基于力学及视频对车速的鉴定方法案例分析

张建

摘 要：目前我国交通事故发生率仍处于居高不下态势，在发生交通事故后，事故中车速司法鉴定可以为公安机关及交通管理部门提供对专业技术支持，也为事故双方责任划分提供科学有力依据。文章将结合交通事故案例详细分析如何基于力学及视频对车速进行鉴定。

关键词：交通事故 车速 制动减速度 司法鉴定

1 道路交通事故车辆速度的定义

道路交通事故发生前采取避险措施瞬间的车辆速度。未采取避险措施的，道路交通事故车辆速度为道路交通事故瞬间车辆速度[1]。

2 道路交通事故车辆速度鉴定的运用

道路交通事故车辆速度鉴定是根据事故形态、现场痕迹、物证等对道路交通事故车辆行驶速度进行分析和计算的过程。可利用能量守恒方法、动量和动量矩守恒方法及运动学方法鉴定事故车辆速度及道路交通事故瞬间车辆速度；可基于事故视频资料依据 GA/T 1133进行车速鉴定，也可依据摄影测量方法进行车速鉴定。

3 结合案例分析如何基于力学及视频对车速进行鉴定

3.1 基本案情

××××年××月××日13时21分许，满载货物的某号牌重型自卸货车与一辆两轮电动车在一十字路口发生碰撞，事故造成两车不同程度受损，电动车驾驶员受伤。现委托对某号牌重型自卸货车事故发生时的速度进行鉴定。

3.2 事故现场情况

事故发生地点为××××路口，干燥沥青路面，事发路段为平交十字型路口，以东西方向道路北侧机非隔离带为基准线，某号牌重型自卸货车头西北尾东南方向位于基准线南侧、十字型路口西侧，第一轴、第二轴及第三轴右侧车轮分别距离基准线为360cm、377cm及406cm，左后轮、右后轮分别在路面上遗留有一条由东南向西北方向的连续且不间断的制动痕迹，制动痕迹长度为3040cm，左右两条制动印痕终点均位于后轮下方路面处。

3.3 某号牌重型自卸货车制动性能测试单信息

车牌：×××，车型：其他汽车（气压），测试日期：×××，测试时间：×××，制动距离：6.9m，初速度：29.6km/h，协调时间：0.200s（合格），MFDD：5.48（合格），装载情况：空载，有无超出试车道：无，结论：合格。

3.4 监控视频检验所见

该段监控视频录像文件格式为MP4文件格式，大小为4.92MB，4.92MB（5，169，036字节），视频时长：00：00：34，帧速率为25fps，其视频图像上部显示时间。记录时间为某年某月某日13时21分24秒至某年某月某日13时21分57秒（均为监控视频录像画面显示时间，下同）；该视频图像播放流畅，帧率稳定。视频图像画面清晰，肉眼可以分辨目标车辆外观特征、运动轨迹，能够在图像范围内有效选取或设定参照物[2]。按照时间顺序，视频图像中依次检见以下内容：

在13：21：44第3帧图像上，某号牌重型自卸货车在视频画面左侧中部位置处，由左向右驶入视频监控画面范围。

在13：21：44第17帧图像上，选取某号牌重型自卸货车车体右侧前部边缘所在空间竖直线为参考线A（见图1）。

在13：21：45第6帧图像上，某号牌重型自卸货车车体右侧后部边缘与参考线A近似重合（见图2）

在13：21：45第7帧图像上，某号牌重型自卸货车与电动自行车发生碰撞。

在13：21：45许，某号牌重型自卸货车后轮附近见烟状气体。

在13：21：45第8帧图像上，选取某号牌重型自卸货车车体右侧前部边缘所在空间竖直为参考线B（见图3）。

在13：21：46第1帧图像上，某号牌重型自卸货车车体右侧后部边缘与参考线B近似重合（见图4）。

在13：21：48许，某号牌重型自卸货车驾驶室右侧驶出监控视频画面范围且某号牌重型自卸货车停于监控视频画面右侧中部路面上，其后方路面上遗留有两条深色轮胎制动印痕，深色制动印痕起始点延伸至视频左侧画面以外。

监控视频画面截图（见图1-4）。

3.5 分析说明

3.5.1 基于视频文件图像的车辆制动减速度计算

由检验所见，在录像中每秒钟有25帧图像，设每帧持续时间为t'，则。对某号牌重型自卸货车通过监控视频录像中参考线A时的平均速度进行分析，利用速度－时间－位移关系式[3]，计算某号牌重型自卸货车通过参考线A、参考线B时的平均速度。

式中，l为某号牌重型自卸货车通过参考线A时行驶的距离（车长），由某号牌重型自卸货车信息可知，取8.42m。tA为某号牌重型自卸货车通过参考线A时所需的时间，

将参数代入整理计算得

tB为某号牌重型自卸货车通过参考线B时所需的时间，，

将参数代入整理计算得

综上分析，某号牌重型自卸货车通过参考线A速度约为54.14km/h，通过参考线B速度约为42.08km/h，速度明显的降低过程。

3.5.2 某号牌重型自卸货车制动起始位置分析

根据某号牌重型自卸货车轴距（第一轮轴到第三轮轴长度）长度间接测量其制动痕迹起始点在视频画面中的位置，以某号牌重型自卸货车第一轮轴右側轮、第三轮轴右侧轮着地点为“标尺”（第一轮轴右侧轮胎着地点、第三轮轴右侧轮胎着地点为该车轴距，根据车辆型号查询可知，d=3.3+1.4=4.7m），间接测量某号牌重型自卸货车第三轮轴后轮从进入视频画面时至停止向前运动行驶过的距离D（见图5-6，示意图）。

根据示意图分析可知：

由事故现场情况可知，某号牌重型自卸货车第三轮轴轮胎制动痕迹长30.4m。因此，某号牌重型自卸货车第三轮轴轮胎着地点刚进入视频画面时，某号牌重型自卸货车制动痕迹已经产生，即某号牌重型自卸货车已经采取了制动措施。根据上述视频文件图像中检见的深色制动印痕起始点延伸至视频画面左侧边沿，并结合事故现场情况中制动痕迹连续无间断进行分析可知，某号牌重型自卸货车后轮进入监控视频画面时至完全停止应一直处于制动减速状态。

3.5.3 某号牌重型自卸货车通过参考线A和B之间的减速度

某號牌重型自卸货车制动痕迹连续无间断，将某号牌重型自卸货车的制动过程可近似认为匀减速运动，根据运动学原理，匀减速运动的平均速度等于其中间时刻的瞬时速度，因此有：

参考线A中间时刻与参考线B中间时刻之间历时为：

通过参考线A和B之间的减速度为：

根据以上计算结果，某号牌重型自卸货车通过参考线A和B之间的减速度均约为4.65m/s2。

3.5.4 基于事故形态和制动痕迹的车速计算

根据事故现场情况，现场路面留有制动痕迹，其长度为30.4m，该痕迹止点位于某号牌重型自卸货车后轮着地点。根据该制动痕迹可计算某号牌重型自卸货车在该制动痕迹起点时的速度。

由“功能转换原理”及“能量守恒定律”的相关理论及方法，有下式成立：

式中，m为某号牌重型自卸货车事发时质量；v1为该车制动痕迹起点时的速度；v2为该车停止时的速度，其值为0；s为该车制动痕迹长度，取30.4m；a为该车制动减速度，根据以上计算结果，a取4.65m/s2，Ecrash为某号牌重型自卸货车与两轮电动车发生碰撞损失的能量，故该部分某号牌重型自卸货车的能量损失可以忽略不计，即Ecrash≈0。

上式简化后可得：

由于车辆在制动协调时间内速度下降，因此，设某号牌重型自卸货车在制动协调时间内速度的降低值为Δv，则其值为：

式中，t为某号牌重型自卸货车行车制动性能测试单中的制动协调时间，为0.200s。

整理（1）、（2）式，则某号牌重型自卸货车制动开始前的速度v0为：

将参数带入上式计算得

因此，根据视频中平均减速度计算所得某号牌重型自卸货车制动前的速度v0约为62km/h。

3.5.5 综合分析

因某号牌重型自卸货车后轮进入监控视频画面时至完全停止一直处于制动减速状态，且事发时某号牌重型自卸货车为满载状态，其制动性能测试单上的MFDD（平均减速度）为空载状态下的测试结果，因此实际在空载状态下测试的MFDD结果不能反映出某号牌重型自卸货车事故发生时满载状态下的MFDD情况。在本次事故中，视频真实反映了某号牌重型自卸货车绝大部分制动过程的运动状态，故本次鉴定优选视频计算所得的减速度值来计算某号牌重型自卸货车制动前的速度。

综上分析计算某号牌重型自卸货车事发时（制动前）的行驶速度约为62km/h。

4 结语

在有视频录像的交通事故中对于汽车行驶速度的鉴定，不能单纯从监控视频分析计算车速，鉴定相关人员应通过对视频仔细观察分析并结合视频中汽车的实际运动状态、路面及车辆状况等才能够计算出客观、科学的车速，为处理道路交通事故提供有力依据，为办案机关解决问题。

参考文献：

[1]GB/T33195-2016《道路交通事故车辆速度鉴定》[S].

[2]GA/T1133-2014《基于视频图像的车辆行驶速度技术鉴定》[S].

[3]冯浩，潘少猷，陈建国.基于视频的车速鉴定方法[J].中国司法鉴定.2009年第5期（总第46期）：46-54.