PC-Crash在道路交通事故再現中的應用

摘要：針對一起真實的汽車-摩托車碰撞道路交通事故，根據事故現場采集的車輛、人員以及各種痕跡信息，利用PC-Crash軟件建立多剛體動力學模型，進行道路交通事故的重建，并進行計算機仿真分析，從而確定事故發生前事故各方的狀態。研究結論可為傳統依靠理論分析的交通事故司法鑒定提供更為直觀的有力支撐，幫助理清交通事故責任，有利于確定車輛保險理賠。

關鍵詞：PC-Crash；事故再現；計算機仿真

中圖分類號：U471 收稿日期：2023-04-27

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.09.030

1 前言

目前，中國已成為世界汽車產銷第一大國，隨著機動車保有量的迅速增加，道路交通事故量呈現高速增長的趨勢。現在不少車輛都裝備行車記錄儀，同時交警在重要路段和路口設置了視頻監控系統，這給交通事故的處理帶了極大的便利，但是在全國范圍內仍有大量的路段沒有監控，行車記錄儀也不能很全面地記錄事故發生全過程。借助PC-Crash進行事故再現可以在時間和空間上重現整個事故發生的全過程，從而科學地解釋事故發生的原因，彌補交通事故司法鑒定只依靠理論計算而缺乏直觀數據支撐的不足，避免事故各方當事人對應負的責任存在糾紛，從而更好地認定交通事故責任以及汽車的保險理賠。本文通過PC-Crash對一起真實的汽車-摩托車交通事故進行再現，在事故現場缺乏視頻資料的情況下，幫助司法鑒定人員分析事故發生原因，同時也通過直觀的視頻畫面還原真實事故發生的全過程，以消除事故各方疑慮。

2 PC-Crash軟件介紹

PC-Crash軟件是一款多剛體計算機仿真分析軟件，由奧地利DSD公司的Hermann Steffan博士開發，可以作為交通事故司法鑒定的補充工具，目前被全球很多研究機構及高校廣泛的應用于道路交通事故再現研究［1-2］。PC-Crash仿真分析軟件主要是根據道路交通事故現場采集和記錄的數據信息，包括交通事故后碰撞車輛及人員的終止落點位置、事故道路條件等信息，反向模擬事故發生的整個碰撞過程，最后得到事故發生前各方的運動狀態。該軟件的基本原理是基于運動學和動力學的知識，包括物理學基礎知識的速度、加速度、牛頓定律，以及動量守恒和能量守恒等。使用者可以借助該仿真軟件建立交通事故的數學模型和物理模型，通過計算機仿真再現交通事故中各運動物體間的相互作用關系和相對運動［3-4］。同時，PC-Crash軟件可以對事故重建仿真模擬結果按照真實事故的實際比例進行縮放，仿真結束得到交通事故發生過程的三維碰撞形態以及大量的圖形、視頻以及數據表格，極大地擴充了該軟件在實際交通事故中的普遍適用性［5-6］。

3 道路交通事故再現分析

3.1 事故簡介

本交通事故發生于某日下午，事故發生時為晴天，事故路段為瀝青路面，路面干燥。事故地點位于湖南省某省道，路面寬度為9 m，南北向是鄉間小路路口，路面寬度為4 m。事故一方為北汽紳寶汽車自西向東行駛，另一方為兩輪摩托車自南向北行駛，兩車行駛至十字路口時發生碰撞，造成兩輪摩托車上兩人中一人撞飛較遠，傷勢較重，現場處于昏迷狀態，另一人撞飛較近，傷勢較輕，道路交通事故現場圖見圖1a。該事故造成紳寶汽車右前翼子板80 cm×40 cm凹陷變形及擦拭痕跡，右側A柱可見20 cm×10 cm凹陷變形及擦拭痕跡，右側前門多處碰擦痕跡，右后視鏡鏡面缺失、外殼破損開裂及擦拭痕跡；摩托車前輪碰撞后移，軸距變化0.15 m，雙把手碰撞變形，車輛前部整體可見80 cm×60 cm碰撞破損痕跡，發動機外殼破損，汽車、兩輪摩托車事故之后的照片見圖1b。

3.2 建立碰撞事故仿真模型

根據事故現場交警記錄信息建立道路、汽車、摩托車模型。該事故中汽車為北汽紳寶，由于PC-Crash軟件內尚無此款車輛，而北汽紳寶來源于SAAB技術平臺，故選用SAAB的車輛，按照北汽紳寶該款車型車身尺寸進行調整；事故摩托車為東毅牌摩托車，調用軟件內部的摩托車模型，按照實際兩輪摩托車的尺寸進行調整。根據原始道路交通事故現場圖重建道路模型如圖2a所示，建立紳寶汽車、兩輪摩托車、騎車人及乘客的PC-Crash仿真模型如圖2b所示。

3.3 碰撞事故仿真模擬

計算機仿真模型建立完成后，設定車輛碰撞位置和運動學參數，根據傳統交通事故司法鑒定理論計算得出的數據，大致估算出汽車和摩托車碰撞時的車速，然后在PC-Crash軟件內調試不同的汽車和摩托車的碰撞速度、汽車和摩托車的碰撞部位和角度、汽車的制動強度、兩輪摩托車的轉向角度等參數，直至模擬轎車、兩輪摩托車的運動軌跡和最終落點位置、姿態與事故現場勘驗情況基本相符；而摩托車駕駛員與乘客由于事故現場沒有記錄最終落點，只能根據轎車駕駛員和現場目擊者口供記錄大致圈定落點范圍。利用PC-Crash軟件進行事故重建仿真過程如圖3所示。

3.4 PC-Crash仿真模擬結果

通過在仿真軟件建設碰撞模型，并反復調試不同參數進行事故重建仿真，可以直觀地看到事故車輛、兩輪摩托車、騎車人及乘客的運動過程情況及最終落點位置不斷發生變化，最終當北汽紳寶轎車車速為54.5 km/h、摩托車車速度為45 km/h時，得到紳寶汽車、兩輪摩托車、騎車人及乘客最終落點位置如圖4所示，此落點位置和交通事故現場痕跡相符。

3.5 事故再現結論

通過以上研究可以大致還原事故發生的過程：事故發生時紳寶汽車沿著省道自西向東行駛，兩輪摩托車自南向北行駛，紳寶汽車正常行駛在道路右側，由于事發路口有建筑物遮擋，汽車駕駛員未能預判有摩托車從右側路口駛出，因此在碰撞事故發生之前駕駛員沒有對汽車進行制動，車輛保持較高車速行駛；另一方面，摩托車準備直行橫穿省道，而在省道和鄉間小道之間有15 cm左右的高度差，為了順利通過該路口駕駛員選擇加速通過，同樣受限于路邊的建筑物未能及時發現北汽紳寶轎車，而當沖上省道后摩托車駕駛員發現了轎車，為了避免相撞采取了右轉向避讓，但是由于此時距離較近，最終導致本次碰撞事故發生。

4 結語

本文以奧地利的一款交通事故再現軟件PC-Crash為研究平臺，對一起真實發生的汽車-摩托車碰撞道路交通事故進行建模仿真，對比事故再現仿真結果與實際事故現場最終落點數據，以動畫視頻形式再現了事故的全過程，還原了摩托車駕駛員及乘客在事故中的位置變化，給司法鑒定人員確定事故責任人提供了強有力的支撐，也讓事故家屬無可辯駁［7］。同時，該事故重建結果與實際情況基本一致，也說明利用PC-Crash仿真軟件對道路交通事故的理論分析研究具有一定的實際意義。

參考文獻：

[1]童小波，劉盛雄，尹志勇，等.基于PC Crash的摩托車-行人碰撞事故分析重建[J].重慶理工大學學報（自然科學版），2018，32（2）：54-62.

[2]史薇鈺，劉占峰.基于PC-Crash軟件對事故現場進行重現[J]. 內蒙古科技與經濟，2021（4）：96-97+103.

[3]龔鵬飛.基于PC-Crash的交通事故現場處置車輛防御性停放實驗[J].實驗室研究與探索，2021，40（1）：97-100.

[4]李華.基于不確定性分析的道路交通事故再現方法及人地碰撞損傷防護策略[D].長沙：長沙理工大學，2019.

[5]涂祥.不確定度理論在汽車—電動自行車碰撞事故再現中的應用[D].長沙：湖南大學，2014.

[6]張芳.人車事故再現結果不確定性分析[D].成都：西華大學，2016.

[7]李莉，涂祥，李平飛，等.基于不確定度理論的汽車-電動自行車碰撞事故再現研究[C]//第十一屆INFATS國際汽車交通安全學術會議.重慶，2014：23-28.

作者簡介：

涂祥，男，1988年生，講師，研究方向為汽車安全。