zhǎng)。如果將制動(dòng)標(biāo)記視為車(chē)輛的制動(dòng)距離，則車(chē)輛的估計(jì)速度將低于實(shí)際車(chē)輛速度。從踏板開(kāi)始產(chǎn)生制動(dòng)效果的時(shí)刻到車(chē)輛緊急制動(dòng)期間車(chē)輪制動(dòng)速度達(dá)到75%的時(shí)刻之間的時(shí)間，我們稱(chēng)為制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間[3]。綜合考慮到這種情況，可以得到以下公式：

在上式中，t是制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間。 對(duì)于具有液壓制動(dòng)器的車(chē)輛，車(chē)輛制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間必須小于或等于0.35 s，對(duì)于具有氣動(dòng)制動(dòng)器的車(chē)輛，車(chē)輛制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間必須小于或等于0.60 s。 當(dāng)車(chē)輛在道路測(cè)試條件下通過(guò)時(shí)，可以測(cè)量減速和協(xié)調(diào)制動(dòng)時(shí)間。 從a=?g，該公式可以代入上式：

4 案例

4.1 情況一

在高速公路上駕駛帶有牌照的重型貨車(chē)時(shí)，由于交通事故，前后后視鏡與高速公路上的行人身體發(fā)生碰撞，導(dǎo)致交通事故使公路上的行人死亡。

根據(jù)“交通事故現(xiàn)場(chǎng)地圖”和現(xiàn)場(chǎng)拍攝的照片，該路段為低磨損的瀝青路面。事故發(fā)生時(shí)，路面潮濕，車(chē)輛左后輪被制動(dòng)器拉動(dòng)，制動(dòng)電阻長(zhǎng)度為39.32 m，根據(jù)車(chē)輛檢查報(bào)告，制動(dòng)系統(tǒng)未經(jīng)測(cè)試，存在潛在的安全隱患。

當(dāng)某輛重型貨車(chē)到達(dá)發(fā)生事故的路段時(shí)緊急制動(dòng)發(fā)生，事故過(guò)程為前后后視鏡在道路前方與行人碰撞，重型貨車(chē)縱向制動(dòng)一段距離后停滯。由于行人的體重與某輛重型貨車(chē)的質(zhì)量有很大不同，因此根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)和操作原理，可以為這輛重型貨車(chē)建立以下公式：

在上式中，v是特定重型貨車(chē)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)的速度，g是在9.8 m/s2的重力作用下產(chǎn)生的加速度，而φ是車(chē)輛的縱向滑移附著系數(shù)。在這種情況下，路面的磨損較少。對(duì)于濕式瀝青路面，請(qǐng)參考車(chē)輛的滑動(dòng)抓地系數(shù)的參考值，該值為0.45～0.55。根據(jù)車(chē)輛型號(hào)和制動(dòng)性能測(cè)試結(jié)果，t為制動(dòng)協(xié)調(diào)時(shí)間，該值為0.50 s，s為重型品牌。貨車(chē)左后輪的制動(dòng)距離為39.32 m。

將數(shù)據(jù)代入上式，可以確定某品牌重型貨車(chē)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)的運(yùn)動(dòng)速度為：19.73 m/s～21.94 m/s，約71 km/h～79 km /h。

4.2 情況二

當(dāng)帶有特定牌照的重型貨車(chē)駛向某段路口時(shí)，車(chē)輛的前部與某人行駛的自行車(chē)相撞，導(dǎo)致交通事故，其中兩輛車(chē)都有部分被損壞，自行車(chē)的車(chē)主受傷。

根據(jù)“交通事故現(xiàn)場(chǎng)地圖”和事故現(xiàn)場(chǎng)的照片，發(fā)生事故的路段是水泥路面，磨損少。事故發(fā)生時(shí)，道路干燥。事故終止后，一名帶有牌照的重廂車(chē)停在車(chē)道上。側(cè)輪的制動(dòng)軌道的長(zhǎng)度為24.65 m，右輪的制動(dòng)軌道的長(zhǎng)度為24.78 m。自行車(chē)和自行車(chē)車(chē)主在某種品牌的重型貨車(chē)前面掉到了地面上。

在發(fā)生事故的路段，針對(duì)特定品牌的重型貨車(chē)進(jìn)行了幾次路試。最大制動(dòng)匹配時(shí)間為0.33 s，最小為0.24 s，制動(dòng)時(shí)最大減速度為6.92 m/s2，最小為6.43 m/s2。

當(dāng)某品牌的重型貨車(chē)駛到發(fā)生事故的道路段，緊急剎車(chē)并與自行車(chē)相撞時(shí)，應(yīng)進(jìn)行事故處理。某個(gè)品牌的重型貨車(chē)剎車(chē)并打滑，自行車(chē)掉到地上并打滑。由于自行車(chē)和騎車(chē)人的質(zhì)量與某些品牌的重型貨車(chē)的質(zhì)量有很大不同，因此，根據(jù)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)和功能原理，對(duì)于某些品牌的重型貨車(chē)建立以下公式：

S是某品牌重型廂式貨車(chē)的最長(zhǎng)制動(dòng)長(zhǎng)度，為24.78 m。根據(jù)路試的結(jié)果：該值為0.24 s至 0.33 s，a的值為6.43 m/s2～6.92 m/s2。將數(shù)據(jù)代入上式，我們確定某輛重型貨車(chē)在制動(dòng)開(kāi)始時(shí)的速度為：18.62 m/s～19.66 m/s，大約為67 km/h～71 km/h。

使用能量守恒定律來(lái)計(jì)算車(chē)輛的速度是一種常見(jiàn)的計(jì)算方法[4]。根據(jù)GA / T 643-2006“典型交通事故中車(chē)速的技術(shù)評(píng)估”，評(píng)估者使用自己的評(píng)估經(jīng)驗(yàn)和實(shí)際條件來(lái)計(jì)算車(chē)輛的緊急制動(dòng)速度。近年來(lái)，當(dāng)視頻監(jiān)視設(shè)備廣泛用于交通管理和社會(huì)保護(hù)時(shí)，使用視頻數(shù)據(jù)分析車(chē)速已成為常態(tài)。與傳統(tǒng)的計(jì)算方法相比，使用視頻數(shù)據(jù)獲得的計(jì)算結(jié)果具有更少的誤差。并且更容易被社會(huì)認(rèn)可。 2014年2月10日，公安部發(fā)布了GA / T 1133-2014“基于視頻圖像的車(chē)速技術(shù)評(píng)估”，明確了術(shù)語(yǔ)和定義，評(píng)估要求和固定的計(jì)算方法。車(chē)速，安裝在車(chē)輛上的視頻圖像和視頻圖像，鑒定報(bào)告的表達(dá)方式等。2016年11月10日，云南省質(zhì)檢局發(fā)布了云南省地方標(biāo)準(zhǔn)DB53 / T 806-2016方法“基于視頻圖像的交通事故分析”，在GA / T 1133-2014的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。為弄清車(chē)輛速度的計(jì)算結(jié)果，在某些情況下，一種新的計(jì)算和分析方法是可行的;根據(jù)速度的精確值，設(shè)置時(shí)間坐標(biāo)，建立速度-時(shí)間曲線[5]。通過(guò)回歸率獲得目標(biāo)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)方程，并計(jì)算出減小量。速度（加速度）：根據(jù)運(yùn)動(dòng)方程式，對(duì)應(yīng)于目標(biāo)車(chē)輛每一幀的瞬時(shí)速度和事故關(guān)鍵時(shí)刻的速度（例如制動(dòng)前的速度，制動(dòng)效率的速度）達(dá)到，并且可以計(jì)算出碰撞過(guò)程中的速度）;根據(jù)幾個(gè)運(yùn)動(dòng)方程，還可以分析事故關(guān)鍵點(diǎn)的道路使用者之間的時(shí)間和位置之間的關(guān)系[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

從以上兩種情況可以看出，根據(jù)道路上留下的制動(dòng)軌跡，運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)原理和能量守恒定律，可以計(jì)算出車(chē)輛在制動(dòng)狀態(tài)下的速度范圍，以確定是否發(fā)生了碰撞。車(chē)輛實(shí)際上在做加速運(yùn)動(dòng)，這為分擔(dān)事故責(zé)任提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，還可以根據(jù)制動(dòng)標(biāo)記的形狀確定逃逸時(shí)車(chē)輛的類(lèi)型和疏散方向，以確保調(diào)查逃逸情況有跡可循。

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