PC-CRASH在交通事故鑒定中的應用

郝兆，陳庚

（長安大學汽車學院，陜西 西安 710064）

引言

近年來，我國的道路交通安全形勢面臨著巨大挑戰。我國是道路交通死亡人數與萬車死亡率最高的國家之一。目前，中國的汽車保有量尚不及美國，但其交通事故死亡率卻遠高于美國，也比其它發達國家高出很多。所以，對汽車交通事故進行研究是非常必要的，有著重要的研究價值和社會作用。

在交通事故處理過程中，其核心與最終目標就是要能正確判定出事故發生瞬間的速度和準確再現事故車輛的運動過程。處理交通事故，就要對其進行公平公正的事故責任認定。車速鑒定結果對于交通事故責任認定十分重要。由于傳統的車速鑒定方法中存在著很多難點和不足，利用仿真軟件就成了一種新的鑒定思路。隨著科技的發展，仿真技術在事故鑒定中的作用也越來越明顯，其中PC-Crash這款事故再現的仿真軟件也越來越多地被大家所熟知。PC-Crash在事故再現的過程中，涉及的車輛運動軌跡均按照運動學規律形成，有助于分析交通事故性質、確定交通事故發生原因和對交通事故責任認定進行劃分。

1 車輛碰撞事故中常用的車速計算方法

1.1 根據制動痕跡的長度估算車速

汽車發生事故前，駕駛員多會本能地采取制動措施，所以在事故現場多會留下一條制動痕跡。制動痕跡能反映出事故發生前后汽車有無制動減速以及行駛的路線，此外還能依據制動痕跡的形態和長度推測出碰撞點位置以及碰撞時的車速。不過通常情況下事故現場的制動痕跡要略小于實際滑行的距離，所以計算出來的速度要偏小。計算公式如下：

式中 V—— 車輛出現制動痕跡時的速度（m/s）；

φ——汽車在道路上制動時縱滑摩擦系數；

g——重力加速度值（m/s2）；

L——汽車制動痕跡的長度（m）；

i——事故現場道路坡道坡度（%）。[1]

1.2 根據散落物拋距計算車速

交通事故現場經常會遺留有車輛的擋風玻璃、裝載物等物證。遺留散落物是由于車輛在事故過程中發生碰撞后留下的，由于慣性的原因，車輛在發生碰撞時，散落物會以碰撞瞬間的車輛速度做平拋運動后落地，如果能夠確定散落物的第一著地點，就可以依據運動學原理來計算車輛碰撞瞬間的行駛車速。計算公式如下：

式中 V——碰撞車速（m/s）；

g——重力加速度值（m/s2）；

L——物體被拋出的水平距離（m）；

H——物體拋落高度（m）。[2]

1.3 根據視頻監控計算車速

現在很多道路上都裝有攝像監控，也經常會有監控記錄下來事故發生的瞬間，所以這些視頻監控就可以用來計算事故發生前的碰撞車速。在有視頻監控的情況下，一般采用區間測速法進行計算，這種方法需要在被測車輛的運動軌跡上選取至少兩處參照點，且兩點之間要有足夠的距離，然后在現場測量出點與點之間的距離，并統計在視頻監控中被測車輛通過參照點時所間隔的幀數，計算出時間，然后算出車速。[3]計算公式如下：

式中V——被測車輛車速（m/s）；

L——兩參照點之間的距離（m）；

n——車輛通過兩參照點所間隔的幀數

t——監控視頻一幀圖像所需要的時間（s）

fps——監控視頻幀率（Hz）。

2 PC-CRASH軟件

2.1 PC-CRASH軟件簡介

PC-CRASH軟件是應用動量/沖量法進行事故模擬再現的軟件，由奧地利的Hermann Steffan博士等人開發完成，是在世界范圍內被廣泛應用的事故模擬再現分析軟件。PC-CRASH軟件能實現多種事故形態的碰撞模擬和優化，并且自帶繪圖軟件，可以還原事故現場環境。軟件自帶車輛數據庫，但也可以手動輸入車輛參數。

用PC-CRASH軟件對事故進行模擬再現，需要手動輸入事故發生前的各種數據，包括車速、轉向角、碰撞位置、車輛和道路的參數等，然后進行模擬，再根據模擬結果與實際情況的差異，對輸入的參數不斷進行調整，直至模擬結果與實際事故場景基本吻合，此時可認為該狀態下車輛的參數與事故發生時的情況是接近的。[4]

2.2 PC-CRASH軟件在交通事故鑒定中的應用

由于PC-CRASH軟件對事故進行模擬需要事故前的車輛狀態參數，是正向模擬，而事故車速鑒定的結果就是事故前的車速。所以用PC-CRASH軟件進行模擬，需要對車速進行估計，通過模擬對車速進行調整，然后得到一個精確的數值。

用PC-CRASH軟件進行事故車速鑒定，首先采集事故現場的數據，用傳統的車速鑒定方法得到一個估算的車速，然后按照采集到的數據，在PC-CRASH軟件里建立道路、汽車和其他碰撞物的模型，并輸入估算的車速進行模擬。根據模擬結果與事故現場情況的差異，不斷調整車速，直至模擬的結果和事故現場的情況相差無幾。

建立汽車和道路模型、輸入車輛和道路參數的界面如圖1、圖2所示。

圖1 車輛模型建立界面

圖2 道路模型建立界面

3 實際案例分析

2018年5月某日下午，陰天，干瀝青路面。由北向南行駛的甲車左轉彎調頭時，與同樣由北向南行駛的乙車發生碰撞，致車輛受損、人員受傷。兩車相撞后沖向路旁的綠化帶，反彈回路上后停止，道路上有明顯的制動痕跡，經測量，甲車左前輪的制動痕跡與路肩的交點距離甲乙兩車的碰撞點沿道路方向的距離為20.9m。事故現場示意圖如圖3所示。道路視野良好，雙向六車道。甲車為東風雪鐵龍DC7162LYCM小型轎車，乙車為啟辰牌DFL6450MAL1小型普通客車。

圖3 事故現場示意圖

由于該事故有視頻監控，所以采用根據視頻監控計算車速的方法計算碰撞車速。

根據監控視頻，以道路西側井蓋為基準點，見圖4的A點，以西側第三條分道線為基準線，以西側第三條分道線為基準線，見圖4的B所示的車道線，以圖5中的D為起始點由南向北進行測量，實線段與間隔段的距離分別為：4.58m，6.00m，4.7m，5.35m，5.15m，5.40m，4.88m。

從D點到圖6中的C點的距離為：L=4.58m+6.0m0+4.70m+5.35m=20.63m

圖4 確定基準點和基準線

圖5 監控中乙車通過D點的畫面

圖 6 監控中乙車通過C點的畫面

該監控視頻的幀率為26幀，乙車前保險杠通過D和C兩參考點的幀數間隔為27幀。

根據公式（3）和（4）可算出乙車車速：

同理，甲車前端通過D和C兩參考點的幀數間隔為106幀，根據公式（3）和（4）可算出甲車車速：

圖7 碰撞速度修改界面

首先按照事故記錄中提供的受檢車輛車型，建立兩車的模型并輸入兩車的參數，然后輸入根據在現場測得的道路數據和其他車輛狀態的數據。根據測量，每個車道寬度為3.5m，摩擦系數取0.8，輸入，然后進行模擬。為了方便模擬結果與實際事故現場進行對比，這次試驗會用兩車的撞擊點和甲車左前輪的制動痕跡與路肩的交點沿道路方向的距離的模擬值x和實際值來進行比較。

其結果如圖8所示。

圖8 初步鑒定車速的模擬結果

圖8中紅色的1車為甲車，藍色的2車為乙車。

x=20.7m，比20.9m略小。

圖9 經過調整后的車速模擬結果

4 結論

交通事故中車輛車速分析在交通事故分析中具有特別重要的意義，它有助于判定車輛行駛是否超速，劃分責任。從案例分析來看，用PC-CRASH進行事故車速鑒定是可行的，也可以使鑒定結果更精確，對于一些處于限速值附近的速度，判定是否超速是有較大幫助的。

使用PC-CRASH進行事故鑒定，需要用傳統鑒定方法進行初步鑒定，得到一個速度的估算值，然后用估算值去進行模擬，根據事故現場實際情況進行調整，取得最后的鑒定車速。但是這種方法需要對事故現場的還原要求較高，也需要精確的參數測量。很多事故是沒有視頻監控的，有視頻監控也不一定能看到事故的全過程，這些事故在還原的時候就會有較大的難度。而且附著系數、碰撞前的車輪轉角和碰撞前制動踏板的位置，都是比較難確定的參數，因此對于這些參數的獲取就有著更高的要求。