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交通事故技术分析的若干问题

添加时间:2018年7月13日   来源: 绍兴交通事故律师     http://www.shxjtsgls.com/
1886年德国人卡尔·本兹(karl benz)发明了汽车,汽车为人类的运动、工作、交流提供了极大的方便。这是人类因发明汽车而引以为荣的正面效应,但是汽车要消耗地球资源,污染大气环境,引发交通事故,这是其负面效应。据据世界卫生组织统计,全世界每年因交通事故死亡高达128万人,超过5000万人受伤,直接经济损失在发达国家约占2~3%gdp,在发展中国家约占1%gdp。交通事故经济损失已超过发展中国家的受援金额。在中国道路交通事故死亡人数已连续多年超过10万人,高居世界之首。代售交通事故导致了一系列的民事或刑事纠纷,这些纠纷需要运用各种技术分析或鉴定加以解决。但是,交通事故的技术鉴定远不如法医鉴定成熟,下面仅结合我们的科研工作和交通事故技术鉴定实践提出常见的几个问题,供各位参考。
1 汽车碰撞的冲突点
汽车交通事故冲突点的确定是交通事故纠纷的常见问题之一。在交通事故现场勘测中往往容易忽视,而为事故处理和裁决留下无法补偿的隐患。
1.2 两车相撞冲突点的确定
在两车相撞的瞬间,汽车间产生动量交换,即出现碰撞力突变,而轮胎因存在一定的质量和转动惯量,通常式中: ω-车轮角速度;
v -汽车速度;
r-车轮转动半径。
而在碰撞瞬间,即使汽车没有采取制动,也有式中:m0-汽车质量;
fc-汽车间的碰撞力;
ie-汽车车轮的当量转动惯量;
tf-作用于车轮轮缘的阻力矩,
ff-作用于车轮轮缘的阻力;
f-滚动阻力系数。
若此刻汽车已实施制动,则有在上述两种情况下,在碰撞瞬间或其后的极短时间内,车轮处于滑转状态, 汽车的纵向速度大于轮胎的线速度,即使得汽车轮胎与地面之间发生滑移,在地面上留下拖痕,由此拖痕结合汽车轮廓尺寸,就可断定汽车的冲突点。
如果两车以一定的角度交叉相撞,则因碰撞产生的滑动挫痕转折就更明显。从转折点和汽车前悬的尺寸,就可确定汽车碰撞时刻的接触点。
1.2 汽车碰撞行人
汽车碰撞行人时,碰撞力fc大于人体对地面的静摩擦力fj,由此使行人鞋底相对地面的突然运动产生的相对滑动,也会在地面留下鞋底的擦痕。但有时擦痕较淡,需要利用偏振光(例如,利用手电或离开擦痕一段距离并俯下身体,才能看清楚。 即式中:mp--行人的质量。
1.3 汽车碰撞两轮车(自行车、摩托车)
汽车碰撞两轮车时,两轮车的质量相对汽车很小,在碰撞瞬间自行车(或摩托车)速度变化很大,而汽车的速度几乎不变,从而使两轮车的车轮相对地面发生滑动运动或滑动和滚动的混合运动,这也将在地面留下两轮车轮胎擦痕。当痕迹暗淡时,现场勘查人员需要有一定的经验,并需要助手的帮助以及辅助光才能确定两轮车轮胎摩擦痕迹。
2 痕迹的提取
2.1 常见交通事故痕迹的种类
事故痕迹是事故处理的最重要物证之一。在此仅讨论与交通事故相关的车辆痕迹。事故痕迹的提取离不开坚实的基础理论知识和丰富的实践经验。没有理论的指导就会失去对千差万别事故的敏锐辨别能力,没有丰富的实践经验有时脱离实际,得出不切合实际的结论。这里的所谓实践经验包含两个方面,其一是亲身参与处理的事故实际经验,其二是有目的地研读的专家经验总结或事故案卷(含处理结果)。另外,还需要事故现场勘查人员具有强烈责任心和证据提取意识。
交通事故痕迹可分为许多类型,例如制动痕迹、挫压痕迹、轮胎压痕、车体痕迹、车辆脱落物,以及事故双方,如人、车、自行车、携带物品等。
在这些事故的痕迹中,交通事故死者的位置、汽车停止的位置、制动拖痕等的痕迹通常不容易遗漏。而有些现场痕迹经常有被忽视或遗漏的现象发生,例如:
车身脱落物的位置及分布;
车体的痕迹,如车、人、树木、电杆等痕迹的造型客体在车体上留下的痕迹大小、深度、位置,事故后伤者的位置、受伤的部位、致伤的车体部位;
挫压痕迹,如事故车辆或人碰撞后着地,与地面接触留下的挫压痕迹的形状、大小以及起止点;
车辆脱落物包括车辆的装载物,如从车体上脱落的粮食、蔬菜、石块、砂土、货物等;车身的油漆片、车灯的玻璃或塑料碎片、风档玻璃碎片、装饰件等汽车零部件等;事故参与人的鞋、帽、眼镜及其携带物。
2.2 事故地面痕迹的易失性
汽车交通事故的地面痕迹,特别是轮胎相对地面的摩擦还与事故状态、天气、气候有关,如汽车速度、风、雨、雪、霜等自然环境。通常事故现场痕迹随时间将逐渐淡化和消逝,因此,必须在第一次出现场时予以确认和提取。在北方干燥地区,路面上积累了极薄的灰尘。某些车辆很少的道路,特别是弯路汽车驶过后会将轮迹较清晰地留在路面,必须及时提取,否则将马上灭失。
3 安全带和气囊的安全??众所周知,安全带和气囊是重要的乘员被动安全系统,气囊作为辅助的乘员约束系统,因其具有保护车内乘员的效果,国人将其称为安全气囊。但是,大多数人认为有了气囊就可以不用安全带,或者有的人认为有了安全带和气囊就可以放心地高速行驶。在回答这个问题前,首先应了解它们的适用条件,普通三点式安全带的铰接点位置适用于欧美成年人的平均身高(1.75m)和体重(75kg),欧美国家(美国已颁布法规)严禁年龄12岁以下儿童乘坐汽车前座。我国成年人群身高远低于欧美人平均身高,特别是南方女性身高大多不足1.60m。对于这些人群使用安全带甚至比不佩带安全带更容易遭受伤害的危险。因此,应绝对禁止儿童乘坐轿车前排座位,而且对于安装安全气囊的情况下更危险。
此外,汽车乘员的安全约束系统通常是联动的,只有座椅安全带和气囊的联合使用,才有较好保护的效果。若一旦发生交通事故,不佩带安全带时气囊对乘员的伤害比无气囊约束系统的情景更糟。
另外,气囊的开启在汽车正面碰撞车速通常为15~30km/h,当汽车小偏置碰撞、追尾碰撞大型汽车、偏置碰撞大树等固定障碍、跌入路沟、侧面碰撞时,虽然车速较高气囊也不能打开。轿车与轿车追尾碰撞若两车的速度差别低于15~30km/h,虽然车速很高,气囊也不会打开。
4 制动拖印和制动距离
4.1 制动拖印与制动效能
经常有人遇到汽车发生事故时汽车是否采取了制动措施这个问题。因为它涉及到事故当事人的责任和赔偿问题。在回答这个问题前,首先要分析汽车制动拖印的形成条件。也就是说,只有汽车的地面制动力大于或等于地面附着力时,才会在地面留下制动拖印。如果汽车行驶在干燥的新混凝土路面或柏油路面上时,若汽车制动力不足,则在地面上就不会留下拖痕。例如,某起交通事故驾驶员声称采取了制动措施,但在路面上没有留下制动痕迹,汽车制动试验在路面上也没有制动拖痕,因而有人判断该汽车制动失灵或驾驶员没说真话。为此,事故当事人要求进行技术鉴定。检验发现,该车的制动系统因管路结冰而造成半堵塞,使得系统气压过低(低于0.5mpa),加上管路存在轻微漏气现象,经过若干次制动后,制动系统气压仅为0.3~0.4mpa,这时,车轮制动力fτ小于地面附着力fφ,即
fτ< fφ
显然,在干燥柏油道路上制动时就不会留下制动拖痕。在这种车况下,汽车在压实的冰雪道路上,车轮制动力fτ大于地面附着力fφ,即
fτ> fφ
因此,在压实冰雪路面制动就可留下清晰的制动拖痕。同理,当汽车右侧车轮在压实冰雪路面,左侧车轮在干燥柏油路面上,实施紧急制动时,右侧车轮产生清晰拖痕,而左侧车轮则没有拖痕出现。所以,不能仅就制动时没有轮胎拖印就推断汽车制动完全失效。
4.2 防抱死制动系统汽车的制动距离
众所周知,防抱死制动系统(abs)汽车的制动方向稳定性比普通制动系统要高得多,制动距离也有不同程度的缩短,从而大大地提高了汽车的主动安全性。但是,装备abs的汽车不是在各种道路条件下都会得到最短的制动距离,例如,在压实的冰雪道路上,装备abs的汽车制动距离比普通制动系统的要长(但是,制动方向稳定性大为提高),在松沙带制动也有相同的结论。原因是在干燥的混凝土道路上,轮胎的最大附着力(驱动力系数)位于滑移率约为15%~20%附近,而后随滑移率的增加,汽车轮胎的附着力逐渐减小。当滑移率为本100%时,横向附着力接近为零,汽车将因微小的横向干扰而失去稳定性。软松沙或冰雪路面的附着系数(制动力系数)在较大的滑移率的条件下,随滑移率的增加,附着系数(制动力系数)也增加,因此制动力也增加,但侧向稳定性严重下降。
另外,在汽车速度较低的行驶状态下,abs不起作用调节作用,例如,当汽车以低于30km/h 的速度行驶的条件下实施紧急制动时,制动系统的工作同普通制动系统没有区别,轮胎仍然会在路面上留下制动拖痕。这时,就不能说abs发生了故障,它属于正常现象。
另外,有的装备制动防抱死系统(abs)的汽车在紧急制动时,在道路上留下间断的制动拖痕斑块,特别时在不平路面、积雪未完全清除路面、干湿相间路面、卵石路面也会留下制动斑块。
5. 关于撒落物的证据
交通事故现场从人、车上剥离或脱离下来的证据都可划归入交通事故撒落物的范畴。例如:
玻璃和塑料类,如风档玻璃碎片、前照灯及雾灯玻璃碎片、转向灯罩及制动灯罩、残留的灯丝等;
车身脱落物,如保险杠装饰条、油漆碎片、破碎的零部件等;
汽车车体上的附着物,如粘着的泥土、轮胎上夹杂的小石块等;
汽车装载物,如块状物(石块、金属件)、颗粒物(粮食)、袋物、箱(装)壳、桶状物等;
行人或两轮车骑手的携带物体,如眼镜、鞋、帽、拎包、拐杖等。
目前,关于利用撒落物再现交通事故的可用资料很少,零散的资料仅有关于汽车前照灯、转向灯、风档玻璃碎片、行人抛距、自行车抛距等少量的试验或经验数据。有的还是错误的结论,例如,国内和日本许多汽车事故研究著作以及培训教材引用简单抛物方程,来计算汽车风挡玻璃碎片(或灯玻璃)与车速的关系。简单抛物方程仅描述物体从抛出到落地的飞行距离,实际上物体落地后大多数还要继续向前运动一段路程,且这段路程有时甚至大于其落地前的飞行路程。因此,简单(经典)抛物方程仅适用于当物体直接抛入水中或者抛入稀泥中或者抛入沙堆的情况(例如,玻璃等碎屑抛入雪地),显而易见,对于汽车交通事故而言,大多数是撒落物抛到硬路面上,其将继续滚动或滑动或混合运动至停止。所以,碎屑抛落的距离包括自由抛物方程计算的距离加上其跳动以及滑动和滚动的距离。撒落物的运动距离[6]式中: f(v,h)- 撒落物的运动距离,它是初始速度v、抛出高度h、路面的刚度系数k、路面滑动摩擦系数 f和撒落物在地面上的滚动阻力系数fs; f1(h,v)-由二次抛物方程函数计算得出的距离; f2(v,k)-弹跳过程运动的距离; f3(v,k)-滑动过程运动的距离; f4(v,fs)-滚动过程运动的距离。
撒落物通常不同于其它痕迹证据,它们一般都存在一个分布场,例如风档玻璃碎片、大灯玻璃碎片、小灯玻璃碎片、灯罩、颗粒物等。由于存在一定尺寸的分布场,所以,可用于交通事故分析的信息数据也较丰富,这是其它证据所不具有的特点。如果能够对事故不同撒落物进行系统研究,对交通事故技术分析的贡献是不言而喻的。
汽车制动距离是确定汽车碰撞前速度的最常用的简单方法。文献[5]对汽车的制动距离有严格的规定。另外,汽车制动距离定义为从驾驶员踩下踏板到汽车停住所经过的距离。而在交通事故技术鉴定的实际中,只能从制动拖痕判断制动距离,实际上,制动力在制动拖痕出现前就已产生。制动拖痕出现的早晚也与路面的附着系数有关,干燥的新路面拖痕出现比潮湿或冰雪路面的晚。若一只轮胎在干燥沥青路面,而另外一只轮胎在冰雪路面,则在冰雪路面上的轮胎出现制动拖印的时间早。
为了准确地确定制动力产生的起点,事故现场勘查人员必须从明显制动印迹处沿着汽车行驶方向远离该点一定的距离,直到观察到较清晰的印迹为止,并让助手涂上标记,该标记较为接近制动力出现点。
有时汽车制动力恰好接近附着极限(接近拖滑但还未拖滑),这时必须有特殊经验和帮手才能准确地确定制动的起点,有时需要辅助光源才能发现制动印迹。
.对于装备abs的汽车只有汽车速度低于30km/h时才出现制动印迹,在较高的速度下即使采取了制动一般也不会出现制动拖痕,此时且不可冒然断定该车制动不灵,也不能用最后出现的痕迹长短断定制动距离或速度。有的装备abs的汽车紧急制动时会有一侧车轮或两侧车轮产生的断续的轮胎拖痕。而不可将断续长度视为没有制动力。据报道,国外已研制出可判断装备abs汽车的制动距离的装置,但至今未见推广应用。
制动距离与车轮的制动器的技术状况有关,技术状况合乎标准的制动距离短。但是,当有的车轮无制动时,例如,前轮没有制动,有的人按1/2计算制动力来计算车速,实际上,这样计算误差很大。通常后轮制动失效要比前轮制动失效对制动距离的影响要小,后轮制动失效汽车总制动力下降30~40%,而前轮制动失效,总制动力将下降60~70%,原因制动时汽车的前轮载荷增加而使后轮的载荷下降。
有时事故现场仅留下汽车左后轮的制动拖痕,而右后轮没有拖痕,最好的办法是到制动实验台或左右轮胎处于同一水平面的道路进行测试。如果已经放走了事故汽车。则要根据道路横断面的结构(假设左右轮胎气压相同、装载均匀)以及制动拖痕的形状判断,无制动拖痕的轮胎是否没有制动力。例如,某干燥水泥道路上汽车采取力紧急制动,左后轮有一长达30米的直线拖痕,而右后轮无拖痕,则说明汽车的右后轮制动完好,因为右地面低于左侧地面,右侧的地面附着力大于左侧的附着力,左侧轮胎达到了滑移的附着极限,而右侧轮胎还没有达到附着极限。若制动拖痕向左侧弯曲偏斜,则说明右侧车轮制动失效。若只有左轮胎有制动拖痕,但拖痕很短,例如8米,而右车轮没有拖痕,则无法推断右车轮是否制动失效。经常有这样的议论,汽车都撞成报废了,汽车速度一定很高。对于这个问题可从两个方面解答。
首先应考虑汽车的结构,大多数中低档轿车为发动机前置前驱动,发动机和驱动桥均位于汽车的前部。汽车的最前部为保护散热器的保险杠、散热器罩及发动机罩,它们的刚度很小,不需很高车速即可受力变形;当这部分变形触及车架(纵粱)和发动机时,汽车的刚度开始变大;汽车两侧缘(纵轴)只有蒙皮,刚度很小;汽车的侧面(车门)刚度也很小;汽车尾部刚度也很小。
如果汽车中部或前部正面完全碰撞,变形越大证明碰撞速度越高。而当汽车小偏置碰撞或擦边碰撞,因接触部位刚度很小,虽然变形很大,但汽车速度不一定很高,就是说,当汽车擦边碰撞时,虽然速度较低,但仍然变形很严重.因此,不能仅从变形程度判断汽车速度的高低,必须全面考察汽车的碰撞状态及其接触部位,方可推断汽车的碰撞速度。
8.汽车碰撞与汽车灯具的工作状态
多年前在一路口发生一起追尾交通事故。事故双方当事人在被碰撞汽车制动灯是否工作正常发生争执。后车当事人指责前车突然制动而制动灯不亮,导致撞车;而前车当事人抗辩说,其汽车制动灯工作正常,是被后车撞坏了,当然就不亮。这个问题似乎很复杂,但是仔细分析后可发现问题并不复杂。汽车灯泡里的灯丝在不同的条件下颜色不同。通常灯内抽成真空或充有惰性气体或卤素气体。在正常工作时,灯丝呈银白色。而当炽热的灯丝与大气接触时,因灯丝处于炽热温度,会因漏气速度不同而使氧化的速度也不同,灯丝的断口形状不同,灯丝的颜色也不同。根据这些原则,采用红外光学显微镜和扫描电镜就可确定灯丝当时的工作状态。
9.小结
上面仅介绍了交通事故技术分析实践工作中的几个问题。在交通事故技术分析鉴定实践中有许多未知的领域,可以说,交通事故技术鉴定在我国还是一块未开垦的处女地。交通事故技术专家工作难度比一名法医的要大得多,事故技术鉴定的发展历史短,在中国才初露端倪。另外,交通事故技术鉴定的实际表明,几乎没有完全相同的交通事故,也没有系统的理论指导。交通事故分析人员必须掌握比较渊博的专业知识和系统的基础理论知识,并要求具有丰富的实践经验,以及将实践经验升华到理论高度的能力,否则难以胜任千变万化的交通事故的技术分析工作。
参考文献
1.余志生·汽车理论·北京:机械工业出版社;1992.5
2.陈家瑞·汽车构造·北京:人民交通出版社;1995.5
3.许洪国等·道路交通事故分析与再现·北京:警官教育出版社;1996.12
4.许洪国等·汽车交通安全研究领域与展望·中国安全科学学报·1999(12)
5.gb 7258-1997·机动车运行安全技术条件·国家技术监督检验检疫总局·1998.1
6. 许洪国 等·利用玻璃碎片抛距推算交通事故速度的理论和应用·中国公路学报·1994(7)2


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