基于PC-Crash軟件對事故現場進行重現

史薇鈺，劉占峰

(內蒙古工業大學，內蒙古 呼和浩特 010051)

交通事故會導致人員的傷亡和物質的損失，對發展中國家造成了尤為嚴重的影響，近年來我國的交通事故數量有所下降，但因為我國人口基數大，交通事故的數值依舊很大。交通事故的發生使得社會資源浪費，并且增大了交通部門的工作量。

事故發生后，交通部門要對事故現場痕跡及散落物進行勘察，經過調查后對事故進行責任認定。車輛發生事故時的行駛速度及行駛狀態影響著事故的責任認定，而傳統的交通事故車速計算依賴于車輛在事故發生過程中遺留的路面痕跡及車體痕跡。現在ABS裝置在車輛中廣泛使用，事故發生時大多數車輛留下的路面制動痕跡比實際制動印痕短。甚至有的車輛并未留有任何路面痕跡。這就給事故的責任認定加大了難度。隨著計算仿真技術和數字模擬技術的發展，運用數字化方法進行道路交通事故現場處理和過程分析逐漸替代了傳統計算方法[1]。

PC-Crash軟件它是通過對交通事故現場車輛、道路、人、環境等因素的模型構建，運用能量守恒知識并結合碰撞力學原理對交通事故的發生過程進行模擬[2]?？梢灾噩F多種不同的事故碰撞形態，軟件中包含有世界各國主要車型的數據和模型和道路繪圖工具，此外還有建立模型簡單，碰撞模型形象等特點。

針對一起真實的事故交通案例進行事故現場重現。探討利用PC-Crash軟件進行交通事故重現的應用，為交通相關部門事故鑒定工作提供參考。

1 事故重現理論依據

事故重現是根據事故現場車輛的最終停止位置、車輛的損壞情況、現場遺留的散落物及路面痕跡為依據，參考當事人的描述對事故的發生進行逆向推理。

因為無法對各種不同的事故進行“實車碰撞”，每一起真實的交通事故都有其獨特的特點，沒有兩個事故案件是完全相同的，針對每一次事故進行全面而準確的分析，得到許多事故相關的寶貴資料。

事故重現的關鍵是在于對事故現場的勘測，事故現場的勘測數據及路面遺留的車輛痕跡及車輛最終停止位置直接影響到事故重現的準確性。

交通事故的物證分為以下三類：①事故附著物：是指車體A與車體B/交通道路設施，碰撞后車體A上附著的車體B/交通道路設施的物質，或車體與人體碰撞后附著的人體毛發、人體組織、血跡。②事故散落物：是指事故現場因碰撞散落的車體碎片及部件。如：車窗玻璃碎片，車體碎片，車輛部件。③事故痕跡：是指事故現場遺留的車輛輪胎制動印痕、輪胎的搓滑印痕、車體的搓滑印痕及人體血跡和人體組織印痕。

國內為學者針對事故重現的研究有以下5個方面[3]：①基于輪胎印痕進行事故重現研究：對影響車輛碰撞軌跡的相關參數敏感度進行分析，采用控制變量法對仿真中參數的敏感性進行了研究[4]。得出軌跡優化后的模型更接近真實事故現場。②基于人體拋距進行事故重現研究：早期學者利用假人進行人體拋距與車速關系的研究，但誤差較大。之后學者開始利用軟件建立模型，基于人體拋距進行事故重現研究。分析了碰撞后行人的運動軌跡，利用SPSS定量分析了碰撞接觸的持續時間、行人載距、被拋射角度及拋射高度，與事故車輛碰撞速度的規律[5]。③基于事故現場散落物進行事故重現：分析了事故現場留下的汽車前照燈散落物和液體散落物的特征量及其分布場的形態，建立了汽車前照燈再現模型和典型散落物再現模型[6]。④基于人體損傷進行事故重現：選取11個車輛參數，分析了各參數對行人頭部損傷的影響[7]。⑤基于車輛前擋風玻璃破損進行事故重現：車輛前擋風玻璃在受到行人頭部的撞擊后產生的裂紋。周巍等從動力學角度出發，對車輛前擋風玻璃產生的環形裂紋、放射狀裂紋和錐形裂紋提出了3種模型，來估算人一車事故中的碰撞車速[8～9]。

2 道路事故模型構建

針對混行道路事故發生率的高低，選出發生率相對較高的機動車-非機動車事故，在PC-Crash軟件中分別構建模型。

首先根據交通部門所提供的車輛事故現場繪制圖及事故現場勘察照片，在PC-Crash軟件中利用繪圖工具繪制車輛事故現場圖。其次根據發生事故的車輛在軟件提供的數據庫中尋找參數相同、相近的機動車輛進行導入，如圖1所示，也可以對不同的機動車車型依據車輛的實際參數進行修改，如圖2所示。然后依據騎行人的身高、體重對數據庫中非機動車騎行人的模型進行修改，如圖3所示。通過對事故車輛的車輛損傷勘測，初步判斷機動車與非機動車輛的碰撞位置及角度。利用事故現場勘測數據對車輛的速度進行傳統方法計算，把計算得出的速度作為初始速度導入模型作為初始車速。最后通過反復的模擬，調試非機動車-機動車碰撞角度，車輛制動，行駛偏向角度等參數，使車輛的最終停止位置及事故過程中車輛留下的路面痕跡基本與事故現場吻合。

圖1 車輛數據庫

圖2 車輛參數

圖3 非機動車駕駛人參數

3 事故現場重現

利用監控視頻資料所計算的車速，與實際車輛事故發生時的車速誤差最小。為驗證構建模型的準確性，選取一起帶有監控視頻資料的真實案例，驗證模型的準確性并體現模型的形象性。

案例：

2020年01月07日08時34分許，馬某駕駛捷豹牌二輪電動車(下稱甲車)沿臨河區開源路由南向北行駛至河套大街平交路口處時，與沿河套大街由西向東行駛的、由李某駕駛的大眾牌小型轎車(下稱乙車)發生碰撞，造成馬某受傷，甲、乙兩車不同程度損壞的道路交通事故。

根據GA/T1133-2014《基于視頻圖像的車輛行駛速度技術鑒定》中的有關條款和檢驗方法，并結合提供的有關材料，對甲、乙車發生交通事故時的行駛速度進行分析與計算。

根據事故現場監控視頻，在甲、乙車碰撞前的視頻畫面中，選取兩條固定參照線，分別為參照線1和參照線2。經測試：甲車右側前輪、后輪中心分別駛過參照線1時所用圖像幀數為n1=4.0幀；乙車前輪、后輪中心分別駛過參照線2時所用圖像幀數為n2=3.0幀。經查詢，事故現場監控視頻的幀率為f=12.0fps。經測量，甲車軸距L1=1.00m，乙車軸距L2=2.651m。

公式中：v1、v2—分別為甲、乙車發生交通事故時的行駛速度，km/h。

根據事故現場圖，建立模型。通過多次模擬調試使得模型與事故現場勘察信息吻合。通過軟件模擬調試得到事故發生時，甲車車速約為39.78km/h，乙車車速約為9.82km/h。與利用視頻計算的車輛發生事故時的車速相差較小，準確度較高，且可以動態觀察到事故發生時的碰撞形態。圖4為監控視頻資料與軟件模擬動畫對比圖。

圖4 視頻資料與模擬仿真對比

4 結束語

基于PC-Crash軟件對事故現場進行重現，可以對發生在監控盲區的車輛事故進行重現。得到車輛在發生事故時行駛速度及車輛發生事故時的行駛狀態，對交通事故責任認定提供參考價值。形象地把事故現場以動態的方式呈現出來對分析事故的碰撞機理提供幫助。利用軟件對事故重現及事故影響參數研究是目前為止速度最快，經濟效益最高的一種手段。通過對大量真實事故的重現得到各類事故發生的特點并得到有效減少交通事故人員傷亡的建設性建議，提高交通道路使用者的安全意識，減少交通事故的發生率。