《交通安全工程》课件 第5章 车与交通安全

《交通安全工程》课程知识体系第五章车与交通安全本章内容

3§5.1碰撞与事故伤害§5.2交通事故人体伤害与乘员保护§5.3汽车主动安全技术§5.4汽车被动安全技术§5.1碰撞与事故伤害

4一、碰撞变形与等效量化二、乘坐位置与事故伤害三、车速与事故伤害一、碰撞变形与等效量化

碰撞力与汽车变形之间的关系5FullWidthRigidBarrier全宽壁障碰撞（完全正面）一、碰撞变形与等效量化

碰撞力与汽车变形之间的关系6FrontalOffsetImpactBarrier角度壁障碰撞一、碰撞变形与等效量化

碰撞力与汽车变形之间的关系（一）碰撞速度和残余变形的关系7SAE740565一、碰撞变形与等效量化

碰撞力与汽车变形之间的关系（一）碰撞速度和残余变形的关系8思考：单位宽度产生的变形力？一、碰撞变形与等效量化

碰撞力与汽车变形之间的关系（二）单位宽度产生的变形力和残余变形的关系9碰撞力与残余变形的关系线弹性刚度模型一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算(EBS)10假设：①汽车在全宽上变形特性相同；②排除碰撞力过高和过低的情况下，汽车在垂直方向上的变形相同。一、碰撞变形与等效量化

计算刚度系数和碰撞常数11（1）（2）（3）联立（1）（2）（3）

式一、碰撞变形与等效量化

(二)单位宽度产生的变形力与残余变形的关系12一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算13一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算14车辆的动能的变化量塑性变形能对于完全正面碰撞：一、碰撞变形与等效量化

15思考：非完全正面碰撞如何计算EBS？一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算（一）角度壁障碰撞16

一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算（二）偏置壁障碰撞17

一、碰撞变形与等效量化

18一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算（三）重量修正系数试验车的重量不等于试验中规定的标准车重时，应在完全正面碰撞、角度和偏置壁障碰撞公式中加入重量修正系数：19

一、碰撞变形与等效量化

等效壁障碰撞速度计算（三）重量修正系数20一、碰撞变形与等效量化

21思考：上述利用碰撞刚度系数计算EBS的方法有何局限？一、碰撞变形与等效量化

基于能量网格图的车速推算方法22一、碰撞变形与等效量化

基于能量网格图的车速推算方法23试验车（标准车型）的偏置碰撞的能量网格图，碰撞速度：48km/h车重：4500磅（2043公斤）对一具体型号的汽车，如果已经获得经过碰撞试验测得的能量网格图，则可求得任何碰撞形式的等效壁障速度。一、碰撞变形与等效量化

基于能量网格图的车速推算方法试验车在碰撞中所吸收的总能量碰撞变形区域各个网格中能量的累加值，计算得866J，则通过模型计算得：24

试验车的偏置碰撞的碰撞变形区域的能量网格图，碰撞速度为49.2km/h车重：4300磅（1967公斤）上述计算值与实际车速的偏差为0.9km/h，能量网格车速推断有效。一、碰撞变形与等效量化

25总结：如何利用碰撞刚度系数建立汽车的能量网格图？算出碰撞刚度系数分网格利用动能定理公式进行计算进行能量计算一、碰撞变形与等效量化

26思考：碰撞速度大小对汽车的能量网格图有何影响？一、碰撞变形与等效量化

残余变形量的测量方法（六点测量法）将变形区域在汽车碰撞区域的全宽上分为五个区域，变形量分别为C1~C6。在全宽上的平均变形量的计算公式为：27一、碰撞变形与等效量化

残余变形量的测量方法（事故现场摄影测量法）利用事故现场摄影照片提取事故现场空间位置信息：二维方法三维方法28二、乘坐位置与事故伤害

29二、乘坐位置与事故伤害

不同乘坐位置的事故伤害程度比较30不同碰撞位置下的前排位置乘客相对驾驶人的死亡风险二、乘坐位置与事故伤害

不同乘坐位置的事故伤害程度比较31不同碰撞位置下的后排位置乘客相对驾驶人的死亡风险3233三、车速与事故伤害

车速与事故率34三、车速与事故伤害

车速与事故率35三、车速与事故伤害

车速与事故严重程度36平均速度发生改变条件下的死亡事故预测模型

37案例计算

38§5.2交通事故人体伤害与乘员保护

39一、人体伤害评价方法二、安全带与事故伤害三、安全气囊与事故伤害一、人体伤害评价方法

简略损伤定级标准AIS40AIS损伤评级标准一、人体伤害评价方法

伤害定量测量方法伤害定量测量是在实验室碰撞试验中，通过测定碰撞假人的动力学响应（加速度、力、位移等）计算出伤害指标，用以定量地评价人体在碰撞过程中的安全性。人体的伤害极限（耐受度）41二、安全带与事故伤害

安全带的有效性计算42风险比率：R(S)=fY(S)

∕

fN(S)fN(S)为在碰撞严重程度S条件下未系安全带的驾驶人的死亡概率（N表示不使用安全带）fY(S)为在碰撞严重程度S条件下系安全带的驾驶人的死亡概率（Y表示使用安全带）

安全带的有效性：二、安全带与事故伤害

安全带的有效性和碰撞严重程度的关系43二、安全带与事故伤害

安全带在预防死亡(伤亡)事故的有效性与∆𝑉的关系44在32英里/小时（51.5公里/小时）时，调查显示系安全带的驾驶人的死亡人数为107人，事故数为2436起。未系安全带的驾驶人的死亡人数为600人，事故数为7557起，则风险比R和安全带的有效性e分别为？45案例计算

二、安全带与事故伤害

特定乘员数量下的安全带有效性分析46

第一类比较：系安全带的驾驶人+未系安全带的乘客第二类比较：未系安全带的驾驶人+未系安全带的乘客

（双重配对比较法）事故车辆中仅有前排有乘员，且至少有一个乘员死亡驾驶人（系安全带）死亡的事故总数：乘客（未系安全带）死亡的事故总数：驾驶人（未系安全带）死亡的事故总数：乘客（未系安全带）死亡的事故总数：

风险比：

三、安全带与安全气囊

安全气囊对降低系安全带的驾驶人的死亡风险计算47三、安全带与安全气囊

各种乘员保护装置的有效性48各种乘员保护装置的有效性§5.3汽车主动安全技术

49驱动防滑转系统汽车电子稳定程序汽车主动避撞系统车道偏离系统车道保持辅助系统自适应巡航控制系统换道辅助系统疲劳监测系统预碰撞安全系统协同式安全技术简介主动安全技术定义主动安全技术是指通过预先的防范，避免事故发生的技术。与被动安全系统不同，它旨在预防事故的发生，并且在事故无法避免时尽量减小伤害。一、驱动防滑转系统（ASR）

汽车驱动防滑系统或称为牵引力控制系统（TCS），是根据车辆行驶行为、运用数学算法和控制逻辑使车辆驱动轮在恶劣路面或复杂输入条件下产生最佳纵向驱动力的主动安全系统。50二、汽车电子稳定程序（ESP）

汽车电子稳定性程序控制系统是通过实时调整车辆的运行状态，使车辆能够按照驾驶人的意图行驶，并防止车辆失稳的汽车主动安全装置。51三、汽车主动避撞系统

汽车主动避撞系统利用现代信息技术、传感技术来扩展驾驶人的感知能力，获取外界信息（如车速、行人或其他障碍物距离等）传递给驾驶人，同时在路况与车况的综合信息中辨识是否构成安全隐患，并在紧急情况下，自动采取措施控制汽车，使汽车能主动避开危险。52四、车道偏离警告系统（LDW）

车道偏离警告系统（LDW）是一种通过报警的方式辅助驾驶人减少汽车因车道偏离而发生交通事故的系统。53五、车道保持辅助系统（LKS）

车道保持辅助系统（LKS）是车道偏离警告系统的进一步功能扩展，该系统监控车辆与行车道中央的相对位置，主动辅助驾驶人保持在车道内行驶。54六、自适应巡航控制系统（ACC）

自适应巡航控制系统（ACC）是一种根据交通状况进行自适应的车速调节系统。ACC是在传统的巡航控制技术基础上发展起来的，因此既具有定速巡航的能力，又具有应用车载传感器信息自动调整车辆行驶速度，保持本车与前行车辆安全间距的功能。55七、换道辅助系统

该系统通过对相邻车道，尤其是自车后方区域的持续监控，为驾驶人在超车和换道过程中提供声音视觉支持警示。56八、疲劳监测系统

57大众汽车的“疲劳识别系统”奔驰汽车的“注意力辅助系统”沃尔沃汽车的“驾驶人安全警告系统（DAC）”九、预碰撞安全系统

预碰撞安全系统是将一个毫米波雷达与几个传感器组合起来，提前预测出可能发生的碰撞并且提前起动各种安全系统，降低碰撞造成的伤害。58十、协同式安全技术

基于无线通信技术的汽车安全应用初步开发成果是车车（VehicletoVehicle,V2V）通信技术和车路（VehicletoInfrastructure,V2I）通信技术，这类技术能够为车辆提供高质量的数据信息，可以用来提升车辆的主动安全性能。车联网的应用可以分为以下几类：硬安全（HardSafety）软安全（SoftSafety）、机动性和便利性应用。59§5.4汽车被动安全技术

60汽车被动安全技术按伤害减轻和灾害抑制可分为事故不可避免发生时伤害减轻安全技术和事故不可避免发生后灾害抑制安全技术,即防止灾害扩大安全技术。§5.4汽车被动安全技术

61一、安全车身结构二、安全带系统三、安全气囊系统四、安全座椅系统五、吸能式转向系统一、安全车身结构

62一、安全车身结构

63安全车身结构可通过使用普通、高强度、超高、特高等不同强度的钢梁将车身的骨架分成前部、中部、后部等多个不同变形吸能区域。一、安全车身结构

64车身外部防撞装置包括前保险杠、后保险杠、侧围保险杠、救护网、减轻撞击行人的弹性装置，吸能车架结构、翻车保护装置等。二、安全带系统

汽车座椅安全带是将乘员的身体约束在座椅上，在汽车发生碰擅时，防止乘员身体冲出座椅而与方向盘、仪表板等车内部件发生二次碰撞从而使乘员伤亡减到最低限度的安全装置。65三、安全气囊系统

汽车安全气囊作为一种辅助的乘员约束系统，主要用来防止乘员在碰撞事故中与车体内饰件发生二次碰擅。66四、安全座椅系统

汽车座椅安全性的研究主要集中在汽车尾部碰撞的乘员保护以及头枕和座椅靠背后部冲击能量的吸收等方面。座椅的安全性是指汽车座椅在事故发生时能最大限度地减少对驾驶人及乘员造成伤害的能力。67五、吸能式转向系统

吸能式转向系统是汽车乘员约束系统的构成要素之一。在汽车发生正碰时，驾驶人在惯性力的作用下有冲向转向盘的运动。吸