Способ определения факторов дорожно-транспортных происшествий

 

Изобретение относится к области исследования дорожно-транспортных происшествий (ДТП), например, экспертами, работниками ГАИ и другими заинтересованными лицами. Способ определения факторов ДТП заключается в составлении схемы ДТП в масштабе с изображением моделей транспортных средств на основе предварительного изучения дорожной обстановки на момент ДТП, весовых и технических характеристик транспортных средств, следов аварии. Затем устанавливают модели транспортных средств в условную точку столкновения, полученную из исходных данных, определяют по характеру повреждений угол столкновения между векторами скоростей моделей транспортных средств, определяют углы, под которыми переместились центры масс транспортных средств после удара, относительно векторов их скоростей в момент столкновения, и определяют скорости v₁, v₂ транспортных средств до столкновения на основе уравнений количества движения системы. Технический результат заключается в повышении точности определения факторов ДТП на основе объективных данных. 4 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области исследования дорожно-транспортных происшествий (ДТП), например, экспертами, работниками ГАИ и другими заинтересованными лицами.

Широко известен способ определения факторов ДТП, например места столкновения транспортных средств, их скорости перед столкновением и других, заключающийся в составлении схемы ДТП в масштабе на основе предварительного изучения дорожной обстановки на момент ДТП, весовых и технических характеристик транспортных средств, следов аварии, показаний участников ДТП и очевидцев (прототип, см. кн. В. А. Иларионов "Экспертиза дорожно-транспортных происшествий", М., "Транспорт", 1989 г., стр. 11, 25-31, 35-38).

Недостатком известного способа является то, что зачастую показания очевидцев и участников не точны или противоречивы, следы на дороге или отсутствуют, или их невозможно однозначно отнести именно к данному ДТП.

Задача предлагаемого решения - повышение точности определения факторов ДТП на основе объективных данных, при этом предполагается, что сразу после столкновения автомобили находились в неуправляемом состоянии и их перемещение не было ограничено внешними препятствиями.

Решение предлагаемой задачи достигается тем, что в известном способе определения факторов ДТП, заключающемся в составлении схемы ДТП в масштабе с изображением моделей транспортных средств на основе предварительного изучения дорожной обстановки на момент ДТП, весовых и технических характеристик транспортных средств, следов аварии, согласно изобретению устанавливают модели транспортных средств в условную точку столкновения, полученную из исходных данных, определяют по характеру повреждений транспортных средств угол столкновения между векторами скоростей моделей транспортных средств, определяют углы, под которыми переместились центры масс транспортных средств после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения, определяют скорости v₁, v₂ транспортных средств до столкновения на основе уравнений количества движения системы.

где Y - угол между векторами в момент удара; m₁=m₁ ^o+n•m_n - полная масса автомобиля 1; m₁ ⁰ - снаряженная масса автомобиля 1; m_n=75 кг масса человека; n - количество человек в автомобиле; m₂=m₂ ⁰+n•m_n - полная масса автомобиля 2; m₂ ⁰ - снаряженная масса автомобиля 2; v₁, v₂ - скорости автомобилей 1, 2 перед столкновением соответственно;
v₁ ¹, v₂ ¹ - скорости автомобилей 1, 2 после столкновения соответственно;
Φ₁;Φ₂;Φ₃;Φ₄ - углы для данной точки столкновения, под которыми переместились центры масс автомобилей после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения.

Размещают модели столкнувшихся транспортных средств поочередно в нескольких точках предполагаемого столкновения,
определяют скорости v₁, v₂ транспортных средств до столкновения в нескольких точках предполагаемого столкновения на основе уравнений количества движения системы,
определяют на схеме место столкновения, как точку, в которой v₁, v₂ являются минимальными.

Причем угол столкновения определяется путем совмещения поврежденных участков транспортных средств.

На фиг.1 приведена схема ДТП1.

На фиг.2 приведена схема ДТП2.

Пример ДТП1.

Требуется определить, находился в движении или был неподвижен в момент столкновения ВАЗ-2105.

Исходные данные: покрытие - сухой асфальт, движение двухстороннее с шириной проезжей части 8,1 м.

Наличие следов транспортных средств отсутствует.

Расположение места наезда: указано на схеме ДТП, показания водителей согласуются.

Скорость движения транспорта: ВАЗ 21093 60 км/ч - со слов водителя.

Техническое состояние: технически исправен.

Степень загруженности транспорта: в автомобилях были только водители.

Как произошел наезд: удар пришелся на правую переднюю часть ВАЗ 21093 и на левую переднюю боковую часть ВАЗ 2105.

Заключение автотехэксперта
1. В рассматриваемом случае представлена спорная ситуация, когда один из водителей утверждает, что удар произошел в момент, когда ВАЗ-2105 был неподвижен, а второй, что ВАЗ-2105 перед столкновением "очень медленно двигался" и, когда "передняя часть моего автомобиля ВАЗ-21093 сравнялся с задней частью ВАЗ-2105, который я объезжал, как вдруг водитель ВАЗ-2105 стал разворачиваться и перекрыл мне путь".

При установке моделей транспортных средств в точку, указанную на схеме ДТП, делаем вывод, что место столкновения, указанное на схеме ДТП, соответствует действительности, т.е. не противоречит физическим законам, поэтому останавливаемся на ней (точке) как единственном варианте.

Из протокола осмотра ВАЗ-2105 известно, что после ДТП у данного автомобиля была "оторвана передняя часть", поэтому для исследования был принят Y=45^o - угол между векторами в момент удара (см. фиг. 1) с учетом расположения автомобилей после ДТП. Угол Y=45^o был выбран как наиболее оптимальный для создания разрывающего усилия элементов передней части авт. 2105. Однако для проверки угол Y изменялся от 29^o до 55^o, такой диапазон объясняется прочностными характеристиками обоих автомобилей, при которых возможен отрыв передней части ВАЗ-2105 при максимально возможной скорости ВАЗ-21093.

В качестве точки столкновения принимаем указанную на схеме ДТП.

Определяем углы для данной точки, под которыми переместились центры масс автомобилей после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения.

Φ₁ = 9°; Φ₂ = 21°; Φ₃ = 60°; Φ₄ = 64° - углы, под которыми переместились центры масс автомобилей после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения.

Скорости автомобилей перед столкновением рассчитывались с помощью уравнений количества движения системы для места, указанного на схеме ДТП, которые в рассматриваемом случае имеют вид:


где m₁=m₁ ⁰+n•m_n=920+75=995 кг - полная масса а/м ВАЗ-21093;
m₁ ⁰=920 кг - снаряженная масса ВАЗ-21093;
m_n=75 кг - масса человека;
n - количество человек в автомобиле;
m₂=m₂ ⁰+n•m_n=995+75=1070 кг - полная масса ВАЗ-2105;
m₂ ⁰=995 кг - снаряженная масса ВАЗ-2105;
v₁, v₂ - скорости автомобилей ВАЗ-21093 и ВАЗ-2105 перед столкновением соответственно;
v₁ ¹, v₁ ² - скорости автомобилей ВАЗ-21093 и ВАЗ-2105 после столкновения соответственно.

1. Работа трения шин на дороге при перемещении ВАЗ-21093 после удара на расстояние S₁=23 м на асфальте и S₂=16,7 м на грунте обочины и при развороте его вокруг центра масс на угол e₁=180^o=3,14 (рад) рассчитывается из выражений
A₁=m₁gS₁f_ба ¹=995•9,8•23•0,375=84102 Дж
A₂=m₁gS₂f_бг=995•9,8•16,7•0,325=52924 Дж
А₃=(R_z1a₁+R_z2b₁)e₁f_ба ¹=(597•21•0,99+398•9,8•1,47)(3,14•0,375= 13572 Дж,
где f_ба ¹= 0,375 - коэффициент сцепления в боковом направлении при заблокированных колесах, определяемый как f₁ ^ба=0,5 f=0,5•0,75=0,375
где f= 0,75 - коэффициент сцепления в продольном направлении на сухом асфальте;
f_бr=0,325 - то же для грунта обочины
f_бr=0,5f_r=0,5•0,65=0,325
где f_r= 0,65 - коэффициент сцепления в продольном направлении на сухом грунте обочины
R_z1= Z_1g= 597•9,8 R_z2=Z_2g=398•9,8 - нормальные реакции дороги на колеса переднего и заднего мостов автомобилей при распределении нагрузки в процентном отношении 60/40;
Z₁=597 кг - масса, приходящаяся на переднюю ось автомобиля;
Z₂=398 кг - масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля;
g - ускорение силы тяжести;
a₁=0,99 м, b₁=1,47 м - расстояние от передней и задней оси автомобиля до его центра масс соответственно.

Следовательно:

2. Работа трения шин на дороге при перемещении ВАЗ-2105 после удара на расстояние S₃= 6,4 м и на его разворот вокруг центра масс на угол е₂=180^o= 3,14 (рад) рассчитывается из выражений
А₄=m₂gS₃f_ба=1070•9,8•6,4•0,6=40266 Дж
A₅= (R_z1 ¹a₁ ¹+R_z2b₁ ¹)e₂f_ба2= (567•9,8•1,14+503•9,8•1,28)•3,14•0,6= 23823 Дж
Реакции дороги определены при распределении нагрузки в процентном отношении 53/47 и f_бa2=0,6 для незаблокированных колес автомобиля f_бa2=0,8 f= 0,8•0,75=0,6
Следовательно:

Подставляя рассчитанные значения скоростей v₁ ¹=17,4 м/с и v₂ ¹=10,9 м/с в систему уравнений (1), получим:
995 v₁-1070v₂•0,573=995•17,4•0,987+1070•10,9•0,933
995 v₁0,573+1070v₂=995•17,4•0,5+1070•10,9•0,438
Решая данную систему уравнений, получим v₂=-3,1 м/с, что означает в момент удара ВАЗ-2105 был неподвижен, т.к. величина минусового значения скорости свидетельствует о приближении угла Y к действительному значению в момент столкновения, т.е. один из углов в выбранном диапазоне даст нулевую скорость. Этот угол не уточнялся, т.к. ответ на поставленный вопрос уже определился.

Вывод:
Автомобиль ВАЗ-2105 в момент столкновения был неподвижен.

Пример ДТП2.

Требуется определить скорость автомобилей перед столкновением.

Исходные данные: покрытие - сухой асфальт, движение двухстороннее с шириной проезжей части 9 м.

Наличие следов транспортных средств: имеется след торможения ВАЗ 2104 длиной 14,2 м.

Расположение места наезда: указано на схеме ДТП (см. фиг.2), показания очевидцев не согласуются между собой.

Скорость движения транспорта: ВАЗ 2104 40-50 км/час со слов водителя.

Техническое состояние: технически исправен.

Степень загруженности транспорта: в автомобилях были водители и по одному пассажиру.

Как произошел наезд: удар пришелся на правую боковую заднюю часть ВАЗ 21053 передней правой частью ВАЗ 2104 в процессе его торможения.

Заключение автотехэксперта
При установке моделей транспортных средств в точку, указанную на схеме ДТП, делаем вывод, что место столкновения, указанное на схеме ДТП, не соответствует действительности, поскольку в этом случае ВАЗ 21053 после удара должен переместиться в направлении, противоположном удару, что невозможно.

Отмечаем предполагаемые точки места столкновения на схеме ДТП: одну в начале следов торможения (выбрано экспертом), а вторую, как было указано в исходных данных ДТП (см. фиг.2).

Путем совмещения поврежденных участков моделей транспортных средств определяем угол столкновения Y=68^o - это угол между векторами в момент удара (см. фиг. 2), при этом учитывалось также расположения следов торможения и расположения автомобилей после ДТП.

Определяем углы для данных точек, под которыми переместились центры масс автомобилей после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения.

Φ₁ = 1°; Φ₂ = 48°; Φ₃ = 57°; Φ₄ = 55°
Скорости автомобилей перед столкновением рассчитывались с помощью уравнений количества движения системы, которые в рассматриваемом случае имеют вид:

где m₁=m₁ ⁰+2m_n=1020+2•75=1170 кг - полная масса а/м ВАЗ-2104;
m₁ ⁰=1020 кг - снаряженная масса ВАЗ-2104;
m_n=75 кг - масса человека;
m₂=m₂ ⁰+2m_n=995+2•75=1145 кг - полная масса ВАЗ-21053;
m₂ ⁰=995 кг - снаряженная масса ВАЗ-21053;
v₁ и v₂ - скорости автомобилей ВАЗ-2104 и ВАЗ-21053 перед столкновением соответственно;
v₁ ¹ и v₂ ¹ - скорости автомобилей ВАЗ-2104 и ВАЗ-21053 после столкновения соответственно.

Работа трения шин на дороге при перемещении ВАЗ-2104 после удара на расстояние S₁=12,5 м
A₁=m₁gS₁f=1170•9,8•12,5•0,75=107494 Дж
где f= 0,75 - коэффициент сцепления в продольном направлении на сухом асфальте.

Следовательно:

Работа трения шин на дороге при перемещении ВАЗ 21053 после удара на расстояние S₂= 2,4 м и на разворот вокруг центра его масс на угол e₂=130^o= 2,27 (рад) рассчитывается из выражений:
A₂=m₂gS₂f_б=1145•9,8•2,4•0,6=16158 Дж
А₃=(R_z1a₁+R_z2b₁)e₂f_б=(607•9,8•1,14+538•9,8•1,28)•2,27•0,6= 18428 Дж
где f_б= 0,6 - коэффициент сцепления в боковом направлении, определяемый как f_б=0,8 f=0,8•0,75=0,6;
R_z1=Z_1g=607•9,8;
R_z2= Z₂g= 538•9,8 - нормальные реакции дороги на колеса переднего и заднего мостов автомобилей при распределении нагрузки в процентном отношении 53/47;
Z₁=607 кг - масса, приходящаяся на переднюю ось автомобиля;
Z₂=538 кг - масса, приходящаяся на заднюю ось автомобиля;
a₁= 1,14 м, b₁=1,28 м - расстояния от переднего и заднего мостов автомобилей до его центра масс.

Следовательно:

Подставляя рассчитанные значения скоростей v₁ ¹=13,5 м/с и v₂ ¹=7,8 м/с в систему уравнений (2), получим:
1170v₁-1145v₂•0,374=1170•13,5•0,09998+1145•7,8•0,669
-1170v₁-0,374+1145 v₂=-1170•13,5•0,544+1145•7,8•0,573
Решая данную систему уравнений, получим v₁= 4,7 м/с=17 км/ч; v₂= 20,3 м/с.

Скорость ВАЗ-2104 перед началом торможения была равна примерно 80 км/ч.

где t₃= 0,35 с - время нарастания замедления j_a=6,8 м/с при экстренном торможении на сухом асфальте при данной загрузке автомобиля.

S_gн= 2,6 м - перемещение ВАЗ-2104 в заторможенном состоянии с учетом его базы до столкновения.

Такой же расчет проводим для второй выбранной точки (см. фиг.2), получаем v₂=38 км/ч, v₁=41 км/ч, что практически невозможно, исходя из того, что только скорость, рассчитанная с учетом тормозного пути ВАЗ 2104 для данной точки (по формуле 3), равна 56 км/ч.

2. Вывод:
Исходя из того, что для совершения определенного действия в природе необходимо затратить минимальное количество энергии, то скорость автомобиля ВАЗ-21053 перед столкновением была равна примерно 17 км/ч. Скорость ВАЗ-2104 перед началом торможения была равна 80 км/ч.

Предлагаемый способ позволяет значительно повысить точность выявления факторов ДТП, а значит и истинных виновников аварий, что подтверждено практической деятельностью. На настоящий момент с помощью данного изобретения исследовано более 100 ДТП, дела по которым проходили через суды, не выявлено ни одного случая обжалования решения автотехэксперта.

Формула изобретения

1. Способ определения факторов дорожно-транспортных происшествий, заключающийся в составлении схемы ДТП в масштабе с изображением моделей транспортных средств на основе предварительного изучения дорожной обстановки на момент ДТП, весовых и технических характеристик транспортных средств, следов аварии, отличающийся тем, что устанавливают модели транспортных средств в условную точку столкновения, полученную из исходных данных, определяют по характеру повреждений угол столкновения между векторами скоростей моделей транспортных средств, определяют углы, под которыми переместились центры масс транспортных средств после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения, определяют скорости v₁, v₂ транспортных средств до столкновения, на основе уравнений количества движения системы


где Y - угол между векторами в момент удара;
m₁= m₁ ⁰+nm_n - полная масса автомобиля 1, где m₁ ⁰ - снаряженная масса автомобиля 1, m_n= 75 кг масса человека, n - количество человек в автомобиле;
m₂= m₂ ⁰+nm_n - полная масса автомобиля 2, где m₂ ⁰ - снаряженная масса автомобиля 2;
v₁, v₂ - скорости автомобилей 1 и 2 перед столкновением соответственно;
v₁ ¹, v₂ ¹ - скорости автомобилей 1 и 2 после столкновения соответственно;
Φ₁; Φ₂; Φ₃; Φ₄ - углы для данной точки столкновения, под которыми переместились центры масс автомобилей после удара относительно векторов их скоростей в момент столкновения.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что размещают модели столкнувшихся транспортных средств поочередно в нескольких точках предполагаемого столкновения.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что определяют скорости v₁, v₂ транспортных средств до столкновения в нескольких точках предполагаемого столкновения на основе уравнений количества движения системы.

4. Способ по п. 1, или 2, или 3, отличающийся тем, что определяют на схеме место столкновения как точку, в которой ₁, v₂ являются минимальными.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что угол столкновения определяется путем совмещения поврежденных участков транспортных средств.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3