Современные подходы в исследовании обстоятельств дорожно-транспортных происшествий
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Автомобильный транспорт
Издательство:
Воронежский государственный лесотехнический университет
Год издания: 2016
Кол-во страниц: 105
Дополнительно
Вид издания:
Монография
Уровень образования:
ВО - Магистратура
ISBN: 978-5-7994-0754-4
Артикул: 656983.01.99
В монографии анализируются методики определения скорости столкновения транспортных средств на основе информации о характере деформирования их элементов конструкций. Приведены особенности оценки тормозной эффективности автомобилей при проведении испытаний в дорожных условиях. Рассмотрены возможности использования современных технологий при производстве экспертизы ДТП, например, таких как лазерное сканирование, видеорегистраторы, комплекс прикладных компьютерных программ.
Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников автомобильной отрасли, может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов.
Тематика:
ББК:
УДК:
ОКСО:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А.В. Сараев Е.А. Новописный И.А. Новиков С.В. Дорохин СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ИССЛЕДОВАНИИ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА» А.В. Сараев Е.А. Новописный И.А. Новиков С.В. Дорохин СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ В ИССЛЕДОВАНИИ ОБСТОЯТЕЛЬСТВ ДОРОЖНО-ТРАНСПОРТНЫХ ПРОИСШЕСТВИЙ Монография Воронеж 2016
УДК 656.13 ББК 39.808 C56 Печатается по решению научно-технического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 2 от 3 июня 2016 г.) Рецензенты: д-р техн. наук, проф. ФГБОУ ВО «Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева» А.Н. Новиков; д-р техн. наук, проф. ФГКВОУ ВО «Рязанское высшее воздушно-десантное ордена Суворова дважды Краснознаменное командное училище имени генерала армии В.Ф. Маргелова» Ю.А. Заяц; д-р техн. наук, проф. В.П. Белокуров С56 Современные подходы в исследовании обстоятельств дорожнотранспортных происшествий [Текст] : монография / А. В. Сараев, Е. А. Новописный, И. А. Новиков, С. В. Дорохин ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 105 с. ISBN 978-5-7994-0754-4 (в пер.) В монографии анализируются методики определения скорости столкновения транспортных средств на основе информации о характере деформирования их элементов конструкций. Приведены особенности оценки тормозной эффективности автомобилей при проведении испытаний в дорожных условиях. Рассмотрены возможности использования современных технологий при производстве экспертизы ДТП, например, таких как лазерное сканирование, видеорегистраторы, комплекс прикладных компьютерных программ. Монография предназначена для научных и инженерно-технических работников автомобильной отрасли, может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов. УДК 656.13 ББК 39.808 Сараев А. В., Новописный Е. А., Новиков И. А., Дорохин С. В., 2016 ISBN 978-5-7994-0754-4 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», 2016 ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова», 2016
ОГЛАВЛЕНИЕ стр. ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………... 4 ГЛАВА 1. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ...…………………………………….. 5 1.1. Определение скорости автомобиля в начале торможения……. 1.2. Определение эффективности торможения в дорожных условиях………………………………………………………………. 1.3. Влияние антиблокировочных систем автомобилей на эффективность торможения…………….…………………………… ГЛАВА 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДАННЫХ О ДЕФОРМИРОВАНИИ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМОБИЛЕЙ В ЭКСПЕРТНОЙ ПРАКТИКЕ……………………….……………....... 5 8 17 31 2.1. Анализ модели определения скорости транспортных средств. 31 2.2. Зарубежные методы определения энергии, затраченной на пластическое деформирование элементов автомобилей………….. 41 2.3. Определение скорости движения автомобилей в момент столкновения с учѐтом деформирования их элементов………….... 49 2.4. Анализ напряжѐнно-деформированного состояния бампера автомобиля с использованием метода конечных элементов.……... 55 ГЛАВА 3. ПРОИЗВОДСТВО ЭКСПЕРТИЗЫ НА ОСНОВЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ…………. 74 3.1. Лазерное сканирование, как способ фиксации объектов на месте дорожно-транспортного происшествия…………………...… 74 3.2. Видеорегистраторы – источник получения объективной информации о механизме дорожно-транспортного происшествия. 80 3.3. Возможности использования прикладных компьютерных программ в экспертной практике…...………………….………….... 86 ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………. 100 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК………………………………. 101
ВВЕДЕНИЕ Ежегодное увеличение количества транспортных средств (ТС) на улично-дорожной сети (УДС) городов приводит не только к осложнению дорожно-транспортной ситуации, распространению заторов, но и к росту аварийности, что неизбежно связано с увеличением как объѐма, так и трудоѐмкости экспертных исследований. Дальнейшее совершенствование экспертных исследований дорожно-транспортных происшествий (ДТП) должно реализоваться в 3-х направлениях: 1) использование современных приборов для фиксации параметров, характеризующих положение (перемещение) ТС, а также состояние дорожных покрытий; 2) разработка методик, позволяющих учитывать потери энергии на деформации элементов ТС, полученных в результате ДТП; 3) применение электронно-вычислительных машин (ЭВМ) с целью сокращения выполнения требуемых расчѐтов, а также для моделирования рассматриваемой дорожно-транспортной ситуации (ДТС). В настоящее время в экспертной практике используются традиционные методики, разработанные в ещѐ 60-х годах XX века. Так, в основе одной из методик применяется закон сохранения энергии для определения скорости движения ТС по длине следов его торможения. Однако в случае отсутствия следовой информации на поверхности дороги определить параметры движения автомобиля с использованием традиционных экспертных методик становится невозможным. Развитие электронных систем и их внедрение в конструкцию ТС увеличивает комфорт управления и повышает безопасность движения. Например, антиблокировочные системы торможения необходимы для стабилизации движения автомобиля, а также позволяют сохранить его управляемость, но специфический характер следообразования на дорожном покрытии исключает возможность использования традиционных методик судебной автотехнической экспертизы. Следует отметить, что к настоящему времени накоплен большой объѐм экспериментальных данных, связанный с испытаниями автомобилей на безопасность (краш-тесты). Информация о соответствии скоростей движения ТС полученным деформациям при испытаниях может быть использована при разработке дополнительных методик, которые оценивают потери энергии на деформации и, тем самым, позволят уточнить параметры движения автомобилей в момент ДТП. Появление, дальнейшее распространение и совершенствование компьютеров привело к созданию электронных программ, не только выполняющих определѐнные расчѐты, но и позволяющих решать задачи реконструкции (моделирования) ДТП. Среди них можно выделить SМАС, PC CRASH, CARAT.
ГЛАВА 1. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ТОРМОЖЕНИЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ 1.1. Определение скорости автомобиля в начале торможения В практике судебной экспертизы выделяют как объективные, так и необъективные предпосылки для определения скорости движения автомобиля перед торможением. К объективным признакам относятся следы юза, которые остаются на дорожном покрытии в случае блокировки колес. Для того чтобы получить математическую модель определения скорости движения ТС по следам юза, принимаются два следующих предположения [30]: 1. за время нарастания замедления t3 скорость движения va транспортного средства будет изменяться равнозамедленно с замедлением, которое принимается равным половине установившегося замедления 0,5j. Тогда скорость ТС в конце времени t3 в момент, когда начинается торможение с установившимся замедлением, будет определяться vu=vа-0,5·j·t3; 2. в установившейся фазе торможения кинетическая энергия ТС полностью переходит в работу тормозных сил u u S g m v m а 2 а 2 , (1.1) где mа – масса ТС, кг; g – ускорение свободного падения (9,81 м/с2); υ – коэффициент сцепления колеса с дорогой в направлении его качения; Su – участок торможения ТС с установившимся замедлением (в случае блокировки колѐс этот участок равняется длине следов торможения (юза) на дороге), м. Установившееся замедление ТС на горизонтальном участке дороги, когда λ=0, будет зависеть только от коэффициента сцепления шин с дорогой g j . (1.2) Тогда с учѐтом формулы (1.2) скорость ТС в конце времени t3 в момент, когда начинается торможение с установившимся замедлением, будет определяться из выражения u u S j v 2 . (1.3) На основании принятых предположений скорость ТС перед торможением возможно записать [16, 29]
u S j t j v 2 5,0 3 а . (1.4) Формула (1.4) не учитывает потерю энергии на столкновение с препятствием, например, при наезде на пешехода или велосипедиста. Это может влиять на точность расчѐтной скорости, особенно когда в ДТП принимал участие автомобиль особо малого класса массой до 700–900 кг, а масса пешехода наоборот превышала 100 кг. При расчѐте скорости ТС нужно учитывать не только длину следа торможения (юза), но и характер процесса движения автомобиля. Если следы торможения принадлежат колѐсам ТС одной оси (передней или задней), то рассчитать скорость движения автомобиля можно по формуле (1.4). В случае, когда колѐса передней и задней оси ТС были заторможены одновременно и следы торможения от передних и задних колѐс тянутся с начала торможения до остановки автомобиля, рассчитать скорость движения в этом случае возможно по формуле ) ( 2 5,0 3 а b u L S j t j v , (1.5) где Lb – колѐсная база ТС, м. В тех случаях, когда скорость ТС нужно определить на дороге с уклоном, то скорость движения автомобиля на таком участке дороги определяется из выражения [29] sin cos 2 sin cos 5,0 уст уст 3 а g j S g j t v u . (1.6) Если при торможении имел место резкий и вполне определѐнный переход на значительном расстоянии дорожной поверхности со сменой характеристик сцепления (выход на обочину, на обледенелый участок с чистого асфальтобетона или наоборот), то это учитывается следующим образом [4] 2 2 1 1 3 а 2 2 5,0 S g S g t v , (1.7) где S1, S2 – участки торможения ТС с определѐнными значениями коэффициента сцепления (υ1 и υ2, соответственно). При небольших значениях общего пути S1+S2 требуется детальный расчѐт с учѐтом нахождения на этих участках каждой оси ТС. Если при торможении имело место столкновение, наезд на препятствие, то вначале следует определить скорость ТС в момент первого контакта vc, а затем уже начальную скорость [4] 2 с ю 3 а 2 5,0 v S g t g v , (1.8) где Sю – длина следов торможения (юза), м. Скорость ТС может быть приближѐнно найдена по пути его остановки Sо после какого-либо небольшого удара по нему или контакта с другим ТС, а также при воздействии неровности. Для этого придѐтся
задаться уровнем замедления jТ при такой остановке и временем реакции водителя t1 [4] 1 1 2 2 т о т а T j S T j v , (1.9) где T=t1+t2+0,5·t3 – общее время остановки, с. В случае выполнения автомобилем поворота скорость может быть найдена по радиусу его траектории R и коэффициенту боковой перегрузки, который до начала ощущения водителем и пассажирами опасности действия боковой силы обычно менее 0,35 [14] g R v 35 ,0 max а . (1.10) Максимальное значение скорости при этом не может превышать значения по условиям бокового скольжения g R v y max а , (1.11) где υy=0,8·υ – коэффициент поперечного сцепления колѐс с дорогой. В своѐм большинстве современные ТС оборудуются тормозными системами, которые не допускают блокировки колѐс и образования следов юза. В таком случае объективные данные, которые характеризуют начальную скорость автомобиля, практически отсутствуют и для определения скорости автомобиля приходится прибегать к показаниям водителя, свидетелей, потерпевших. Такой способ определения начальной скорости автомобиля не объективен и связан с неминуемыми погрешностями и разногласиями в показаниях свидетелей. Исследования отечественных и заграничных учѐных показали, что большинство наблюдателей в своих свидетельствах занижают скорость автомобиля, если он двигался менее чем 40 км/ч и, напротив, завышают скорость автомобиля, если тот двигался более чем 60 км/ч. Наибольшее совпадение оцениваемой с действительной скоростью наблюдается при 45–55 км/ч [16]. Водители оценивают скорость своего автомобиля с отклонением ±5 км/ч. Однако в случае ДТП водители при опросе, как правило, стремятся указать скорость на 15–30 % ниже фактической. Даже если водитель не превышал скорость, тенденция указать явно заниженную скорость при его опросе сохраняется. При этом водитель даже не подозревает, что такого рода показания могут обратиться против него самого. Остановочный путь автомобиля зависит от его начальной скорости и будет тем меньше, чем меньше эта скорость. В итоге расчѐты могут показать, что водитель мог бы предотвратить ДТП или хотя бы снизить тяжесть его последствий при своевременном торможении
автомобиля, если скорость ТС была небольшой и остановочный путь, соответственно, незначителен. Проблема объективного определения скорости автомобиля при исследовании механизма ДТП на данное время полностью не решена. В зависимости от вида ДТП – наезд на пешехода или препятствие, столкновение автомобилей – существуют расчѐтные методы, которые позволяют определить скорость автомобиля в разных фазах ДТП. 1.2. Определение эффективности торможения в дорожных условиях Параметрами эффективности торможения ТС в дорожных условиях является тормозной путь и установившееся замедление. Нормативные значения тормозного пути для ТС, находящихся в эксплуатации, определены в ГОСТ Р 51709-2001 [11]. Данный стандарт распространяется на легковые автомобили, автобусы, грузовые автомобили, прицепы и полуприцепы, эксплуатируемые на дорогах. Стандарт устанавливает: требования безопасности к техническому состоянию автотранспортных средств (АТС); предельно допустимые значения параметров технического состояния АТС, влияющих на безопасность дорожного движения и состояние окружающей среды; - методы проверки технического состояния АТС в эксплуатации. Стандарт не распространяется на АТС, максимальная скорость которых, установленная изготовителем, не превышает 25 км/ч, и на внедорожные АТС. Проверки в дорожных условиях проводят на прямой ровной горизонтальной сухой чистой дороге с цементно- или асфальтобетонным покрытием. Рабочая тормозная система АТС должна обеспечивать выполнение нормативов эффективности торможения в дорожных условиях согласно табл. 1.1, 1.2. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях составляет 40 км/ч. Масса АТС при проверках не должна превышать разрешенной максимальной. В дорожных условиях при торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью торможения 40 км/ч АТС не должно ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 м. Значение параметров тормозной эффективности автомобиля можно определить в процессе экспериментального испытания с использованием специального оборудования. Для исследования тормозной динамики автомобиля в дорожных условиях широко используются три основных способа измерения [30]: с помощью прибора
«пятое колесо»; с использованием оптического датчика; с использованием датчика ускорения (акселерометра). Таблица 1.1 Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки тормозных систем Наименование вида АТС Категория АТС Усилие на органе управления Pп, Н Тормозной путь АТС Sт, м, не более Пассажирские и грузопассажирские автомобили M1 490 15,8 M2, M3 686 19,6 Легковые автомобили с прицепом без тормозов M1 490 15,8 Грузовые автомобили N1, N2, N3 686 19,6 Таблица 1.2 Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с регистрацией параметров торможения Наименование вида АТС Категория АТС Усилие на органе управления Pп, Н Установив шееся замедление jуст, м/с2, не менее Время срабатывания тормозной системы τср, с, не более Пассажирские и грузопассажирские автомобили M1 490 5,2 0,6 M2, M3 686 4,5 0,8 (1,0*) Легковые автомобили с прицепом без тормозов M1 490 5,2 0,6 Грузовые автомобили N1, N2, N3 686 4,5 0,8 (1,0*) * Для АТС, изготовленных до 01.01.81.