基于PC-CRASH的车辆碰撞事故再现仿真分析研究

摘要

随着社会的发展，科技的进步，带来了我国汽车工业的突飞猛进，但同时也导致了交通事故的大量发生。交通事故的增加不仅给人们的生活、生产带来了巨大的损失，同时，交通事故处理的公正性和公平性也对我国和谐社会的建设提出了严峻的考验。
　　 道路交通事故的处理包括事故现场勘测、事故分析和责任认定三部分。现场勘测完成的主要任务是现场测量、绘制现场图、拍摄现场图片等，而责任认定则以事故过程分析的结果为基础，以交通法律法规的为依据，作最后的事故处理。事故处理的一个重要环节，即事故分析过程主要是根据事故现场的采集、记录、调查和分析，将事故仿真车辆碰撞后的终止位置返推回碰撞过程，在返推回碰撞前的状态，来分析事故原因。由于交通事故的多样性、复杂性和瞬时性，用传统计算方法对事故做定量分析其精度不高，很多事故现场提供的信息不能得到有效分析和综合利用，这就使得事故处理的公正性和公平性产生质疑。
　　 随着交通事故仿真技术、计算机硬件、数值模拟技术的发展，使通过数字化重构方法进行交通事故虚拟再现技术实现上成为可能，这就为提高对事故定量分析的精度提供了可靠的条件。本文主要翻译了pc-crash理论外文资料，对其理论模型进行了学习研究，通过车辆运动模型、车辆碰撞模型对碰撞过程机理进行了分析；对影响车辆碰撞轨迹的相关参数敏感度进行分析，采用控制变量法对仿真中参数的敏感性进行了研究，通过比较参数变化对模拟结果的影响，分析了相关参数的敏感度，从而确定各个参数的重要程度；对其中重要参数的获取方法进行了归纳、分析和总结，可以更快速的从事故资料中提取有用信息；最后以PC-CRASH软件优化器为手段，选择典型车辆碰撞事故案例进行了仿真分析，通过仿真系统对事故过程进行数字化重构。
　　 典型事故的仿真分析结果表明，基于车辆碰撞轨迹优化的车辆碰撞事故仿真分析结果与现实车辆碰撞事故一致，能直观、准确的展示整个车辆碰撞事故的发生过程。这为车辆碰撞事故定量分析提供的可靠的依据，同时证明了基于PC-CRASH的车辆碰撞事故再现方法的可靠性，也为车辆碰撞事故快速、公正、公平的处理提供了一种有效的手段。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1课题研究的目的及意义

1.1.1研究的目的

1.1.2研究的意义

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

1.2.2国内研究现状

1.3主要研究内容

1.4主要技术路线

第二章基于动量/冲量守恒的车辆碰撞事故再现理论模型

2.1车辆运动模型

2.1.1车辆运动坐标系

2.1.2车辆轮胎模型

2.1.3车辆悬架模型

2.1.4车辆受力模型

2.1.5车辆运动方程

2.2车辆碰撞模型

2.2.1回弹系数

2.2.2动量平衡方程

2.3 PC-CRASH轨迹优化模型

2.3.1轮胎轨迹

2.3.2轨迹优化

2.4 PC-CRASH软件介绍

2.5本章小结

第三章PC-CRASH软件相关参数敏感度分析

3.1基于车辆碰撞轨迹优化的事故再现参数分类

3.2基于控制变量法的参数敏感度分析

3.2.1模型的建立

3.2.2车辆碰撞轨迹优化

3.2.3仿真结果误差分析

3.2.4参数敏感度分析

3.3本章小结

第四章重要参数初始值获取方法

4.1碰撞前车速的确定方法

4.1.1根据制动拖印计算事故车速

4.1.2根据抛落体计算事故车速

4.1.3根据档位计算事故车速

4.1.4根据变形量计算事故车速

4.1.5根据路面积水情况计算事故车速

4.2车辆碰撞初始位置的确定方法

4.2.1根据轮胎印迹判断车辆碰撞初始位置

4.2.2用车痕啮合法确定车辆碰撞初始位置

4.3车辆碰撞中心坐标确定方法

4.4车辆质心位置确定方法

4.5本章小结

第五章车辆碰撞事故实际案例分析

5.1实际案例分析一

5.1.1案例基本情况描述

5.1.2事故资料调查分析

5.1.3仿真参数的确定

5.1.4参数输入与优化

5.1.5输出结果分析

5.1.6仿真结果精确度评价

5.1.7事故过程再现

5.2实际案例分析二

5.2.1案例基本情况描述

5.2.2事故资料调查分析

5.2.3仿真参数的确定

5.2.4参数输入与优化

5.2.5输出结果分析

5.2.6仿真结果精确度评价

5.2.7事故过程再现

5.3本章小结

第六章总结与展望

致谢

参考文献

在学期间发表的论著及取得的科研成果