基于PC-Crash软件对事故现场进行重现

史薇钰，刘占峰

(内蒙古工业大学，内蒙古 呼和浩特 010051)

交通事故会导致人员的伤亡和物质的损失，对发展中国家造成了尤为严重的影响，近年来我国的交通事故数量有所下降，但因为我国人口基数大，交通事故的数值依旧很大。交通事故的发生使得社会资源浪费，并且增大了交通部门的工作量。

事故发生后，交通部门要对事故现场痕迹及散落物进行勘察，经过调查后对事故进行责任认定。车辆发生事故时的行驶速度及行驶状态影响着事故的责任认定，而传统的交通事故车速计算依赖于车辆在事故发生过程中遗留的路面痕迹及车体痕迹。现在ABS装置在车辆中广泛使用，事故发生时大多数车辆留下的路面制动痕迹比实际制动印痕短。甚至有的车辆并未留有任何路面痕迹。这就给事故的责任认定加大了难度。随着计算仿真技术和数字模拟技术的发展，运用数字化方法进行道路交通事故现场处理和过程分析逐渐替代了传统计算方法[1]。

PC-Crash软件它是通过对交通事故现场车辆、道路、人、环境等因素的模型构建，运用能量守恒知识并结合碰撞力学原理对交通事故的发生过程进行模拟[2]。可以重现多种不同的事故碰撞形态，软件中包含有世界各国主要车型的数据和模型和道路绘图工具，此外还有建立模型简单，碰撞模型形象等特点。

针对一起真实的事故交通案例进行事故现场重现。探讨利用PC-Crash软件进行交通事故重现的应用，为交通相关部门事故鉴定工作提供参考。

1 事故重现理论依据

事故重现是根据事故现场车辆的最终停止位置、车辆的损坏情况、现场遗留的散落物及路面痕迹为依据，参考当事人的描述对事故的发生进行逆向推理。

因为无法对各种不同的事故进行“实车碰撞”，每一起真实的交通事故都有其独特的特点，没有两个事故案件是完全相同的，针对每一次事故进行全面而准确的分析，得到许多事故相关的宝贵资料。

事故重现的关键是在于对事故现场的勘测，事故现场的勘测数据及路面遗留的车辆痕迹及车辆最终停止位置直接影响到事故重现的准确性。

交通事故的物证分为以下三类：①事故附着物：是指车体A与车体B/交通道路设施，碰撞后车体A上附着的车体B/交通道路设施的物质，或车体与人体碰撞后附着的人体毛发、人体组织、血迹。②事故散落物：是指事故现场因碰撞散落的车体碎片及部件。如：车窗玻璃碎片，车体碎片，车辆部件。③事故痕迹：是指事故现场遗留的车辆轮胎制动印痕、轮胎的搓滑印痕、车体的搓滑印痕及人体血迹和人体组织印痕。

国内为学者针对事故重现的研究有以下5个方面[3]：①基于轮胎印痕进行事故重现研究：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[4]。得出轨迹优化后的模型更接近真实事故现场。②基于人体抛距进行事故重现研究：早期学者利用假人进行人体抛距与车速关系的研究，但误差较大。之后学者开始利用软件建立模型，基于人体抛距进行事故重现研究。分析了碰撞后行人的运动轨迹，利用SPSS定量分析了碰撞接触的持续时间、行人载距、被抛射角度及抛射高度，与事故车辆碰撞速度的规律[5]。③基于事故现场散落物进行事故重现：分析了事故现场留下的汽车前照灯散落物和液体散落物的特征量及其分布场的形态，建立了汽车前照灯再现模型和典型散落物再现模型[6]。④基于人体损伤进行事故重现：选取11个车辆参数，分析了各参数对行人头部损伤的影响[7]。⑤基于车辆前挡风玻璃破损进行事故重现：车辆前挡风玻璃在受到行人头部的撞击后产生的裂纹。周巍等从动力学角度出发，对车辆前挡风玻璃产生的环形裂纹、放射状裂纹和锥形裂纹提出了3种模型，来估算人一车事故中的碰撞车速[8～9]。

2 道路事故模型构建

针对混行道路事故发生率的高低，选出发生率相对较高的机动车-非机动车事故，在PC-Crash软件中分别构建模型。

首先根据交通部门所提供的车辆事故现场绘制图及事故现场勘察照片，在PC-Crash软件中利用绘图工具绘制车辆事故现场图。其次根据发生事故的车辆在软件提供的数据库中寻找参数相同、相近的机动车辆进行导入，如图1所示，也可以对不同的机动车车型依据车辆的实际参数进行修改，如图2所示。然后依据骑行人的身高、体重对数据库中非机动车骑行人的模型进行修改，如图3所示。通过对事故车辆的车辆损伤勘测，初步判断机动车与非机动车辆的碰撞位置及角度。利用事故现场勘测数据对车辆的速度进行传统方法计算，把计算得出的速度作为初始速度导入模型作为初始车速。最后通过反复的模拟，调试非机动车-机动车碰撞角度，车辆制动，行驶偏向角度等参数，使车辆的最终停止位置及事故过程中车辆留下的路面痕迹基本与事故现场吻合。

图1 车辆数据库

图2 车辆参数

图3 非机动车驾驶人参数

3 事故现场重现

利用监控视频资料所计算的车速，与实际车辆事故发生时的车速误差最小。为验证构建模型的准确性，选取一起带有监控视频资料的真实案例，验证模型的准确性并体现模型的形象性。

案例：

2020年01月07日08时34分许，马某驾驶捷豹牌二轮电动车(下称甲车)沿临河区开源路由南向北行驶至河套大街平交路口处时，与沿河套大街由西向东行驶的、由李某驾驶的大众牌小型轿车(下称乙车)发生碰撞，造成马某受伤，甲、乙两车不同程度损坏的道路交通事故。

根据GA/T1133-2014《基于视频图像的车辆行驶速度技术鉴定》中的有关条款和检验方法，并结合提供的有关材料，对甲、乙车发生交通事故时的行驶速度进行分析与计算。

根据事故现场监控视频，在甲、乙车碰撞前的视频画面中，选取两条固定参照线，分别为参照线1和参照线2。经测试：甲车右侧前轮、后轮中心分别驶过参照线1时所用图像帧数为n1=4.0帧；乙车前轮、后轮中心分别驶过参照线2时所用图像帧数为n2=3.0帧。经查询，事故现场监控视频的帧率为f=12.0fps。经测量，甲车轴距L1=1.00m，乙车轴距L2=2.651m。

公式中：v1、v2—分别为甲、乙车发生交通事故时的行驶速度，km/h。

根据事故现场图，建立模型。通过多次模拟调试使得模型与事故现场勘察信息吻合。通过软件模拟调试得到事故发生时，甲车车速约为39.78km/h，乙车车速约为9.82km/h。与利用视频计算的车辆发生事故时的车速相差较小，准确度较高，且可以动态观察到事故发生时的碰撞形态。图4为监控视频资料与软件模拟动画对比图。

图4 视频资料与模拟仿真对比

4 结束语

基于PC-Crash软件对事故现场进行重现，可以对发生在监控盲区的车辆事故进行重现。得到车辆在发生事故时行驶速度及车辆发生事故时的行驶状态，对交通事故责任认定提供参考价值。形象地把事故现场以动态的方式呈现出来对分析事故的碰撞机理提供帮助。利用软件对事故重现及事故影响参数研究是目前为止速度最快，经济效益最高的一种手段。通过对大量真实事故的重现得到各类事故发生的特点并得到有效减少交通事故人员伤亡的建设性建议，提高交通道路使用者的安全意识，减少交通事故的发生率。