PC-CRASH在交通事故鉴定中的应用

郝兆，陈庚

（长安大学汽车学院，陕西 西安 710064）

引言

近年来，我国的道路交通安全形势面临着巨大挑战。我国是道路交通死亡人数与万车死亡率最高的国家之一。目前，中国的汽车保有量尚不及美国，但其交通事故死亡率却远高于美国，也比其它发达国家高出很多。所以，对汽车交通事故进行研究是非常必要的，有着重要的研究价值和社会作用。

在交通事故处理过程中，其核心与最终目标就是要能正确判定出事故发生瞬间的速度和准确再现事故车辆的运动过程。处理交通事故，就要对其进行公平公正的事故责任认定。车速鉴定结果对于交通事故责任认定十分重要。由于传统的车速鉴定方法中存在着很多难点和不足，利用仿真软件就成了一种新的鉴定思路。随着科技的发展，仿真技术在事故鉴定中的作用也越来越明显，其中PC-Crash这款事故再现的仿真软件也越来越多地被大家所熟知。PC-Crash在事故再现的过程中，涉及的车辆运动轨迹均按照运动学规律形成，有助于分析交通事故性质、确定交通事故发生原因和对交通事故责任认定进行划分。

1 车辆碰撞事故中常用的车速计算方法

1.1 根据制动痕迹的长度估算车速

汽车发生事故前，驾驶员多会本能地采取制动措施，所以在事故现场多会留下一条制动痕迹。制动痕迹能反映出事故发生前后汽车有无制动减速以及行驶的路线，此外还能依据制动痕迹的形态和长度推测出碰撞点位置以及碰撞时的车速。不过通常情况下事故现场的制动痕迹要略小于实际滑行的距离，所以计算出来的速度要偏小。计算公式如下：

式中 V—— 车辆出现制动痕迹时的速度（m/s）；

φ——汽车在道路上制动时纵滑摩擦系数；

g——重力加速度值（m/s2）；

L——汽车制动痕迹的长度（m）；

i——事故现场道路坡道坡度（%）。[1]

1.2 根据散落物抛距计算车速

交通事故现场经常会遗留有车辆的挡风玻璃、装载物等物证。遗留散落物是由于车辆在事故过程中发生碰撞后留下的，由于惯性的原因，车辆在发生碰撞时，散落物会以碰撞瞬间的车辆速度做平抛运动后落地，如果能够确定散落物的第一着地点，就可以依据运动学原理来计算车辆碰撞瞬间的行驶车速。计算公式如下：

式中 V——碰撞车速（m/s）；

g——重力加速度值（m/s2）；

L——物体被抛出的水平距离（m）；

H——物体抛落高度（m）。[2]

1.3 根据视频监控计算车速

现在很多道路上都装有摄像监控，也经常会有监控记录下来事故发生的瞬间，所以这些视频监控就可以用来计算事故发生前的碰撞车速。在有视频监控的情况下，一般采用区间测速法进行计算，这种方法需要在被测车辆的运动轨迹上选取至少两处参照点，且两点之间要有足够的距离，然后在现场测量出点与点之间的距离，并统计在视频监控中被测车辆通过参照点时所间隔的帧数，计算出时间，然后算出车速。[3]计算公式如下：

式中V——被测车辆车速（m/s）；

L——两参照点之间的距离（m）；

n——车辆通过两参照点所间隔的帧数

t——监控视频一帧图像所需要的时间（s）

fps——监控视频帧率（Hz）。

2 PC-CRASH软件

2.1 PC-CRASH软件简介

PC-CRASH软件是应用动量/冲量法进行事故模拟再现的软件，由奥地利的Hermann Steffan博士等人开发完成，是在世界范围内被广泛应用的事故模拟再现分析软件。PC-CRASH软件能实现多种事故形态的碰撞模拟和优化，并且自带绘图软件，可以还原事故现场环境。软件自带车辆数据库，但也可以手动输入车辆参数。

用PC-CRASH软件对事故进行模拟再现，需要手动输入事故发生前的各种数据，包括车速、转向角、碰撞位置、车辆和道路的参数等，然后进行模拟，再根据模拟结果与实际情况的差异，对输入的参数不断进行调整，直至模拟结果与实际事故场景基本吻合，此时可认为该状态下车辆的参数与事故发生时的情况是接近的。[4]

2.2 PC-CRASH软件在交通事故鉴定中的应用

由于PC-CRASH软件对事故进行模拟需要事故前的车辆状态参数，是正向模拟，而事故车速鉴定的结果就是事故前的车速。所以用PC-CRASH软件进行模拟，需要对车速进行估计，通过模拟对车速进行调整，然后得到一个精确的数值。

用PC-CRASH软件进行事故车速鉴定，首先采集事故现场的数据，用传统的车速鉴定方法得到一个估算的车速，然后按照采集到的数据，在PC-CRASH软件里建立道路、汽车和其他碰撞物的模型，并输入估算的车速进行模拟。根据模拟结果与事故现场情况的差异，不断调整车速，直至模拟的结果和事故现场的情况相差无几。

建立汽车和道路模型、输入车辆和道路参数的界面如图1、图2所示。

图1 车辆模型建立界面

图2 道路模型建立界面

3 实际案例分析

2018年5月某日下午，阴天，干沥青路面。由北向南行驶的甲车左转弯调头时，与同样由北向南行驶的乙车发生碰撞，致车辆受损、人员受伤。两车相撞后冲向路旁的绿化带，反弹回路上后停止，道路上有明显的制动痕迹，经测量，甲车左前轮的制动痕迹与路肩的交点距离甲乙两车的碰撞点沿道路方向的距离为20.9m。事故现场示意图如图3所示。道路视野良好，双向六车道。甲车为东风雪铁龙DC7162LYCM小型轿车，乙车为启辰牌DFL6450MAL1小型普通客车。

图3 事故现场示意图

由于该事故有视频监控，所以采用根据视频监控计算车速的方法计算碰撞车速。

根据监控视频，以道路西侧井盖为基准点，见图4的A点，以西侧第三条分道线为基准线，以西侧第三条分道线为基准线，见图4的B所示的车道线，以图5中的D为起始点由南向北进行测量，实线段与间隔段的距离分别为：4.58m，6.00m，4.7m，5.35m，5.15m，5.40m，4.88m。

从D点到图6中的C点的距离为：L=4.58m+6.0m0+4.70m+5.35m=20.63m

图4 确定基准点和基准线

图5 监控中乙车通过D点的画面

图 6 监控中乙车通过C点的画面

该监控视频的帧率为26帧，乙车前保险杠通过D和C两参考点的帧数间隔为27帧。

根据公式（3）和（4）可算出乙车车速：

同理，甲车前端通过D和C两参考点的帧数间隔为106帧，根据公式（3）和（4）可算出甲车车速：

图7 碰撞速度修改界面

首先按照事故记录中提供的受检车辆车型，建立两车的模型并输入两车的参数，然后输入根据在现场测得的道路数据和其他车辆状态的数据。根据测量，每个车道宽度为3.5m，摩擦系数取0.8，输入，然后进行模拟。为了方便模拟结果与实际事故现场进行对比，这次试验会用两车的撞击点和甲车左前轮的制动痕迹与路肩的交点沿道路方向的距离的模拟值x和实际值来进行比较。

其结果如图8所示。

图8 初步鉴定车速的模拟结果

图8中红色的1车为甲车，蓝色的2车为乙车。

x=20.7m，比20.9m略小。

图9 经过调整后的车速模拟结果

4 结论

交通事故中车辆车速分析在交通事故分析中具有特别重要的意义，它有助于判定车辆行驶是否超速，划分责任。从案例分析来看，用PC-CRASH进行事故车速鉴定是可行的，也可以使鉴定结果更精确，对于一些处于限速值附近的速度，判定是否超速是有较大帮助的。

使用PC-CRASH进行事故鉴定，需要用传统鉴定方法进行初步鉴定，得到一个速度的估算值，然后用估算值去进行模拟，根据事故现场实际情况进行调整，取得最后的鉴定车速。但是这种方法需要对事故现场的还原要求较高，也需要精确的参数测量。很多事故是没有视频监控的，有视频监控也不一定能看到事故的全过程，这些事故在还原的时候就会有较大的难度。而且附着系数、碰撞前的车轮转角和碰撞前制动踏板的位置，都是比较难确定的参数，因此对于这些参数的获取就有着更高的要求。