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主题:【原创】杭州车祸事件中汽车行驶速度的论证 -- thacaos

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家园 【原创】杭州车祸事件中汽车行驶速度的论证

最近,杭州车祸事件令国人瞩目。大家都质疑开车速度是否如肇事者所说在70km/小时。我自从看了日本的《侦探伽利略》电视剧后,总觉得质疑应该有科学根据来支撑,特别是这种应该可以搞清楚的问题,所以花了一段时间来寻找相关的科学文献来加以证实。不想,却发现了相反的情况,即肇事车以70km/小时行驶时,是有可能将死者撞离30米左右开外的。所以,要想推翻肇事者就这点的供述,还需要更多的科学证据。

本文是就事论事,不涉及道德评判。

注意,以下谈及的是汽车与人体撞击的瞬间速度,而不是汽车的行驶速度。但如果开车者因没有看到行人而没有刹车或恶意冲撞的话,撞击瞬间速度应等于行驶速度。

撞击分类

根据碰撞瞬间行人的重心是否高于车体的撞击边缘,汽车与行人的碰撞可以分为两种,一种为前行抛出碰撞 (Forward Projection),此种情况是重心低于汽车撞击线(图一),根据汽车撞击速度大小,人体将会被直接撞飞或被汽车拖行一段距离后倒地,此种一般发生于行人与卡车,大巴或面包车碰撞,或儿童与汽车的相撞。另一种为翻转抛出碰撞 (Wrap Projection).,此时,车体撞击人体下肢,人体翻转,头部撞击引擎盖或/和挡风玻璃后被抛出,人体在空中飘行后撞地并反弹数次,最后在地面滑行一段距离到达最终停止点。从撞击瞬间到最终停止点的距离称之为抛离距离 (Throw/Projection Distance)。

从清华与北大合作的一篇文章看,

International Journal of Impact Engineering

Volume 36, Issue 6, June 2009, Pages 783-788

Reconstruction model of vehicle impact speed in pedestrian–vehicle accident

翻转抛出碰撞类型的事故中大约有81.02%的行人会头部撞击挡风玻璃。文章中数据是从清华大学的国家交通事故数据库 (National Traffic Accident Database of Tsinghua university)得到的。

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图一:前行抛出碰撞 (Forward Projection)

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图二:翻转抛出碰撞 (Wrap Projection).

从此次事件中的汽车照片看,应该是典型的翻转抛出碰撞 (Wrap Projection)。

以下仅讨论翻转抛出碰撞 (Wrap Projection)。

如何测定撞击速度

以前,碰撞瞬间速度可以从汽车紧急刹车后留下的痕迹来计算。但随着防抱死刹车系统 (ABS)的广泛应用及有人采取撞人不刹车的做法来逃避责任,这种方法已经不再适用了。

此次汽车为三菱跑车Lancer Evolution (简称 EVO)第九代 (IX),ABS 已经为标准配置,所以,即使有刹车划痕,也比较难于测定汽车撞击速度。

从我看到的论文看,不论是通过建模或多次使用假人实测撞击来建立的经验公式及曲线,撞击速度都可以由单一参数-抛离距离来确定撞击速度范围。

我在看的时候也有疑问,撞击后人体飞行高度对推定速度有无作用?从文献中看,应该是没有影响。我想,可能有以下因素,1.在发生车祸时,即使现场有目击证人,高度难以得知,因为人在惊吓时有夸大的可能,即高度的数据不可靠,所以尽量避免;2. 高度因素可以在抛离距离中得到体现。飞得越高,速度越大,抛离距离越长;3. 抛离距离可以精确测量。

以下是一些数据:

外链出处

图三是德国最常用的用于车祸重建 (Accident Reconstruction)的数据曲线图。此图是通过多次真实实验得到的经验数据及图形。从此图可以看出,在撞击车速70km/小时的时候,人体可以被抛离30米左右的。

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根据另一篇论文,作者通过建立一种新模型以及该模型与多种已经得到验证 (Validated)的旧模型和真实车祸的对比图以来验证新模型。此文章较好的地方就是可以同时看到多种模型数据,用不着挨个寻找。

从这篇文章的两幅图也可以看出,在撞击车速为20m/s (72KM/hr)的时候,人体是可以被抛离在30米外左右。

外链出处

Vehicle–pedestrian collisions: validated models for pedestrian impact and projection

Volume 219, Number 2 / 2005

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part D: Journal of Automobile Engineering

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