道路交通事故鑒定中車輛速度計(jì)算方法研究

何朝明　黃政杰　李江

1.依據(jù)力學(xué)理論進(jìn)行計(jì)算

交通事故發(fā)生后，車輛的行駛速度是交通事故調(diào)查、成因分析和責(zé)任認(rèn)定的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。道路交通事故車輛車速鑒定是根據(jù)事故形態(tài)、現(xiàn)場痕跡、物證等對道路交通事故車輛行駛速度進(jìn)行分析和計(jì)算的過程。道路交通事故車輛車速鑒定也是交通事故各類鑒定中較為重要也是難度最大的一個(gè)，其鑒定結(jié)果分析交通事故發(fā)生過程、確定事故原因的重要依據(jù)。事故車輛速度鑒定運(yùn)用了動(dòng)力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)、計(jì)算機(jī)仿真、信息化技術(shù)等專業(yè)知識。根據(jù)GB/T33195-2016推薦方法，再結(jié)合鑒定實(shí)際運(yùn)用，目前鑒定機(jī)構(gòu)常選用的計(jì)算方法有：依據(jù)力學(xué)理論進(jìn)行計(jì)算，基于影像系統(tǒng)和信息化手段進(jìn)行計(jì)算，應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算機(jī)再現(xiàn)仿真計(jì)算，基于案例統(tǒng)計(jì)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。

2.依據(jù)力學(xué)理論進(jìn)行計(jì)算

在發(fā)生交通事故時(shí)，會(huì)在車輛、人體及其他相關(guān)物上留存各種痕跡，這些痕跡能夠很好的保存現(xiàn)場物證，為依據(jù)力學(xué)理論進(jìn)行車速鑒定提供依據(jù)。

2.1以制動(dòng)拖印長度計(jì)算車速

拖印是車輪與地面產(chǎn)生滑移，在路面上形成的呈線條狀的黑色印跡。汽車制動(dòng)時(shí)，輪胎在地面上要留下印跡，則汽車的絕大部分動(dòng)能將消耗于輪胎對地面的摩擦做功，根據(jù)能量守恒定律，通過現(xiàn)場勘查制動(dòng)拖印，就可測算出車輛出現(xiàn)拖印時(shí)的初速度。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)應(yīng)注意勘查是否制動(dòng)所做的功全部作用與車輪上，不同的制動(dòng)方式拖印的初速度計(jì)算公式不同;拖印不連續(xù)時(shí)，若間隔較小應(yīng)用整段拖印進(jìn)行計(jì)算，若間隔較大則分段測量并計(jì)算。

2.2以側(cè)滑印推算車速

側(cè)滑印是車輪發(fā)生側(cè)滑時(shí)在道路上的印跡，有轉(zhuǎn)向側(cè)滑印和碰撞側(cè)滑印。當(dāng)輪胎與地面的最大摩擦力不足以抵消車輛圓周運(yùn)動(dòng)所形成的離心力時(shí)或無法抵消碰撞所產(chǎn)生的力量時(shí)，就會(huì)發(fā)生車輛向彎道外或碰撞受力方向的側(cè)滑。這條由輪胎受力較重而產(chǎn)生側(cè)滑的印跡成為計(jì)算車速的重要因素。根據(jù)路面上的側(cè)滑印跡，運(yùn)用能量守恒定律，可以計(jì)算車輛側(cè)滑時(shí)的速度。

2.3以拋距計(jì)算車速

交通事故發(fā)生時(shí)，一些物證或人會(huì)因碰撞做類似拋體運(yùn)動(dòng)，這是一個(gè)力學(xué)過程并滿足力學(xué)的基本規(guī)律。在分析碰撞時(shí)，由于部分物證或人的質(zhì)量與汽車質(zhì)量相比較小，一般不用動(dòng)量守恒定律，而是以碰撞瞬間的車輛速度作為物證或人拋出的速度。落地后如無其他因素干擾，可以依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，根據(jù)這些物證或人留下的痕跡來計(jì)算車輛碰撞瞬間的車速。若物證或人在運(yùn)動(dòng)過程中二次碰撞、無明顯落地痕跡或被障礙物遮擋時(shí)則不能用拋距進(jìn)行計(jì)算。同時(shí)物證的運(yùn)動(dòng)軌跡多為平拋運(yùn)動(dòng)，推算的速度較為準(zhǔn)確;人碰撞拋出后的過程類似拋物體運(yùn)動(dòng)，但其和剛體區(qū)別較大，落地后更多的是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，人體質(zhì)心高度、拋出距離與角度、人體摩擦系數(shù)等在實(shí)踐中獲取有難度，所以此方式計(jì)算速度誤差較大。

3.基于影像系統(tǒng)和信息化手段進(jìn)行計(jì)算

隨著影像技術(shù)、定位系統(tǒng)、汽車事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)等在道路交通事故鑒定活動(dòng)中的運(yùn)用，現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)及信息技術(shù)對事故進(jìn)行還原，并進(jìn)行車速快速測量及計(jì)算已經(jīng)成為主要手段。影像系統(tǒng)能夠反映事故發(fā)生的整個(gè)過程，按原理可分適用于固定式視頻攝錄設(shè)備的幀間差分法、車載移動(dòng)視頻攝錄設(shè)備的背景差分法和基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的光流法。常是選取可用的記錄視頻，通過視頻幀率，判斷車輛駛過時(shí)間，根據(jù)駛過路段距離計(jì)算出車速，通過錄像也可看出司機(jī)對事故現(xiàn)場的處置情況。定位系統(tǒng)如北斗和GPS，有實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸功能，相關(guān)數(shù)據(jù)包括車輛行駛速度。如今車輛上要求配置事件數(shù)據(jù)記錄系統(tǒng)，通過提取數(shù)據(jù)獲得車輛發(fā)生碰撞時(shí)的速度、撞擊力等信息。若能解決鑒定人員操作不當(dāng)，攝像頭成像質(zhì)量不高、畫質(zhì)變形以及數(shù)據(jù)丟失或無法獲取等問題，基于影像系統(tǒng)和信息化手段進(jìn)行計(jì)算車速是較為準(zhǔn)確與快捷的計(jì)算方式。

4.應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算機(jī)再現(xiàn)仿真計(jì)算

計(jì)算機(jī)再現(xiàn)仿真是利用依托運(yùn)動(dòng)學(xué)理論、動(dòng)力學(xué)理論、碰撞動(dòng)量守恒定律和動(dòng)力矩守恒定律等模型的仿真再現(xiàn)軟件，導(dǎo)人事故現(xiàn)場的碰撞位置、車輛停止位置及人體停止位置等現(xiàn)場查勘參數(shù)數(shù)據(jù)和建立模型，能現(xiàn)場實(shí)現(xiàn)事故發(fā)生的整個(gè)過程動(dòng)態(tài)演示，計(jì)算輸出相關(guān)事故信息，包括車輛車速信息。計(jì)算機(jī)再現(xiàn)仿真可以直觀再現(xiàn)事故過程，但其準(zhǔn)確度驗(yàn)證存在空白;同時(shí)對操作人員要求較高，因參數(shù)調(diào)整或參數(shù)誤差會(huì)致使結(jié)果偏差較大，演示結(jié)果需要多次比對與調(diào)整，所以計(jì)算機(jī)再現(xiàn)仿真結(jié)果需要和其他方法計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行相互驗(yàn)證，常作為事后演示和車速計(jì)算結(jié)果驗(yàn)證在使用。

5.基于案例統(tǒng)計(jì)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算

本方法基于大量真實(shí)的道路交通事故鑒定案例，利用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法歸納總結(jié)，構(gòu)建一個(gè)簡單數(shù)學(xué)表達(dá)式或規(guī)律模型作為車輛車速計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式。在鑒定活動(dòng)中直接使用經(jīng)驗(yàn)公式對車速進(jìn)行快速計(jì)算其實(shí)用性強(qiáng)，但經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷木群艽蟪潭热Q于采集數(shù)據(jù)的可靠程度，所以要提高計(jì)算結(jié)果的可信度，對案例的可靠性和數(shù)量有較高要求。目前車速計(jì)算經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ凸降闹饕獏?shù)依托于人體拋距、人體損害特征、車輛損害程度。利用假人模型做拋距試驗(yàn)構(gòu)建的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪禽^為常見的，如席勒理論模型、烏德經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⑷梭w拋距與車速關(guān)系模型。人體損傷是指人車碰撞過程中，人體在慣性力和接觸力的作用下，人體組織超過承受極限、解剖學(xué)組織破壞或生理功能改變。人體各部位傷害程度與汽車碰撞時(shí)的速度有一定關(guān)系，根據(jù)傷害程度可以判斷車速，如碰撞速度低于40km/h時(shí)通常不至于死亡，碰撞速度高于50km/h時(shí)通常會(huì)危及生命。同時(shí)，作為另一個(gè)主體，汽車的損壞程度和碰撞時(shí)的速度有一定規(guī)律，如用風(fēng)窗玻璃的裂紋半徑和凹陷深度來估算車速。但使用經(jīng)驗(yàn)公式或規(guī)律計(jì)算車速，常常獲得的是范圍值，較難計(jì)算出準(zhǔn)確車速。

6.總結(jié)

在道路交通事故鑒定活動(dòng)中，使用基于影像系統(tǒng)和信息化手段進(jìn)行車速計(jì)算的方法運(yùn)用較為廣泛，且準(zhǔn)確性較高;使用基于案例統(tǒng)計(jì)總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算車速的方法運(yùn)用較為便捷;依據(jù)力學(xué)理論進(jìn)行車速計(jì)算的方法應(yīng)用時(shí)間較久且較為成熟;應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)理論計(jì)算機(jī)再現(xiàn)仿真計(jì)算車速的方法最為直觀說服力最強(qiáng)。在鑒定方法或公式選用時(shí)，應(yīng)了解該方法或公式的使用條件，根據(jù)事故的形態(tài)和特征來確定，并采用不同的鑒定方法進(jìn)行驗(yàn)證，保證鑒定結(jié)果的客觀性性與準(zhǔn)確性。

車速鑒定方法的基礎(chǔ)是相關(guān)參數(shù)與數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在現(xiàn)場查勘時(shí)，應(yīng)認(rèn)真記錄人、車、物證的分布、位置、方位、各種痕跡及碰撞點(diǎn)等信息，聽取或調(diào)取現(xiàn)場情境等為后續(xù)車速鑒定提供準(zhǔn)確客觀的計(jì)算參數(shù)。