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骑车人躯干姿态对头部损伤影响研究

中国安全科学学报 2020年第1期30卷 174-179页

作者：周华唐梅刘峰张爱红李平飞谭正平西华大学汽车与交通学院四川成都610039 四川西华交通司法鉴定中心四川成都610039 汽车测控与安全四川省重点实验室四川成都610039 威马汽车科技集团有限公司四川成都610100 公安部交通管理科学研究所江苏无锡214151

为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角... 详细信息

为研究电动二轮车与SUV正面碰撞事故形态中,骑车人头部损伤指标(HIC)与躯干横摆角、前倾角及参与方碰撞速度的关系,基于MADYMO软件验证后的运动型多用途车(SUV)与电动二轮车多刚体模型设计仿真试验。结果表明:骑车人HIC值随躯干横摆角的增大逐渐减小;电动二轮车车速不超过15 km/h或SUV车速超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大逐渐减小;电动二轮车车速超过15 km/h或SUV车速不超过50 km/h时,骑车人HIC值随躯干前倾角的增大先增大后减小;提前同时增大骑车人躯干横摆角和前倾角可降低骑车人头部损伤程度。

关键词：电动二轮车运动型多用途车(SUV) 骑车人躯干横摆角前倾角头部损伤指标(HIC)

基于事故重建的轻便两轮车和骑车人抛距的研究

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汽车工程 2016年第12期38卷 1459-1466页

作者：姜婷代兵山西交通职业技术学院工程机械系太原030000 中国汽车技术研究中心天津300300

为探究交通事故中轻便两轮车和骑车人抛距的变化规律,在仿真方法可行性及数值模型的有效性得到验证的基础上,采用PC-Crash和MADYMO软件对我国交通事故深入研究CIDAS数据库中37起汽车-轻便两轮车碰撞案例进行事故重建。结果表明,轻便两... 详细信息

为探究交通事故中轻便两轮车和骑车人抛距的变化规律,在仿真方法可行性及数值模型的有效性得到验证的基础上,采用PC-Crash和MADYMO软件对我国交通事故深入研究CIDAS数据库中37起汽车-轻便两轮车碰撞案例进行事故重建。结果表明,轻便两轮车和骑车人的抛距随着汽车碰撞速度的升高而增大,但轻便两轮车的增大趋势更显著。在汽车碰撞速度低于30km/h时,轻便两轮车的抛距小于骑车人的抛距;当汽车碰撞速度大于30km/h后,轻便两轮车抛距呈现大于骑车人抛距的趋势。

关键词：事故重建轻便两轮车骑车人抛距

基于事故再现的骑车人与行人各部位损伤的对比研究

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汽车工程 2018年第3期40卷 271-276页

作者：邹铁方易亮肖璟胡林长沙理工大学汽车与机械工程学院长沙410114 湖南省工程车辆安全性设计与可靠性技术重点实验室长沙410114

选取与汽车碰撞事故发生后人体与发动机罩接触并被抛出的57例电动自行车事故和64例行人事故,用PC-Crash进行再现,读取人体头部、胸部、大腿和小腿4个部位的损伤数据。利用现有模型对所得数据进行验证后,通过处理和对比的结果表明,同等... 详细信息

选取与汽车碰撞事故发生后人体与发动机罩接触并被抛出的57例电动自行车事故和64例行人事故,用PC-Crash进行再现,读取人体头部、胸部、大腿和小腿4个部位的损伤数据。利用现有模型对所得数据进行验证后,通过处理和对比的结果表明,同等条件下,骑车人头部损伤风险低于行人,当车速低于47km/h时,骑车人胸部的损伤风险高于行人,而当车速高于47km/h时,骑车人胸部损伤风险低于行人。在大多数速度工况下,骑车人下肢损伤风险均高于行人;损伤来源方面,骑车人和行人头部损伤大体上均来源于车辆撞击,骑车人胸部损伤的来源没有明显的倾向性,而行人胸部损伤在车速低于42km/h时主要来源于地面撞击,车速高于42km/h时主要来源于车辆撞击。骑车人下肢和行人大腿的损伤来源于车辆撞击,而行人小腿损伤来源则随车速高低而异。

关键词：事故再现损伤骑车人行人

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我国骑车人违规行为及安全对策

工业工程 2012年第3期15卷 136-141页

作者：王培饶培伦 Gavriel Salvendy 清华大学工业工程系北京100084

观测骑自行车人的违规行为,研究提高机动车和自行车交互安全的对策。通过实地观测研究了在混合交通情况下骑自行车人的违规行为及其严重程度。研究者提出通过向机动车驾驶员发送自行车速度和方向信息,帮助驾驶员提前注意到自行车并及时... 详细信息

观测骑自行车人的违规行为,研究提高机动车和自行车交互安全的对策。通过实地观测研究了在混合交通情况下骑自行车人的违规行为及其严重程度。研究者提出通过向机动车驾驶员发送自行车速度和方向信息,帮助驾驶员提前注意到自行车并及时采取避让措施,从而提高交互安全,并通过仿真驾驶实验验证了该对策的有效性。结果表明:观测过程中有大量骑车人违规行驶,最严重的两类行为是闯红灯和逆行。两个观测地点闯红灯的比例为高峰时段40.6%和55.7%,非高峰时间段60.9%和44.6%。仿真实验结果表明:在机动车左转、直行和右转三种场景下,通过发送提示信息对参试者的风险认知、机动车驾驶员的行为调整时间、二者距离最近时的速度、分开时的距离都有显著影响(p<0.05)。

关键词：骑车人违规行为风险感知与机动车交互安全

电动自行车-轿车碰撞形态对骑车人抛距的影响

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科学技术与工程 2017年第33期17卷 374-377页

作者：尹均张道文西华大学汽车与交通学院成都610039 西华大学西华机动车司法鉴定所成都 610039

为研究电动自行车与轿车前部不同碰撞形态对骑车人抛距的影响,从国家车辆事故深度调查体系中选出与轿车碰撞的电动自行车事故案例21起,利用PC-Crash仿真软件建立轿车与电动自行车的碰撞模型。在此基础上进行计算机模拟试验,分析了不同... 详细信息

为研究电动自行车与轿车前部不同碰撞形态对骑车人抛距的影响,从国家车辆事故深度调查体系中选出与轿车碰撞的电动自行车事故案例21起,利用PC-Crash仿真软件建立轿车与电动自行车的碰撞模型。在此基础上进行计算机模拟试验,分析了不同碰撞形态下骑车人的动态响应过程。研究车速、碰撞夹角对骑车人抛距的影响。结果表明:骑车人横向抛距随着电动自行车速度的增加而增大;骑车人相对于轿车速度方向上的横向速度分量越大,其横向抛距越大;骑车人纵向抛距随轿车速度的增加而增大,电动自行车速度和碰撞夹角对纵向抛距影响不大。

关键词：骑车人抛距碰撞夹角 PC-Crash

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基于大规模仿真数据的骑车人碰撞行为研究

基于大规模仿真数据的骑车人碰撞行为研究

作者：古杰清华大学

学位级别：硕士

直到今天，如何对汽车的结构进行改进，从而尽可能减轻交通事故发生后对人体的伤害，仍然是一个重要的问题。相比于行人保护已有较为成熟的法规加以规范，骑车人的保护并未得到足够的重视，是一个值得关注和研究的问题。尤其是大部分已... 详细信息

直到今天，如何对汽车的结构进行改进，从而尽可能减轻交通事故发生后对人体的伤害，仍然是一个重要的问题。相比于行人保护已有较为成熟的法规加以规范，骑车人的保护并未得到足够的重视，是一个值得关注和研究的问题。尤其是大部分已有的研究集中在对较少算例的分析，大规模仿真分析较为少见。本文建立了一个大型的虚拟的交通事故数据库，并分析了其中影响骑车人头部损伤的关键因素，可为今后针对骑车人保护的汽车前端设计提供参考。本文首先利用MADYMO软件建立了汽车-骑车人-自行车的碰撞多刚体仿真模型，并重建了文献中的真实交通事故进行了验证。然后建立了基于modeFRONTIER的大规模仿真平台，它可以自动修改输入参数，调用MADYMO进行仿真计算，并获得计算结果。计算得到了一个包含约13000个算例的虚拟的交通事故数据库。以研究骑车人头部损伤为目标，对大规模仿真得到的虚拟交通事故数据库进行了统计分析。分析了各参数对头部碰撞损伤准则HIC的主效应，并利用描述性统计方法直观分析了各输入参数对HIC的影响及部分规律。另外将所有算例分成不同类（如撞地主导和撞车主导，以及越过和接触），分析了不同类的响应特征。分析表明，汽车速度和汽车类型是影响HIC的最关键因素，其余因素的影响均相对较小。在对头部损伤进行统计分析的基础上，选取了有代表性的工况进行了头部运动学的详细分析。在汽车参考系中，分析了头部整体轨迹和速度曲线，然后将头部的运动进行了运动分解，以获得更清晰的物理图像。另外还分析了自行车与汽车相对位置对头部运动学的影响，并建立了分析头部碰撞时刻的简化模型，对头部碰撞角度也做了定量的研究。最后介绍了碰撞过程的一种新的求解方法。它适用于接触刚度弱非线性的情况，可以得到近似的解析解。建立了求解的整体理论框架，并讨论了一个简单的例子。

关键词：骑车人碰撞仿真统计运动学

摩托车与汽车碰撞中骑车人的头部响应和颅脑损伤研究

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摩托车与汽车碰撞中骑车人的头部响应和颅脑损伤研究

作者：汪黎湖南大学

学位级别：硕士

摩托车与汽车碰撞是世界上最常见的事故类型之一,通常会导致骑车人头部严重受伤或死亡。本论文旨在探讨碰撞工况和汽车前部结构对骑车人头部损伤的影响。选择五种不同类型汽车进行分析,包括Sedan(普通轿车)、MPV(Multi-Purpose Vehicle... 详细信息

摩托车与汽车碰撞是世界上最常见的事故类型之一,通常会导致骑车人头部严重受伤或死亡。本论文旨在探讨碰撞工况和汽车前部结构对骑车人头部损伤的影响。选择五种不同类型汽车进行分析,包括Sedan(普通轿车)、MPV(Multi-Purpose Vehicle,多用途汽车)、SUV(Sport Utility Vehicle,运动型汽车)、SEV(Small Electric Vehicle,小型电动汽车)和1-BOX(小型面包车)车型。根据ISO 13232法规,考虑不同碰撞角度和碰撞速度,设定了分析工况。本文结合多刚体和有限元数值模拟的方法对摩托车与汽车前部碰撞中骑车人的头部损伤展开了详细研究,主要研究成果如下:(1)建立了ABS摩托车头盔的有限元模型,通过头盔不同部位的碰撞实验对头盔有限元模型进行了验证。分别建立了摩托车与汽车碰撞多刚体模型和有限元模型,对现有的五款汽车有限元模型的挡风玻璃进行了精细化建模,改进后的模型更加接近真实情况。(2)通过多刚体仿真研究了摩托车与汽车前部碰撞的过程和骑车人头部的动力学响应,分析了骑车人头部与汽车碰撞的碰撞位置分布情况,揭示了车速、头部与汽车碰撞速度、碰撞角度、碰撞位置以及汽车前部结构参数等因素对头部动力学响应的影响规律。结果表明,大多数工况头部与汽车碰撞的碰撞位置位于发动机罩或挡风玻璃;摩托车与汽车的相对速度超过15 m/s时HIC和角加速度超过参考值并快速上升,而CSDM为10 m/s左右;90°碰撞头部损伤风险较高,0°较低;发动机罩长度对头部动力学响应影响最大,发动机罩长度越短HIC、角加速度和CSDM越大。(3)通过有限元仿真研究了骑车人的颅脑损伤情况,揭示了头部与汽车碰撞速度、头部碰撞位置、头部碰撞力以及头盔佩戴情况等因素对颅脑损伤的影响规律。结果表明,头部与汽车碰撞速度与von Mises应力和第一主应变的相关性强于碰撞侧压力和颅骨应力;碰撞侧压力和颅骨应力对头部碰撞力的敏感性大于von Mises应力和第一主应变;高速碰撞时头盔对降低碰撞侧压力和颅骨应力有明显的效果,而对减小von Mises应力和第一主应变的影响较小,低速碰撞时头盔有可能加重头部伤害。

关键词：碰撞骑车人头部损伤多刚体有限元

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应急姿态对自行车碰撞事故中骑车人损伤研究

应急姿态对自行车碰撞事故中骑车人损伤研究

作者：许倩源西华大学

学位级别：硕士

国家车辆事故深度调查体系（National Automobile Accident In-Depth Investigation System,NAIS）中的自行车事故表明,部分骑车人在临碰时会采取应急姿态来规避危险,不同应急姿态的骑车人与车辆发生碰撞后损伤有显著差异。因此研究不... 详细信息

国家车辆事故深度调查体系（National Automobile Accident In-Depth Investigation System,NAIS）中的自行车事故表明,部分骑车人在临碰时会采取应急姿态来规避危险,不同应急姿态的骑车人与车辆发生碰撞后损伤有显著差异。因此研究不同应急姿态下骑车人损伤和运动响应过程,对自行车骑车人保护及车辆前部结构优化有十分重要的意义。通过对汽车-自行车碰撞事故中骑车人临碰应急措施分析,定义了骑车人常见的几种类型应急姿态:调整坐姿且车身倾斜、转向且调整坐姿、转向且车身倾斜、典型脚的位置且转头。并利用MADYMO软件对数据库中一起汽车-自行车交通事故进行重建,以验证仿真方法的可行性和模型的有效性。然后以碰撞车速、碰撞角度、碰撞车型为基础进行仿真试验,研究3个影响因素对不同应急姿态下自行车骑车人损伤影响。结果表明,自行车骑车人随碰撞车速上升损伤越严重,但随应急姿态参数设置不同骑车人损伤变化趋势有所差异。骑车人调整坐姿且车身倾斜时,背部倾角和车身倾角分别大于等于15°和6°时,头部损伤受碰撞速度影响较小。骑车人转向且调整坐姿时,背部倾角为0°时头部损伤受碰撞速度影响最大,损伤最严重。骑车人转向且车身倾斜时,当车身未发生倾斜且转向角度小于等于10°时,头部损伤最严重且受碰撞速度影响最大。在碰撞速度低于50km/h时,以上三种应急姿态小腿损伤差异不大,碰撞速度大于50km/h时,小腿损伤出现显著差异。若临碰时骑车人姿态为典型脚的位置且转头,右脚在下时头部和小腿损伤受碰撞速度影响最大,右脚在后时头部损伤受碰撞速度影响最小,右脚在上、后两个位置时小腿损伤受碰撞速度影响最小。碰撞角度对骑车人损伤影响整体来看并无一致变化趋势,随各应急姿态参数设置不同呈现局部规律。与不同车型发生碰撞时,采取车身倾斜且调整坐姿和转向且调整坐姿的骑车人,背部倾角小于等于15°时,与SUV碰撞头部损伤最严重,背部倾角为30°时,与MPV碰撞人体头部伤害指数（Head Injury Criterion,HIC）最大。骑车人临碰采取转向且车身倾斜姿态时,与SUV碰撞头部损伤最严重。整体来看,骑车人为车身倾斜且调整坐姿、转向且调整坐姿、转向且车身倾斜这三种姿态时,与Sedan碰撞小腿损伤最轻;与MPV碰撞小腿损伤最严重。骑车人采取典型脚的位置且转头时,与SUV发生碰撞时头部损伤最严重,与Sedan发生碰撞时头部损伤最轻;与不同车型碰撞,右脚在下时小腿损伤最严重,右脚在上时小腿损伤最轻。针对以上研究结果,利用正交试验以骑车人头部HIC值作为评价指标,综合分析了碰撞车速、碰撞角度、碰撞车型对骑车人的损伤影响。结果表明:骑车人车身倾斜且调整坐姿时,与轿车在30km/h且碰撞角度为20°的碰撞条件下头部损伤最轻;骑车人转向且调整坐姿时,与轿车在30km/h且碰撞角度为10°的条件下碰撞时头部损伤最轻;骑车人为转向且车身倾斜和右脚在上且转头这两种姿态时,与轿车在30km/h且碰撞角度为20°的碰撞条件下头部损伤最轻;骑车人右脚在下且转头时,与轿车在30km/h且碰撞角度为0°的条件下碰撞时头部损伤最轻。

关键词：应急姿态自行车骑车人损伤 MADYMO

SUV应急操作对电动二轮车与SUV碰撞事故中骑车人损伤影响研究

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SUV应急操作对电动二轮车与SUV碰撞事故中骑车人损伤影响研究

作者：杨苓西华大学

学位级别：硕士

本论文的研究源于国家车辆事故深度调查体系中181例电动二轮车交通事故所得出的启示。即通过交通事故监控视频发现:106例电动二轮车骑车人与SUV左或右侧车身发生碰撞时,有19例SUV驾驶者在碰撞前发现危险采取应急转向操作,而有应急转向... 详细信息

本论文的研究源于国家车辆事故深度调查体系中181例电动二轮车交通事故所得出的启示。即通过交通事故监控视频发现:106例电动二轮车骑车人与SUV左或右侧车身发生碰撞时,有19例SUV驾驶者在碰撞前发现危险采取应急转向操作,而有应急转向操作与无应急转向操作时的骑车人与SUV的碰撞位置、碰撞后的骑车人损伤有明显差异;同时也发现4例SUV驾驶者在碰撞前发现危险采取应急制动操作;因此,研究电动二轮车骑车人与SUV侧面碰撞事故中SUV应急操作对骑车人损伤影响具有重要的现实意义。本论文主要阐述了电动二轮车交通事故深度调查的数据来源与方法,并对这181例电动二轮车交通事故展开统计分析;同时运用多刚体动力学分析软件MADYMO建立SUV-电动二轮车/骑车人碰撞仿真模型,对分别采取三种应急操作(应急转向、应急制动、应急转向且制动)的SUV-电动二轮车/骑车人事故案例重建分析,得出影响骑车人头部和小腿损伤的重要因素。以SUV碰撞车速、电动二轮车碰撞车速、SUV应急转向角及制动减速度系数等因素为基础设计重建仿真试验,分析各因素对骑车人头部和下肢损伤的影响,研究事故中SUV应急操作对骑车人损伤的影响规律。研究表明:SUV碰撞车速、电动二轮车碰撞车速、SUV应急转向角、SUV与电动二轮车的初始碰撞夹角均是影响骑车人损伤的重要因素,而当SUV只采取应急制动操作时,制动减速度对骑车人损伤影响不大。当SUV有采取应急转向操作时,SUV应急转向角过大、SUV车速过高,则SUV会发生侧滑;SUV侧滑时,骑车人头部和下肢损伤随SUV应急转向角的增大而显著性增加;且SUV车速越高,侧滑就越严重、侧滑起点对应的SUV应急转向角就越小;SUV没有发生侧滑时,骑车人头部和下肢损伤随SUV应急转向角的增大而减小。骑车人头部和下肢损伤随SUV车速、电动二轮车车速的增加而增大。SUV与电动二轮车的初始碰撞夹角为45°或51°时,骑车人右小腿比左小腿损伤更严重,侧滑的SUV会加剧骑车人头部和下肢的损伤,且在45°时会更加明显。在初始碰撞夹角为90°或135°时,骑车人左小腿比右小腿损伤更严重,侧滑的SUV没有加剧骑车人头部和下肢的损伤;骑车人头部和下肢的损伤均随SUV应急转向角的增大而减小、随SUV碰撞车速的增加而增大;在初始碰撞夹角为135°时,骑车人头部和下肢损伤会比在初始碰撞夹角为90°时更大。因此,在碰撞过程中,只要SUV没有发生侧滑,则SUV驾驶者采取应急转向且制动操作时,骑车人损伤是相对最小。SUV应急转向过度是非常危险的工况,它会导致SUV发生侧滑,从而骑车人头部和下肢损伤急剧增加。同时,当SUV与电动二轮车的初始碰撞夹角为45°时,侧滑对骑车人损伤影响最严重。

关键词： SUV 应急操作骑车人侧面碰撞损伤 MADYMO