涉及行人的交通事故,其基本形态是行人被撞后凌空向机动车前方抛出。对于自行车,是人车分离,骑车人类似行人,与机动车碰撞后向机动车前方抛出,自行车碰撞后翻倒,向机动车前进方向刮地滑行一段距离后停止。
对于这类事故,常常会产生的疑问是:是否应计算碰撞对机动车的减速作用?一些车速鉴定人员认为行人与自行车的质量很小,在计算中可以忽略,于是只依据机动车的制动的轮胎印迹来计算机动车在事故发生时的行驶车速。这种看法是不全面的,是否需要计入碰撞对机动车的减速作用需依据二者质量之比的大小而定。
对于汽车与行人及自行车相关的碰撞,基本上可以忽略碰撞对机动车的减速作用。因为即使是质量较小的小轿车,其质量也有1000kg以上,而行人或自行车加骑车人的质量不到100kg,用动量守恒公式计算,碰撞对小轿车的减速不到其行驶速度的1/10。若是质量高达10t以上的大客车或大货车,减速则不到其行驶速度的1/100,更加可以忽略不计。但是,对于二轮摩托车与行人或自行车碰撞,忽略碰撞对摩托车的减速作用就不对了,因为二轮摩托车的质量与行人或自行车(加骑车人)的质量相差并不大。一般排量为125mL的二轮摩托车,其自身质量约110kg左右,加上驾驶员(或还有后座乘员),总质量为170~240kg,而行人或自行车(加骑车人)的质量为60~80kg,后者相当于前者的1/4~1/3,同样运用动量守恒公式计算,可推算出碰撞对摩托车的减速也达到其行驶速度的1/3~1/4,这时就不能再忽略碰撞对摩托车的减速作用。
在涉及行人及自行车的交通事故中对机动车车速的计算方法,分别以与汽车碰撞和与摩托车碰撞两种情形进行讨论。
对于与汽车的碰撞,如前所述,一般可以忽略碰撞对汽车的减速作用。具体的计算方法有:
(1)若汽车在碰撞前后在路面上留下了紧急制动的轮胎印迹,可运用式(2-23)制动印公式计算机动车在事故发生时的行驶车速。
(2)若能够确定碰撞点,则依据行人或自行车骑车人的抛出距离,运用式(2-39)或试验公式(2-40)计算人抛出的速度。由于人体与汽车的碰撞属于完全非弹性碰撞,行人抛出的速度就等于汽车的行驶车速。
(3)若自行车与汽车碰撞后翻倒,并往汽车前方刮地滑行一段距离,则可参照摩托车,运用类似制动印公式计算自行车刮地滑行的初速度:
式中,v0为自行车刮地滑行的初速度,由于自行车的刚性很弱,它与汽车的碰撞也属于完全非弹性碰撞,所以v0就等于汽车的行驶车速;S为自行车刮地滑行的距离;μb为自行车车身与路面的摩擦系数。我们在2.3.5节中提到,GA/T 643—2006标准中没有给出自行车车身与路面的摩擦系数,根据国外的试验数据[1],在5km/h的微速条件下,自行车车身与路面的摩擦系数比二轮摩托车的约低0.05,我们可按这个规律参照摩托车的摩擦系数取值。
在运用上述方法计算车速时,要注意这些公式都有一定的适用条件,切不可生搬硬套,否则会造成不应有的错误。
例如第一种方法,制动印公式适用的条件是在事故发生前汽车驾驶员已经发现行人或自行车,并立即实施了制动。但在实际中常遇到这样的情况:因晚间视线不良,或行人、自行车突然横穿道路出现在汽车面前,汽车驾驶员来不及反应就撞上了,等到驾驶员反应过来,才实施制动;或驾驶员认为碰撞已发生,紧急制动于事无补,汽车有时向前滑行了很长一段距离才实施制动把车停下,此时简单依据汽车的制动距离或汽车滑行距离,运用制动印公式计算车速都是不对的。应分段处理:前一段没有轮胎印迹的滑行距离一般可按汽车挂档带发动机运转滑行减速处理,2.3.4节中已经指出,此时汽车与路面的摩擦系数取值约为0.08~0.1;而对后面有轮胎印迹的一段,再用制动印公式计算。
又例如,行人与汽车的碰撞有正碰和刮碰两种情况,只有在正碰时,行人才会向前凌空抛出,此时才可应用人体抛出公式。若行人只是被汽车后视镜或侧面车身刮倒,跌落在碰撞点前方不远距离内,由于行人并没有带着汽车的全部速度向前方抛出,此时用人体抛出公式计算出的车速要低于汽车实际车速。还有一种情况:即使是正碰,但行人被汽车碾压(这种情况一般多发生于大货车),在车轮下被汽车拖行一段距离,此时方法(2)也不适用。
对于汽车与自行车的碰撞,也有正碰和刮碰的区分。方法(3)中讨论的仅适用于正碰,对于刮碰,由于自行车没有带着汽车的全部速度刮地滑行,运用类似制动印公式计算也得不出正确的结果。此外,自行车在与大货车碰撞时,由于大货车底盘较高,自行车常会翻倒在大货车车轮下,被大货车推着或碾压刮地滑行,此时方法(3)的计算方法也不适用。
总之,在运用上述方法计算汽车的行驶车速时,要根据案情具体分析,灵活应用。若能在一个案例中用两种方法计算车速,应两者并用,对结果进行分析比较。以选择合理的计算方法。当两种方法计算均合理,得出的结果稍有差异时,可据此确定汽车车速的取值范围。
对于小轿车与行人碰撞的事故,常常会遇到一个困难:由于现在小轿车的制动系统大都配备有ABS,实施制动时一般在路面上没有留下明显的轮胎的制动印迹,其制动状态和制动距离不明,因而方法(1)不能使用。而对于行人,在碰撞点处路面上往往没有留下什么痕迹,从而使碰撞点无法确定,这使我们无法确定行人的抛出距离,从而方法(2)的人体抛出公式(2-39)或式(2-40)也不能使用,这样车速就无法计算。遇到这样的情况,有时可运用一些特殊的方法进行弥补:
(1)对于小轿车与行人碰撞,常发生小轿车前照灯玻璃破碎向前方抛落的情况。抛出的玻璃碎片带有滑动、滚动和跳动三种情形,专业的汽车事故工程理论给出了如何根据玻璃碎片的分析计算汽车车速的公式,不过这些公式非常复杂,需要用计算机才能求解。本章中我们选出了一个这样的案例(案例4-6),有条件的鉴定工作者可参考运用。
(2)在碰撞点附近有时能发现有行人的散落物。一般行人手提的物品大多在行人被撞的瞬间脱手跌落,可据此判断碰撞点;但若是行人的鞋子、帽子等散落物,则要具体分析,因为它们很可能是随着行人抛出过程中落下的,若以它们作为碰撞点,则可能会因为对行人的抛出距离取值偏小,从而造成汽车车速计算值偏低的失误。(www.xing528.com)
(3)鉴于在行人与小轿车碰撞中确定碰撞点所遇到的困难,交通事故处理人员在到达现场时应在第一时间尽可能寻找目击者。在事故发生后短时间内常有人群围观,其中可能有目击者看到事故发生的过程,或与被撞行人同行的人员,通过向他们调查取证可以确定汽车与行人发生碰撞的确切地点。若人群散去后,我们很难在事后再寻找到目击者。如果以上三条均不可行,那么就只能做出不能对汽车行驶车速做出鉴定的结论。
再讨论行人及自行车与二轮摩托车的碰撞。和与汽车碰撞不同,计算二轮摩托车在事故发生时的行驶车速,首先需要列出沿着道路纵向一个方向的动量守恒方程。由于这类碰撞也接近完全非弹性碰撞,设二者碰撞为正碰,动量守恒表达式为
式中,m1为二轮摩托车(连驾驶员和后座乘员)的质量;v10为摩托车碰撞前的车速;m2为行人的质量,若为自行车则为自行车加骑车人的质量;v20为行人或自行车沿道路纵向的速度。当行人或自行车是横穿道路时,v20=0;当行人或自行车是沿道路纵向运动时,v20≠0。考虑到行人行走速度很低,仍可近似取v20=0;对于自行车,则需根据对发生事故过程的调查,估取自行车碰撞前的行驶车速。由于自行车(连骑车人)的质量比摩托车小很多,估算的误差对计算结果影响不大。注意当自行车与摩托车迎面碰撞时,v20取负值;当自行车被摩托车追尾时,v20取正值。根据我们的经验,二轮摩托车与行人及自行车的碰撞,大多为行人或自行车横穿道路,此时动量守恒的公式简化为
在式(4-2)和式(4-3)中,v代表碰撞后摩托车与行人或自行车的共同速度,可按下列方法之一进行计算:
(1)若碰撞导致摩托车翻倒,则可依据摩托车车身刮地滑行的距离,运用类似制动印公式计算:
式中,S为摩托车车身刮地滑行的距离,应从摩托车形成刮地痕的起点算起,直至摩托车的停止位置,不管中间有几条痕迹,或出现间断;μ1为摩托车车身与路面的摩擦系数。在2.3.5节中曾指出,根据我们的实践经验,当车速很低,摩托车刮地印迹很短(不足5m)时,摩擦系数偏高,可取GA/T 643—2006标准中的中间值,即μ1=0.63;当摩托车刮地滑行距离较长(<30m)时,取上述标准中的下限值,即μ1=0.55;若车速很高,摩托车刮地印迹很长(>30m)时,取μ1为国外试验数据的下限值,即μ1=0.45。
(2)计算共同速度v时,也可以利用碰撞后自行车的刮地滑行距离,运用类似制动印公式,或利用行人、骑车人抛出距离运用人体抛出公式计算。
有时摩托车与行人或自行车发生的是刮碰,碰撞后行人的抛出或自行车倒地滑行的初速度低于摩托车碰撞后的速度,则动量守恒公式要改写为
式中,v1和v2分别为摩托车和行人(或自行车)碰撞后的速度,计算方法与前面相同。
注意:以上计算出的v10是二轮摩托车碰撞前的速度,这不一定就是事故发生时摩托车的行驶车速,因为有可能碰撞前摩托车已实施了紧急制动,在公路上留下了制动的轮胎印迹。如果出现这种情况,应运用末速不为零的制动印公式来计算摩托车在实施紧急制动前的行驶车速。具体表达式为
式中,S0′为碰撞前摩托车的制动印迹长;t为摩托车制动系协调时间,可取表2-3中小型汽车的下限值,即t=0.1s;μ为摩托车实施紧急制动时轮胎与路面的摩擦系数。通常摩托车实施的是后轮制动,所以路面上一般只出现一条轮胎印迹,根据上述标准中表B.3.3,各种牌号摩托车后轮制动μ取值范围为0.31~0.43。
通过以上分析可以看出,涉及行人和自行车的事故是各种各样的。事实上,以上我们所列举的还只是事故的典型形态,在实践中还会碰到各种奇特的案例。例如有的摩托车在避让中与行人或自行车相撞时并未翻倒,后来冲出路外与障碍物相撞才停下,这种情况就超出了我们以上讨论的范围。我们从实践中体会到,只要熟练掌握力学理论工具,并积累足够的经验,绝大多数复杂疑难案例都能找到合理的计算车速的方法。
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